Debido al efecto de un contexto espacial o temporal, la orientación percibida de una línea de prueba o patrón de rejilla puede parecer inclinada fuera de su orientación física. La ilusión de inclinación (TI) [1] es el fenómeno de que la orientación percibida de una línea de prueba o rejilla se ve alterada por la presencia de líneas circundantes o rejilla con una orientación diferente (contexto espacial; ver Fig.1). Y el efecto secundario de inclinación (TAE) [2] es el fenómeno de que la orientación percibida cambia después de una inspección prolongada de otra línea o rejilla orientada (contexto temporal; ver Figura 2).
Se ha informado que la magnitud y la dirección del cambio de orientación percibido depende de la orientación relativa entre los estímulos de prueba y contextuales (ver Figura 3). Los experimentos de psicofísica han demostrado que las orientaciones relativas entre 0 grados y aproximadamente 50 grados producen efectos de repulsión (la línea de prueba o rejilla tiende a girar alejándose del estímulo contextual), lo que se conoce como la forma directa del efecto de inclinación; pero las orientaciones relativas más grandes de hasta 90 grados producen efectos de atracción (la línea de prueba o la rejilla tiende a girar hacia el estímulo contextual), lo que se conoce como la forma indirecta del efecto de inclinación. Se ha observado repetidamente que los efectos indirectos son menores que los efectos directos. [2] [3] [4] El pico de repulsión es de unos 3 grados, normalmente cuando la orientación relativa entre la prueba y los estímulos contextuales es de unos 20 grados; y el pico de atracción suele ser de 0,5 grados como máximo cuando la orientación relativa es de alrededor de 70 grados (ver Figura 3).
Los experimentos originales que muestran el TI y TAE
Estos efectos fueron estudiados por primera vez por Gibson en 1937. La visión del sujeto estaba restringida para que pudiera ver una línea negra (la línea de prueba) que bisecaba un campo circular blanco, y podía agarrar los bordes de un disco para rotar la línea alrededor de su punto medio. . Un experimentador se sentaría detrás del disco para establecer los estímulos y registrar la posición ajustada de la línea del sujeto. Durante el experimento de efectos secundarios de inclinación, [2] se requirió que el sujeto mirara una línea orientada durante cuatro minutos y luego ajustara otra línea a una posición que parecía ser vertical. En el experimento de ilusión de inclinación simultánea, [1] se introdujo una rejilla inclinada en el campo circular del sujeto, y se suponía que el sujeto debía colocar la línea ajustable en vertical antes y después de que la rejilla inclinada se hubiera superpuesto sobre ella. Ambos experimentos mostraron que la posición que parecía seguir la vertical percibida del sujeto estaba ligeramente fuera de la vertical objetivo, y los cambios de orientación percibidos dependían de la orientación relativa entre la línea de prueba y la línea adaptada o la línea inducida simultáneamente.
Efectos de inclinación en diversas condiciones
Los efectos de inclinación se han probado con varios parámetros de estímulo, como la frecuencia espacial, el color, la luminancia y las diferencias de contraste entre la rejilla de prueba y la rejilla contextual, y la profundidad de la disparidad o la separación temporal entre ellas. También se han estudiado la presentación dichoptic , los estímulos contextuales de la imagen "invisible" y natural.
Se ha demostrado que tanto el TAE [5] como el TI [6] son específicos de la frecuencia espacial, ya que ambos efectos (TI y TAE) de la forma directa (repulsión) se reducen considerablemente si la prueba y la rejilla contextual difieren en el espacio. frecuencia. Wenderoth y Johnstone (1988) [7] han sugerido además que la separación entre los estímulos contextuales y de prueba, ya sea con la brecha espacial o la diferencia de frecuencia espacial, reduce la magnitud de la ilusión de inclinación directa pero no indirecta. También demostraron que la reducción del diámetro del estímulo contextual reduce el efecto directo, pero los efectos indirectos son relativamente constantes.
Según el artículo de Durant en 2006, [8] en la forma directa de efectos de inclinación, la mayor ilusión ocurre cuando el estímulo de prueba y el entorno del contexto se presentan simultáneamente; la brecha espacial, el contraste relativo y las señales de profundidad dan como resultado un TI reducido. Los experimentos también muestran que tanto TI como TAE ocurren para estímulos contextuales y de prueba que difieren en color y luminancia. [9] [10] [11]
Cuando la línea de prueba se presenta en un ojo y el contexto en el otro ( presentación dicóptica ), la magnitud de la ilusión de inclinación se reduce [12] [13] [14] ), lo que sugiere que al menos parte del efecto se debe al efecto monocular. células. [15] Y un efecto de inclinación invertido se observó muy recientemente: una forma directa (repulsión) de TI bajo presentación monocular se vuelve indirecta (atracción) para la estimulación dicóptica, cuando la línea de prueba vertical se inclina por una línea de 20 grados. [dieciséis]
Otro experimento interesante fue realizado por Clifford y Harris (2005), [17] en el que el entorno contextual fue seguido inmediatamente por una máscara de ruido aleatorio que cubría el entorno pero no el centro, por lo que el entorno contextual no se percibiría conscientemente. Resultó que una rejilla contextual orientada puede afectar la orientación percibida de la rejilla de prueba incluso fuera del conocimiento de este contexto.
Además, la ilusión se mantiene cuando las texturas contextuales tienen una amplia gama de orientaciones (por ejemplo, imágenes naturales), incluso aquellas sin una orientación claramente perceptible; [18] otras características orientadas, incluidos contornos ilusorios, una elipse, un punto en movimiento y una fila de puntos o líneas, [14] también pueden inducir una ilusión de inclinación robusta.
Mecanismos del TI y TAE
Una hipótesis propuesta por Blakemore et al. (1971) [19] sugirió que tanto el TAE como el TI eran causados por la inhibición lateral entre los detectores de orientación cortical. Los detectores de orientación están uniformemente a favor de diferentes orientaciones, pero la presencia de contexto podría manipular las respuestas de los detectores de orientación dando como resultado sesgos de detección. Esta hipótesis ha sido probada y desarrollada.
Gibson y Radner (1937) [2] sugirieron que el TAE ocurre porque la inspección prolongada de un estímulo contextual inclinado da como resultado la adaptación al eje vertical u horizontal del espacio más cercano; por lo tanto, un estímulo de prueba vertical posterior se inclinaría hacia afuera del eje vertical u horizontal (similar a la idea de color o movimiento de la imagen secundaria ). Sin embargo, esta teoría de adaptación predice un TAE simétrico con orientaciones relativas entre 0 y 45 grados y una separación de 45 a 90 grados, lo cual es inconsistente con los datos psicofísicos: el cruce por cero ocurre más cerca de 50 o 55 grados en lugar de 45 grados.
Kohler y Wallach (1944) [20] sugirieron una teoría de la "saciedad cortical" para explicar las secuelas. Con base en esta teoría, las neuronas corticales sintonizadas con las orientaciones entre la prueba y los estímulos contextuales normalmente se excitarían solo con cualquiera de los estímulos. Sin embargo, se inhibirían cuando se presenten ambos estímulos, lo que provocaría un cambio en la separación de los picos de excitación. Al introducir la desinhibición de ángulos grandes, [4] [21] esta teoría también podría usarse para explicar los efectos indirectos de inclinación.
Alrededor de la década de 1970, esta teoría fue desarrollada en teoría de inhibición lateral por Blakemore et al. [22] [23] Al igual que en la corteza visual del gato o del mono, [24] [25] también hay detectores de orientación en el cerebro humano. Cualquier detector de orientación en la corteza visual humana es excitado por un rango relativamente estrecho de orientaciones (orientaciones preferidas) y es inhibido por una banda mucho más amplia. Se esperaría que la presentación de una sola línea produjera una distribución de actividad entre la población de detectores de orientación que está a favor de la orientación estimulada (ajuste de orientación). El contexto generaría otra distribución a favor de la orientación contextual. Simplemente agregando estas dos distribuciones, los picos de actividad en esta distribución de compuestos se desplazan ligeramente aparte de los picos individuales producidos por las líneas individuales. Por lo tanto, cuando dos líneas que forman un ángulo agudo parecen estar alejadas una de la otra en orientación (repulsión). Se ha demostrado que los cambios medidos experimentalmente en la actividad de tales detectores de orientación en el cerebro se correlacionan estrechamente con el cambio medido en la orientación percibida. [26] [27]
Además, los modelos mecanicistas de ajuste de orientación se utilizan para evaluar la base neuronal de los hallazgos experimentales sobre los efectos de inclinación. [28] Los cambios en las curvas de sintonía cambiarían la respuesta de la población y provocarían sesgos de inclinación. Los estímulos contextuales posiblemente pueden cambiar las tasas de activación neuronal , los anchos de sintonía y las orientaciones preferidas, lo que depende de la relación entre la orientación de los estímulos contextuales y la orientación preferida de las neuronas.
Schwartz y col. (2009) [29] propuso que las estadísticas de la escena natural también podrían efectuar cambios en las curvas de ajuste de orientación con la presencia de contexto. La coordinación entre el entorno y el centro a través de los límites de segmentación se reduce en gran medida, [30] y nuestro sistema visual aprovecha esta característica de estadística natural: una mayor evidencia de información de segmentación lleva al sistema visual a desacoplar la coordinación entre el centro y el entorno. [31] [32] En su modelo, se introduce una probabilidad de segmentación entre el centro de prueba y el contexto para controlar la cantidad de modulación contextual. Y demostraron que este modelo predice tanto las formas directas como indirectas en la ilusión de inclinación.
Evidencia fisiológica
El efecto del contexto sobre la inclinación también se puede detectar midiendo cómo las respuestas electrofisiológicas de neuronas individuales o de población a los estímulos de prueba cambian por contexto. Los resultados electrofisiológicos indican que los estímulos contextuales podrían suprimir [33] [34] [35] [36] [37] o mejorar [33] [38] [39] las tasas de activación de las neuronas , causar un ensanchamiento o agudización de los anchos de sintonización de orientación, [40] y cambios en la orientación preferida. [36] [41] También se ha demostrado que el contexto cambia las respuestas de las neuronas de la población (al sumar respuestas individuales). [37]
Fang y col. (2005) [42] proporcionó evidencia de fMRI sobre el efecto secundario de inclinación: después de la adaptación a largo plazo a una rejilla orientada, la respuesta de fMRI en el humano V1, V2, V3 / VP, V3A y V4 a una rejilla de prueba fue proporcional al valor relativo Orientación entre la rejilla adaptada y de prueba.
Similitudes entre TI y TAE
La ilusión de inclinación simultánea se genera debido al contexto espacial, y el efecto secundario de inclinación se debe al contexto temporal; Sin embargo, los datos experimentales muestran muchas similitudes entre ellos. Schwartz y col. (2007) [28] revisaron los paralelismos psicofísicos y electrofisiológicos entre el TI y el TAE, que probablemente revelan una similitud funcional entre el contexto espacial y temporal. Se ha demostrado que cuando se emparejan un efecto secundario y una ilusión simultánea de sesgos opuestos (primero adaptándose a una línea orientada en el sentido de las agujas del reloj y luego presentando la línea de prueba vertical con una línea inductora en sentido antihorario), los dos efectos se suman linealmente, [43] que también sugiere un mecanismo común de TAE y TI.
Se ha sugerido que esta similitud entre el efecto espacial y temporal podría explicarse por las estadísticas de la escena natural en la que el contexto espacial y temporal siempre comparten características, ya que los objetos suelen ser suaves y cambian lentamente. Y nuestro sistema visual adapta estas características estadísticas para codificar la información de manera eficiente. [28] Sin embargo, no siempre existe una analogía temporal clara con las características espaciales. Por ejemplo, las características espaciales tienen un papel clave en la vinculación de señales a través del espacio para obtener la inferencia de límites, mientras que las señales temporales pueden no jugar el mismo papel.
Ver también
- Ilusión óptica
- Lista de ilusiones ópticas
- Ilusión espiral de Fraser
Referencias
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