Percezione temporale
L’ illusione del Flash-Lag Effect
Facoltà di Psicologia
Università degli Studi di Firenze
Aprile 2006
Indagare la percezione temporale
Linea del tempo “reale”
Evento 1 Evento 2 Evento 3 Evento 4
Illusione
temporale
Perc.Evento 1 Perc.Evento 2 Perc.Evento 4 Perc.Evento 3
Linea del tempo
Percezione Temporale 2006
“percepita”
L’illusione del Flash-Lag Effect
• Che cosa è il Flash-Lag Effect (FLE)?
Il FLE è una illusione per cui un breve stimolo
statico come un flash, presentato spazialmente
allineato a uno stimolo in movimento, viene
sistematicamente percepito apparire dietro
quest’ultimo (Metzger 1932; Mateeff and
Hohnsbein 1988; Nijhawan 1994; Krekelberg
and Lappe 2001)
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L’illusione del Flash-Lag Effect
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L’illusione del Flash-Lag Effect
Una prima possibile spiegazione del FLE:
L’estrapolazione del moto
Motion extrapolation in catching
Romi Nijhawan
Nature Vol 370 28 July 1994
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L’illusione del Flash-Lag Effect
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L’illusione del Flash-Lag Effect
Dai risultati di Nijhawan si evinceva anche che
all’aumentare della velocità (angolare) di rotazione
delle barre aumentava anche la dislocazione spaziale
percepita
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Secondo Nijhawan poiché il moto delle barre
costantemente visibili era assolutamente predicibile
al contrario della posizione delle barre presentate
stroboscopicamente, il sistema percettivo farebbe
una stima di estrapolazione di questo tipo: la
posizione al tempo T sarà uguale a quella che
sarebbe a T+ Tau ms (considerando che
nell’esperimento la velocità angolare di rotazione
rimaneva sempre costante)
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Se questa teoria è vera, la grandezza dell’estrapolazione (
giustificata con la necessità di compensare per le latenze
neurali) dovrebbe essere di grandezza paragonabile alle
suddette latenze neurali da compensare!
Questo è infatti proprio quello che qui si verifica
attraverso la media dei risultati (dislocazione spaziale
angolare/ velocità angolare) che rende un valore di
circa 82 ms molto vicino a quei 100 ms che molte
volte sono stati indicati come fattore dovuto alle
latenze neurali
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Le conclusioni di Nijhawan sono insomma che il
sistema percettivo visivo compenserebbe per le
latenze neurali in uno dei primi stadi di elaborazione
per permettere così al sitema motorio di organizzare
i movimenti “giusti” e permettere così una efficace
interazione con gli oggetti in movimento del mondo
esterno
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Domanda: Il sistema visivo estrapola veramenete le
informazioni sul moto degli oggetti at early stage
nel processo di elaborazione visiva?
Neuronal Processing Delays Are
Compensated in the Sensorimotor Branch of
theDirkVisual
System
Kerzel* and Karl R. Gegenfurtner
Abteilung Allgemeine Psychologie Justus-Liebig-Universita¨ t Gießen
Otto-Behaghel-Str. 10F 35394 Giessen Germany
Current Biology, Vol. 13, 1975–1978, November 11, 2003
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I risultati:
E’ stato riscontrato un significativo errore nella
localizzazione spaziale (in direzione del moto
dello stimolo) quando i soggetti dovevano
puntare con il dito la posizione in cui lo
stimolo era sparito mentre tale effetto era nullo
nella condizione puramente percettiva
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I risultati:
Per evitare che la scomparsa di ogni stabile
riferimento retinico potesse conforndere le
operazioni di puntamento, si è proceduto anche
a raccogliere dati in una condizione in cui il
fixation point rimaneva visibile per tutto il
tempo ma non sono state riscontrate differenze
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Discussione sui risultati:
I risultati suggeriscono che la posizione del
target venga estrapolata quando la posizione di
questi viene portata da coordinate retiniche a
coordinate egocentriche utili per organizzare le
azioni motorie
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Ma questo processo di estrapolazione quando ha
luogo? Nelle prime fasi dell’elaborazione del
moto o successivamente?
Per rispondere a questa domanda gli autori hanno svolto
un secondo esperimento utilizzando sia moto reale
(calcolabile da variazioni nelle coordinate retiniche dello
stimolo) che il moto indotto (occhi fissi sul target che sta
fermo metre a muoversi è tutto il resto dell’immagine
[frame]). In condizione di buio completo è difficile
distinguere le sensazioni provocate dai due tipi di moto
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Conclusioni sul lavoro di Kerzel and Gegenfurtner:
Il sistema sensomotorio estrapola la posizione degli
oggetti in movimento
Questo processo di estrapolazione può essere molto utile per
compensare i ritardi dovuti alla trasmissione dei segnali lungo i
canali neurali (latenze neurali) e permettere così che i movimenti
goal-directed siano accurati
L’ estrapolazione non avviene però nelle prime fasi dei processi
percettivi visivi ma successivamente (come dimostrato
dall’esperimento sul moto indotto, no retinal motion) quando cioè
le coordinate retiniche sono trasformate in coordinate
egocentriche per la preparazione dei movimenti
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Una proposta alternativa ( e se vogliamo anche
completamente opposta) all’estrapolazione del
moto per la spiegazione del FLE:
The Postdiction
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Motion Integration and Postdiction in Visual
Awareness
David M. Eagleman1,2,4* and Terrence J. Sejnowski2,3,4
1Sloan Center for Theoretical Neurobiology,
2ComputationalNeurobiology Laboratory,
3Howard Hughes Medical Institute, The Salk Institute for BiologicalStudies,
10010 North Torrey Pines Road, La Jolla, CA92037, USA
4Department of Biology, University ofCalifornia at San Diego, 9500 Gilman Drive,
La Jolla,CA 92093, USA.
Science 17 March 2000:
Vol. 287. no. 5460, pp. 2036 - 2038
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Risultati:
Dai risultati appena visti si evince che il
fenomeno del FLE è del tutto indipendente
rispetto alla traettoria di moto antecedente il
Flash. Nell’esperimento infatti tutte e tre le
condizioni condividevano una identica traettoria
di moto prima del Flash
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Per confermare in maniera definitiva che non è la
traettoria antecedente all’apparizione del Flash
ma quella che è coperta DOPO tale evento,
Eagleman e Sejnowski hanno condotto un nuovo
esperimento in cui il Flash e l’anello apparivano
insieme e questo iniziava a muoversi il frame
successivamente
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Se confrontiamo i
risultati
dell’Esperimento 1
e quelli
dell’Esperimento 2
possiamo verificare
che questi sono
davvero identici!!!
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Il secondo Esperimento sembra confermare in
maniera definitiva che è ciò che accade DOPO la
comparsa dello stimolo ad essere determinate
affinchè si ottenga l’illusione del FLE
E’ da notare poi che questi risultati sembrano suggerire
che la coscienza si ottenga per postdizione, ovvero che si
coscienti degli eventi in retrospettiva dopo aver
analizzato cosa succede in un lasso di tempo non nullo
dopo un determinato evento X
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Ma per quanto tempo il sistema integra le
informazioni sensoriali al fine di ricostruire il
percetto?
Per rispondere a questa domanda Eagleman e
Sejnowski hanno messo su un terzo
esperimento, vediamo di cosa si tratta
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L’illusione del Flash-Lag Effect
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Ma per quanto tempo il sistema integra le
informazioni sensoriali al fine di ricostruire il
percetto?
Dai dati appena visti sembra che ciò avvenga
per circa ~60 ms ( da notare infatti che a 32 ms
l’effetto era nullo come se l’anello fosse sempre
stato fermo metre invece era andato tanto in una
direzione tanto nell’altra da annullare l’integrale
della traettoria!)
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Ok va bene, fino ad ora abbiamo raccolto prove
contro l’estrapolazione del moto ma cosa dire in
riferimento all’altra teoria solitamente usata per
spiegare il Flash Lag Effect ovvero le latenze
neurali?
Il quarto esperimento di Eagleman e Sejnowski
fornisce una risposta anche a questo!
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Participants were instructed to adjust the angle of
a “pointer” line (flashed for 13ms) to point to the
beginning of the trajectory of the moving ring (Fig.
3). The pointer was flashed and then the moving
ring appeared.
These two stimuli were separated by a stimulus
onset asynchrony Dt ranging from 0 to 53 ms. Thus,
in one condition, the flash and ring appeared on the
same frame (Dt = 0), but in the remaining four
conditions, a variable delay after the single frame
with the flash (13 ms < Dt < 53 ms) preceded the
appearance of the ring.
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L’illusione del Flash-Lag Effect
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Questi risultati ( l’Effetto del FLE rimane
consistente anche se si dà un vantaggio
temporale al Flash) rafforzano gli indizi già
raccolti nell’Esperimento 2 (dove l’anello
iniziava a muoversi solo DOPO che il Flash
era apparso) che le Latenze Neurali non
possano spiegare il fenomeno del FLE
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Un rivoluzionario approccio agli studi del FLE è stato
però apportato solo recentemente da un ricercatore
giapponese, Ikuya Murakami nel 2001
A flash-lag effect in random motion
Vision Research 41 (2001) 3101-3119
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Simulation
Ideal Observer
The ideal observer:
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Motion Extrapolation prediction:
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Simulation
Ideal Observer
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Position Averaging prediction:
Simulation
Ideal Observer
OK!
NOOO!
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Position Averaging prediction:
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Simulation
Ideal Observer
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Fixed Neural Latencies prediction:
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Simulation
Ideal Observer
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La proposta di Murakami è allora quella di
modificare l’idea delle latenze neurali
ipotizzando che lo scarto nella latenza della
percezione di oggetti statici presentati
brevemente (flashes) e oggetti in movimento
non sia FISSA ma VARIABILE!!
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Il modello di Murakami ci dice che la differenza nelle
latenze è stocastica, ovvero fluttuante. La distribuzione
di queste differenze (si parla di distribuzione quindi si
fa riferimento a campionamenti multipli che si
estendono nel tempo per quasi 100 ms DOPO la
comparsa del Flash) sarebbe ben approssimata da una
curva Gaussiana con media tra 60-80 ms e una
deviazione standard di 50-80 ms!!!
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Ma questa proposta non è simile a quella di positional
averaging di Eagleman and Sejnowski (averaging of actual
spatial position) o a quella lievemente diversa di Krekelberg
and Lappe (metric averaging that is, relative position
information)?
Entrambe non si adattano ai dati qui visti, la prima
perché predice un blurring visivo che qui non è stato
osservato, la seconda perché prevede un formato
dell’informazione come METRICA mentre nel
modello di murakami questa è BINARIA ovvero si
considera solo il fatto destra-sinistra rispetto al flash
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