Percezione temporale
Asincronie temporali e ruolo del movimento
biologico nella percezione temporale
Facoltà di Psicologia
Università degli Studi di Firenze
Aprile 2006
Asincronie temporali e ruolo del movimento
biologico nella percezione temporale
Come ricorderete, si può dimostrare che nel corso
degli anni le prove a favore di una organizzazione
di tipo modulare (caratteristiche diverse dello
stimolo visivo sono analizzate da strutture
separate) del sistema visivo sono, a livello
fisiologico, andate a crescere costantemente
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biologico nella percezione temporale
Recentemente poi questa proposta è stata estesa
sino a livello percettivo con la proposta da parte di
Zeki e Bartels del’esistenza di MODULI
PERCETTIVI che contribuiscono in maniera
individuale alla genesi dell’esperienza percettiva
cosciente!
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Curiosamente poi si evince che in letteratura c’è
un numero sempre crescente di indizi che indicano
la percerzione del MOVIMENTO come più lenta
di quella di altre caratteristiche dello stimolo come
FORMA e COLORE
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Nelle lezioni passate abbiamo visto che Nishida
e Johnston hanno messo in dubbio l’utilità di
analizzare le differenza relativa nei tempi di
elaborazione di vari features channels usando
stimoli in rapida oscillazione
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Va però ricordato che Aymoz e Viviani in un
precedente lavoro avevano usato singole
transizioni (che Nishida e Johnston dichiarano non
in grado di creare asincronie percettive)
confermando il dato che l’elaborazione del
movimento è più lenta di quella di colore e forma.
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Il primo scopo di questi autori è allora quello di
verificare se le differenze nei tempi di
elaborazione fra i canali di movimento e colore e
forma sono reali o no e poi di verificare se colore e
forma sono analizzate allo stesso tempo oppure no!
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Perceptual asynchornies for biological and
non-biological visual events
Christelle Aymoz and Paolo Viviani
Vision Research 44 (2004) 1547-1563
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Esperimento 1:
Colore: Rosso/ Verde (isoluminanti)
Forma: Cerchio/ Quadrato (stessa superficie)
Movimento: Statico/ In moto dal centro verso
l’angolo in alto a destra (velocità costante 9.5 deg/s)
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Esperimento 1:
Cambio di attributo è contemporaneo per
entrambe le features ma il soggetto non lo sa!!!
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Esperimento 1:
Il compito dei soggetti era dire quale delle due
transizioni era avvenuta più in prossimità (temporale)
rispetto al suono la cui fase temporale rispetto alle
transizioni (Il DELTA nella figura) cambiava
continuamente
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Esperimento 1:
La logica dell’Esperimento 1 (ma anche dei successivi)
S1
S2
S3
S4
Movement
Colour
Physical onset
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S5
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Risultati Esperimento 1:
Probabilità di rispondere cambio
forma più vicino al suono
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Risultati Esperimento 1:
Probabilità di rispondere cambio
colore più vicino al suono
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Max probabilità di
inversione indica la
differenza nel duty cycle
fra i due attributi!!!
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Risultati Esperimento 1:
Probabilità di rispondere cambio
forma più vicino al suono
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Max probabilità di
inversione indica la
differenza nel duty cycle
fra i due attributi!!!
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Il modello per i dati dell’ Esperimento 1:
Si considera i ritardi con cui il cambio
dell’attributo 1 A1, dell’attributo 2 A2 e del
suono S sono percepiti come tre variabili con una
probabilità di densità Gaussiana (pdf)
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Il modello per i dati dell’ Esperimento 1:
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Le asincronie temporali così come derivate
dai risultati dell’Esperimento1:
Il ritardo della percezione di COLORE rispetto a quella
della FORMA risulta essere uguale a: 28 ms
Ma la varianza era doppia per colore
Il ritardo della percezione di MOVIMENTO rispetto a
quella del COLORE risulta essere uguale a: 163 ms
Il ritardo della percezione di MOVIMENTO rispetto a
quella della FORMA risulta essere uguale a: 191 ms
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Esperimento 2:
Si è testato la relazione fra i tempi per la
percezione di movimento e colore (cosa già vista
nell’Esperimento 1) ma utilizzando una velocità di
traslazione più alta, 20 deg/s invece di 9,5 deg/s
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Risultati Esperimento 2:
Same results
as in Exp 1
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Come abbiamo visto i risultati dei due
esperimenti sembrano confermare che le
asincronie percettive fra gli attributi di colore,
forma e movimento sono reali ed in particolar
modo nei confronti di movimenti anche molto
consistenti!
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Aymoz e Viviani ricordano che l’esistenza delle
asincronie percettive è un grosso problema in
relazione al processo che poi dovrebbe
ristrutturare la percezione del mondo univoca al
quale siamo abituati (binding process) e non
molto consistenti sembrano le teorie proposte
per conciliare asincronie e binding process (es:
microcoscienze di Zeki)
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Tale problema verrebbe però completamente
risolto se si scoprisse che tali asincronie si
manifestano solo in condizioni particolari come
quelle appunto di laboratorio. Per esempio, il
ritardo nella percezione di movimento potrebbe
svanire se i movimenti fossero biologicamente
plausibili, fossero fatti cioè da un agente umano
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Il terzo esperimento di Aymoz e Viviani è allora
stato fatto per verificare quale contributo
apporti il movimento biologico alla percezione
termporale.
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Che cosa è il movimento biologico?
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Che cosa è il movimento biologico?
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Esperimento 3:
Il compito dei soggetti era dire quale delle
due transizioni (o il cambiamento di colore
o l’inizio del movimento) era avvenuta
prima!!!
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Esperimento 3:
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Risultati dell’ Esperimento 3:
Le asincronie sono
sparite!!!
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Dubbio:
Così come è stato progettato, l’Esperimento 3
non permette di capire se la sparizione delle
asincronie percettive fra COLORE e
MOVIMENTO sia dovuto al MOVIMENTO
BIOLOGICO o non più semplicemente
all’aspettative che esso per la sua stessa natura
crea nell’osservatore!
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Esperimento 4:
Per risolvere questo dubbio, gli Autori hanno
preparato un quarto esperimento nel quale le
condizioni dell’Esperimento 2 erano riproposte
con una novità: il moto dello stimolo era
anticipato da un cue (un cerchietto nero) che
muovendosi con una traettoria lineare ad una
velocità di 20 deg/s dall’angolo sinistro in alto
dello schermo arrivava sino a toccarlo
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Risultati dell’Esperimento 4:
Le asincronie sono
tornate!!!
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Confronto fra risultati:
Biological motion
Artificial motion with cue
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Commento finale al lavoro di Aymoz e Viviani:
Il movimento biologico sembra alterare
la percezione temporale tanto che è
capace di annullare i ritardi nella
percezione del movimento rispetto a
quelli dell’attributo colore di uno
stimolo visivo!!!
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Abbiamo allora deciso di indagare se il ruolo del movimento biologico
nella percezione temporale fosse peculiare della modalità visiva o si
estendesse anche a situazioni cross-modali visive-acustiche
Perceptual synchrony of audio-visual streams
for natural and artificial motion sequences
Arrighi, Alais, Burr
Journal of Vision 2006 Mar 16; 6(3):260-268
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• I nostri stimoli “naturali”:
Filmati di un percussionista professionista
(del dipartimento percussioni del
Conservatorio di Sydney) che suonava dei
tamburi conga a ritmo costante.
Vediamo e ascoltiamo un demo
C:\Documents and Settings\roberto.MONSTER\My Documens\Mio Articolo3\BongoFilms
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Risposte "in fase" (%)
100
R.A.
100
75
75
50
50
25
25
0
0
-300 -150
100 D.A.
0
150
0
150
300
0
150 300 -300 -150
Ritardo del suono (ms)
150
300
75
50
50
25
25
0
0
0
K.A.
300 -300 -150
100 Media
75
-300 -150
1 Hz
2 Hz
4 Hz
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• I nostri stimoli “naturali”:
Filmati di un percussionista professionista (del
dipartimento percussioni del Conservatorio di
Sydney) che suonava dei tamburi conga a ritmo
costante.
• I nostri stimoli “artificiali”:
Simulazioni dello “scenario del percussionista”
con cui si è ricreato moto Biologico e moto NON
biologico.
Vediamo e ascoltiamo un demo
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Moto Biologico (Stimoli Naturali)
Moto Biologico (Stimoli Artificiali)
Moto Non Biologico(Stimoli Artificiali)
100
100
Ritardo del suono (ms)
75
-14.4
100
25
-14.5
R.A.
0
-16.7
50
25
0
75
-16
50
-15.8
-6.8
K.A.
0
1
2
4
0
1
100
-10.9
-5.36
75
50
2
4
-12
75
-13.7
50
25
25
-6.26
D.A.
0
-11.5
Media
0
0
1
2
4
0
1
2
Ritmo di percussione (Hz)
4
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• Il movimento biologico influenza
significativamente la percezione temporale
visiva e acustica cross modale
• Paradossalmente però, in condizioni cross
modali, esso non riduce le asincronie
percettive rispetto al movimento non
biologico (come è stato visto avvenire in
visione) ma le rende più consistenti!
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Recentemente è stato mostrato che le risposte di alcune
popolazioni di neuroni in V1 e MT al movimento, dipendono
criticamente dalla frequenza temporale di questi.
(Bair and Movshon, Journal of Neuroscience 2004)
In particolare, questi autori hanno scoperto che:
Basse frequenze temporali: il pattern di risposta di questi
neuroni era ampio e raggiungeva il picco di risposta con
latenze maggiori.
Per Basse frequenze spaziali: il pattern di risposta di questi
neuroni era ridotto e raggiungeva il picco di risposta con
latenze minori.
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La nostra ipotesi conclusiva allora è:
Gli allineamenti temporali degli stimoli visivi
e acustici siano in modo determinante definiti
dal pattern di risposta dei neuroni coinvolti
nella percezione del movimento delle aree
visive V1 e MT
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