Введение

Оптическое явление
Бинокулярное соперничество – это явление зрительного восприятия, при котором восприятие чередуется между различными изображениями, предъявляемыми каждому глазу. Когда одному глазу предъявляется одно изображение, а другому – совершенно другое (также известное как дихоптическое предъявление), вместо того, чтобы два изображения виделись наложенными друг на друга, одно изображение воспринимается в течение нескольких моментов, затем другое, затем первое и так далее, случайным образом, в течение любого времени наблюдения. Например, если одному глазу предъявляется набор вертикальных линий, а другому – набор горизонтальных линий в той же области сетчатки, то иногда видны только вертикальные линии, без следа горизонтальных, а иногда – только горизонтальные линии, без следа вертикальных. В моменты перехода могут наблюдаться кратковременные, неустойчивые комбинации двух изображений. Например, вертикальные линии могут появляться поочередно, заслоняя горизонтальные слева или справа, подобно движущейся волне, медленно переключая одно изображение на другое. Бинокулярное соперничество возникает между любыми стимулами, которые достаточно различаются, включая простые стимулы, такие как линии с разной ориентацией, и сложные стимулы, такие как различные буквы алфавита или разные изображения, например, лицо и дом. Однако очень незначительные различия между изображениями могут приводить к монокулярному зрению и стереопсису. Бинокулярное соперничество широко изучалось в течение последнего столетия. В последние годы нейробиологи использовали методы нейровизуализации и регистрации активности отдельных клеток для выявления нейронных процессов, ответственных за перцептивное доминирование конкретного изображения и за чередование восприятия.

Типы

Когда изображения, представленные глазам, различаются только по своим контурам, это соперничество называется бинокулярным соперничеством контуров. Когда изображения, представленные глазам, различаются только по цветам, это соперничество называется бинокулярным цветовым соперничеством. Когда изображения, представленные глазам, различаются только по светлоте, может наблюдаться форма соперничества, называемая бинокулярным блеском. Когда изображение представлено одному глазу, а пустое поле – другому, изображение обычно воспринимается непрерывно. Это явление называется доминированием контура. Однако, иногда пустое поле или даже темное поле закрытого глаза могут стать видимыми, делая изображение невидимым примерно на то же время, что и в случае соперничества с другим изображением равной силы стимуляции. Когда изображение представлено одному глазу, а пустое поле – другому, появление другого изображения в пустом поле обычно приводит к его немедленному восприятию. Это явление называется подавлением вспышкой.

История

Бинокулярное соперничество было открыто Портой. Порта поместил одну книгу перед одним глазом, а другую – перед другим. Он сообщил, что мог читать из одной книги за раз, и что для переключения между ними требовалось отвлечь "зрительную силу" от одного глаза и перенести её на другой. Согласно исследованиям, бинокулярное соперничество цветов впервые было описано , а также зафиксировано им при рассматривании различных цветов спектра в отражении зеркала. Наиболее чёткое раннее описание соперничества как цветов, так и контуров было дано Дютором. Чтобы испытать соперничество цветов, Дютор либо сводил глаза к переносице, либо расводил их (форма свободного бинокулярного слияния, широко использовавшаяся также в конце 20-го века для просмотра стереограмм "Магический глаз"), чтобы смотреть на куски ткани разных цветов или на куски стекла разных цветов. Чтобы испытать соперничество контуров, Дютор снова использовал свободное бинокулярное слияние разных объектов или использовал призму или зеркало перед одним глазом, чтобы проецировать в него различные изображения. Первое чёткое описание соперничества на английском языке дал Уитстоун, который изобрел стереоскоп – оптическое устройство (в случае Уитстоуна использовавшее зеркала) для представления разных изображений каждому глазу.

Ранние теории

Были предложены различные теории, объясняющие бинокулярное соперничество. Порта и Дютур восприняли это как подтверждение древней теории зрительного восприятия, получившей название теории подавления. Её основная идея заключается в том, что, несмотря на наличие двух глаз, мы видим только один объект (известный как единственность зрения), поскольку видим каждым глазом поочередно. Согласно этой теории, мы обычно не замечаем чередования между изображениями глаз, потому что они слишком похожи. Порта и Дютур утверждали, что, делая изображения существенно различными, можно наблюдать это естественное чередование. Уитстоун, напротив, поддерживал альтернативную теорию единственности зрения – теорию слияния, предложенную Аристотелем. Её основная идея состоит в том, что мы видим только один объект, потому что информация от обоих глаз объединяется или сливается. Уитстоун также открыл бинокулярный стереопсис – восприятие глубины, возникающее благодаря боковому расположению глаз. Уитстоун смог доказать, что стереопсис зависит от различных горизонтальных положений (горизонтальной разницы) точек в изображениях, воспринимаемых каждым глазом, создав иллюзию глубины из плоских изображений, отображаемых в его стереоскопе. Такой стереопсис невозможен, если информация не объединяется от каждого глаза. Хотя открытие Уитстоуном стереопсиса подтвердило теорию слияния, ему всё равно пришлось объяснить бинокулярное соперничество. Он рассматривал бинокулярное соперничество как особый случай, когда слияние невозможно, утверждая, что "сознание не обращает внимания на впечатления, возникающие на одной сетчатке, когда оно не может объединить впечатления на обеих сетчатках, чтобы вызвать восприятие, напоминающее восприятие какого-либо внешнего объекта" (с. 264). Другие теории бинокулярного соперничества больше касались механизмов его возникновения, чем причин. Дютур предположил, что чередование может контролироваться вниманием, что поддерживал в девятнадцатом веке Германн фон Гельмгольц. Однако Дютур также предположил, что чередование может контролироваться структурными особенностями изображений (например, временными колебаниями размытости или яркости одного из изображений). Эту теорию в девятнадцатом веке продвигал традиционный соперник Гельмгольца, Эвальд Геринг.

Эмпирические исследования: Б. Б. Бриз (1899, 1909)

Наиболее полное раннее исследование бинокулярного соперничества было проведено Бризом, который количественно оценил степень соперничества, попросив своих испытуемых нажимать клавиши во время наблюдения за соперничеством в течение 100-секундных испытаний. Испытуемый нажимал одну клавишу всякий раз, когда и до тех пор, пока видел один из конкурирующих стимулов, не обнаруживая следов другого, и другую клавишу – когда и до тех пор, пока видел другой конкурирующий стимул, не обнаруживая следов первого. Это вошло в практику как регистрация периодов исключительной видимости. На основе записей нажатий клавиш (Бриз использовал для этого барабан кимографа), Бриз смог количественно оценить соперничество тремя способами: количество периодов исключительной видимости каждого стимула (частота соперничества), общая продолжительность исключительной видимости каждого стимула и средняя продолжительность каждого периода соперничества. Бриз первым обнаружил, что хотя испытуемые могли увеличить время, в течение которого один из конкурирующих стимулов оставался видимым, концентрируя на нем внимание, они не могли увеличить частоту его появления. Более того, когда он просил испытуемых воздерживаться от движения глаз над стимулом, на котором они концентрировались, контроль над процессом терялся. Когда он просил испытуемых специально перемещать взгляд над одним из стимулов, этот стимул начинал преобладать в соперничестве. Он также мог усилить преобладание стимула, увеличив количество его контуров, перемещая его, уменьшая его размер, делая его ярче, и сокращая мышцы на той же стороне тела, что и глаз, воспринимающий этот стимул. Бриз также показал, что соперничество может возникать между послеобразами. Бриз также открыл феномен монокулярного соперничества: если два конкурирующих стимула оптически накладываются на один и тот же глаз, и испытуемый фиксирует взгляд на стимулах, то наблюдаются колебания четкости восприятия этих стимулов. Иногда одно изображение полностью исчезает, как и при бинокулярном соперничестве, хотя это происходит гораздо реже.

Другие чувства

Слуховые и обонятельные формы перцептивного соперничества могут возникать при наличии конфликтующих и, таким образом, конкурирующих сигналов, поступающих в оба уха или обе ноздри.