Binokulär summering

Binokulär summering avser den förbättrade visuella prestandan för binokulärt seende jämfört med monokulärt seende . Den viktigaste fördelen med binokulärt seende är stereopsis eller djupuppfattning, men binokulär summering ger också några subtila fördelar. Genom att kombinera informationen som tas emot i varje öga kan binokulär summering förbättra synskärpan, kontrastkänsligheten, flimmeruppfattningen och uppfattningen av ljusstyrka. Även om binokulär summering i allmänhet förbättrar binokulärt seende, kan det försämra binokulärt seende i förhållande till monokulärt seende under vissa förhållanden. Binokulär summation minskar med åldern och när stora interokulära skillnader finns.

Visuella förbättringar

Några av de sätt på vilka binokulär summering förbättrar binokulär visuell prestanda är

Ljusstyrka perception. Den kikare uppfattade ljusstyrkan är större än ljusstyrkan som ses av varje enskilt öga. Detta hjälper till att upptäcka svagt ljus och provocerar även pupillen att minska sin storlek, vilket förbättrar fokuseringen.
Flimmeruppfattning. Binokulär summering kan öka den kritiska flimmerfusionshastigheten (CFF) som är den högsta märkbara flimmerhastigheten innan bilden visas kontinuerligt. CFF ökar när båda ögonen ser samma flimmer, och den minskar när flimmern för ett öga är ur fas med det andra. Binokulär summering ökar också den upplevda ljusstyrkan för flimmern när båda ingångarna är i fas.
Kontrastkänslighet.
Synskärpa.

Ett praktiskt mått på binocularitet är det binokulära summeringsförhållandet BSR, vilket är förhållandet mellan binokulär kontrastkänslighet och kontrastkänsligheten hos det bättre ögat.

displaystyle BSR=CS_{kikare}/CS_{bättre\ öga}}

Modeller för binokulär ljusstyrka

Man kan förvänta sig att insignalerna från varje öga helt enkelt adderas, och att den upplevda ljusstyrkan med två ögon är dubbelt så stor som för ett enda öga. Den upplevda ljusstyrkan med två ögon är dock bara något högre jämfört med ett enda öga. Om ett öga ser en ljus scen kommer den upplevda ljusstyrkan faktiskt att minska om det andra ögat presenteras med ett svagt ljus. Detta kontraintuitiva fenomen är känt som Fechners paradox. Flera olika modeller har föreslagits för att förklara hur input från varje öga kombineras.

Den berömda fysikern Erwin Schrödinger , känd för sina bidrag till kvantteorin, hade en fascination för psykologi och han utforskade ämnen relaterade till färguppfattning. Schrödinger (1926) lade fram en ekvation för kombination av binokulär ljusstyrka och kontrast där varje monokulär ingång vägs av förhållandet mellan signalstyrkan från det ögat och summan av signalen från båda ögonen. Ingångarna $f_{l}$ och $f_{l}$ är monokulära ljusstyrkeflödessignaler. Denna ekvation kan ses som summan av längderna av två vektorer.

B=f_{l}{\frac {f_{l }}{f_{l}+f_{r}}}+f_{r}{\frac {f_{r}}{f_{l}+f_{r}}}={\frac {f_{l}^ {2}+f_{r}^{2}}{f_{l}+f_{r}}}

MacLeod (1972) utökade Schrödingers arbete genom att föreslå följande formel för signalstyrkan för en neural signal $f$ i termer av internt brus ${\displaystyle f_{0}} ,$ luminansskillnad över konturen ${\ displaystyle l}$ och tröskelluminansskillnaden $l_{0}$ .

f={\begin{cases}f_{0}+\log {({\frac {l}{l_{ 0}}})},&{\text{if }}l\geq l_{0}\\f_{0}&{\text{if }}l<l_{0}\\\end{cases}}

Bearbeta

Det är fortfarande osäkert exakt hur denna process utförs av hjärnan och är fortfarande ett aktivt forskningsområde. Mekanismen kan förklaras av någon kombination av sannolikhetssummering, neural summering och effekter på grund av binokulär-monokulära skillnader i pupillstorlek, ackommodation, fixering och rivalitet. Sannolikhetssummering kommer från principen att det finns en större chans att upptäcka en visuell stimulans med två ögon än med ett öga.

Det finns fem möjliga resultat när ingångsstimuli summeras. Dessa är

Binokulär underlättande. Summeringen är mer än dubbelt så stor som för en enskild ingång.
Komplett kikaresummering. Summeringen är exakt dubbelt så stor som för en enskild ingång.
Partiell binokulär summering. Summeringen är större än den för en enskild ingång, men mindre än dubbelt så stor.
Ingen kikaresummering. Summeringen är densamma som en enskild ingång.
Binokulär hämning. Summeringen är lägre än sämre än en enskild ingång.

Binocular Fusion

Både motorisk fusion och sensorisk fusionsmekanism används för att kombinera de två bilderna till en enda uppfattad bild. Motorisk fusion beskriver de vergensögonrörelser som roterar ögonen runt den vertikala axeln. Sensorisk fusion är den psykologiska processen i det visuella systemet som skapar en enda bild som uppfattas av hjärnan.

Se även