Visual short-term memory for crossed and uncrossed binocular disparities
Abstract
Previous work on visual short-term memory (VSTM) has encompassed various stimulus attributes including spatial frequency, color, and contrast, revealing specific time courses and a dependence on stimulus parameters. This study investigates visual short-term memory for binocular depth, using dynamic random dot stereograms (DRDS) featuring disparity planes in front of or behind the plane of fixation. In a delayed match-to-sample paradigm, we employed four distinct reference disparities (17.5', 28.8' either crossed or uncrossed) at two contrast levels (20%, 80%), spanning interstimulus intervals (ISI) of up to 4 s.
Test stimuli represented a range of equally spaced values centered around the reference disparity of the ongoing trial. In addition, the impact of a memory masking stimulus was also tested in a separate experiment. Accuracy and point of subjective equality (PSE) served as performance markers. The performance, indicated by the accuracy of responses, was better for smaller reference disparities (±17.5') compared to larger ones (±28'), but both deteriorated as a function of ISI. The PSE demonstrated a consistent shift with increasing ISIs, irrespective of the magnitude of the initial disparity, converging gradually toward the range of 20-22' and deviating from the reference disparity. Notably, the influence of masking stimuli on the PSE was more marked when the mask disparity diverged from the reference value.
The findings from our study indicate that the retention of absolute disparity in memory is imprecise, it deteriorates with retention time or due to perturbation by dissimilar masking stimuli. As a result, the memory trace is gradually replaced by a default depth value. This value could potentially signify an optimal point within low-level perceptual memory, however, our results are better explained by perceptual averaging whereby the visual system computationally derives a statistical summary of the presented disparities over time. The latter mechanism would aid in the computation of relative disparity in a dynamically changing environment.
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Frühere Arbeiten zum visuellen Kurzzeitgedächtnis (VSTM) haben verschiedene Stimulusattribute wie Raumfrequenz, Farbe und Kontrast untersucht und dabei spezifische Zeitverläufe und eine Abhängigkeit von Stimulusparametern festgestellt. Diese Studie untersucht das visuelle Kurzzeitgedächtnis für binokulare Tiefe unter Verwendung dynamischer Random-Dot-Stereogramme (DRDS) mit Disparitätsebenen vor oder hinter der Fixationsebene. In einem verzögerten Match-to-Sample-Paradigma wurden vier verschiedene Referenzdisparitäten (17,5', 28,8', entweder gekreuzt oder ungekreuzt) bei zwei Kontraststufen (20%, 80%) verwendet, die Interstimulusintervalle (ISI) von bis zu 4 s abdeckten.
Die Teststimuli stellten eine Reihe von gleichmäßig verteilten Werten dar, die um die Referenzdisparität des laufenden Versuchs zentriert waren. Zusätzlich wurde in einem separaten Experiment die Wirkung eines Stimulus zur Maskierung des Gedächtnisses getestet. Die Genauigkeit und der Punkt der subjektiven Gleichheit (PSE) dienten als Leistungsmarker. Die Leistung, angegeben durch die Genauigkeit der Antworten, war bei kleineren Referenzdisparitäten (±17,5') besser als bei größeren (±28'), aber beide verschlechterten sich als Funktion der ISI. Die PSE zeigte eine konsistente Verschiebung mit zunehmendem ISI, unabhängig von der Größe der anfänglichen Disparität, und konvergierte allmählich in Richtung des Bereichs von 20-22' und wich von der Referenzdisparität ab. Der Einfluss von Maskierungsreizen auf die PSE war deutlicher, wenn die Maskendisparität vom Referenzwert abwich.
Die Ergebnisse unserer Studie deuten darauf hin, dass die Beibehaltung der absoluten Disparität im Gedächtnis ungenau ist und sich mit der Verweildauer oder aufgrund von Störungen durch unähnliche Maskierungsreize verschlechtert. Infolgedessen wird die Gedächtnisspur allmählich durch einen Standardtiefenwert ersetzt. Dieser Wert könnte möglicherweise einen optimalen Punkt innerhalb des Low-Level-Wahrnehmungsgedächtnisses darstellen. Unsere Ergebnisse lassen sich jedoch besser durch eine Mittelwertbildung in der Wahrnehmung erklären, bei der das visuelle System rechnerisch eine statistische Zusammenfassung der dargestellten Disparitäten im Laufe der Zeit ableitet. Der letztgenannte Mechanismus würde bei der Berechnung der relativen Disparität in einer sich dynamisch verändernden Umgebung helfen.