Blink-contingent object displacements during tracking: behavioural and neuromagnetic recordings

Abstract

The visual world is perceived as continuous despite frequent interruptions of sensory data due to eyeblinks and rapid eye movements. To create the perception of constancy, the brain makes use of fill-in mechanisms. This study presents an experiment in which the location of an object during smooth pursuit tracking is altered during eyeblinks. The experiment investigates the effects of blink suppression and fill-in mechanisms to cloud the discrimination of these changes. We employed a motion-tracking task, which promotes the accurate evaluation of the object’s trajectory and thus can counteract the fill-in mechanisms. Six subjects took part in the experiment, during which they were asked to report any perceived anomalies in the trajectory. Eye movements were monitored with a video-based tracking and brain responses with simultaneous MEG recordings. Discrimination success was found to depend on the direction of the displacement, and was significantly modulated by prior knowledge of the triggered effect. Eye-movement data were congruent with previous findings and revealed a smooth transition from blink recovery to object locating. MEG recordings were analysed for condition-dependent evoked and induced responses; however, intersubject variability was too large for drawing clear conclusions regarding the brain basis of the fill-in mechanisms.

Visuaalinen maailma koetaan jatkuvana, vaikka silmänräpäykset ja nopeat silmänliikkeet aiheuttavat keskeytyksiä sensoriseen tiedonkeruuseen. Luodakseen käsityksen pysyvyydestä, aivot käyttävät täyttömekanismeja. Tämä tutkimus esittelee kokeen, jossa kappaleen seurantaa hitailla seurantaliikkeillä häiritään muuttamalla sen sijaintia silmänräpäysten aikana. Tämä koe tutkii, kuinka silmänräpäysten aiheuttama suppressio ja täyttömekanismit sumentavat kykyä erotella näitä muutoksia. Käytimme liikeseurantatehtävää, joka vastaavasti edistää kappaleen liikeradan tarkkaa arviointia. Kuusi koehenkilöä osallistui kokeeseen, jonka aikana heitä pyydettiin ilmoittamaan kaikki havaitut poikkeamat kappaleen liikeradassa. Silmänliikkeitä tallennettiin videopohjaisella seurannalla, ja aivovasteita yhtäaikaisella MEG:llä. Erottelykyvyn todettiin riippuvan poikkeutuksen suunnasta, sekä merkittävästi a priori tiedosta poikkeutusten esiintymistavasta. Silmänliikedata oli yhtenevää aiempien tutkimusten kanssa, ja paljasti sujuvan siirtymisen silmänräpäyksistä palautumisesta kappaleen paikallistamiseen. MEG-tallenteet analysoitiin ehdollisten heräte- ja indusoitujen vasteiden löytämiseksi, mutta yksilölliset vaste-erot koehenkilöiden välillä olivat liian suuria selkeiden johtopäätösten tekemiseksi täyttömekanismien aivoperustasta.