Is saccade averaging determined by visual processing or movement planning?

Bhutani N, Ray S, Murthy A. Is saccade averaging determined by visual processing or movement planning? J Neurophysiol 108: 3161-3171, 2012. First published September 26, 2012; doi:10.1152/jn.00344.2012.-Saccadic averaging that causes subjects' gaze to land between the location of two targets when faced with simultaneously or sequentially presented stimuli has been often used as a probe to investigate the nature of computations that transform sensory representations into an oculomotor plan. Since saccadic movements involve at least two processing stages-a visual stage that selects a target and a movement stage that prepares the response-saccade averaging can either occur due to interference in visual processing or movement planning. By having human subjects perform two versions of a saccadic double-step task, in which the stimuli remained the same, but different instructions were provided (REDIRECT gaze to the later-appearing target vs. FOLLOW the sequence of targets in their order of appearance), we tested two alternative hypotheses. If saccade averaging were due to visual processing alone, the pattern of saccade averaging is expected to remain the same across task conditions. However, whereas subjects produced averaged saccades between two targets in the FOLLOW condition, they produced hypometric saccades in the direction of the initial target in the REDIRECT condition, suggesting that the interaction between competing movement plans produces saccade averaging.

Active Sequential Hypothesis Testing with Application to a Visual Search Problem

We consider a visual search problem studied by Sripati and Olson where the objective is to identify an oddball image embedded among multiple distractor images as quickly as possible. We model this visual search task as an active sequential hypothesis testing problem (ASHT problem). Chernoff in 1959 proposed a policy in which the expected delay to decision is asymptotically optimal. The asymptotics is under vanishing error probabilities. We first prove a stronger property on the moments of the delay until a decision, under the same asymptotics. Applying the result to the visual search problem, we then propose a ``neuronal metric'' on the measured neuronal responses that captures the discriminability between images. From empirical study we obtain a remarkable correlation (r = 0.90) between the proposed neuronal metric and speed of discrimination between the images. Although this correlation is lower than with the L-1 metric used by Sripati and Olson, this metric has the advantage of being firmly grounded in formal decision theory.

Similarity relations in visual search predict rapid visual categorization

How do we perform rapid visual categorization?It is widely thought that categorization involves evaluating the similarity of an object to other category items, but the underlying features and similarity relations remain unknown. Here, we hypothesized that categorization performance is based on perceived similarity relations between items within and outside the category. To this end, we measured the categorization performance of human subjects on three diverse visual categories (animals, vehicles, and tools) and across three hierarchical levels (superordinate, basic, and subordinate levels among animals). For the same subjects, we measured their perceived pair-wise similarities between objects using a visual search task. Regardless of category and hierarchical level, we found that the time taken to categorize an object could be predicted using its similarity to members within and outside its category. We were able to account for several classic categorization phenomena, such as (a) the longer times required to reject category membership; (b) the longer times to categorize atypical objects; and (c) differences in performance across tasks and across hierarchical levels. These categorization times were also accounted for by a model that extracts coarse structure from an image. The striking agreement observed between categorization and visual search suggests that these two disparate tasks depend on a shared coarse object representation.

Does linear separability really matter? Complex visual search is explained by simple search

Visual search in real life involves complex displays with a target among multiple types of distracters, but in the laboratory, it is often tested using simple displays with identical distracters. Can complex search be understood in terms of simple searches? This link may not be straightforward if complex search has emergent properties. One such property is linear separability, whereby search is hard when a target cannot be separated from its distracters using a single linear boundary. However, evidence in favor of linear separability is based on testing stimulus configurations in an external parametric space that need not be related to their true perceptual representation. We therefore set out to assess whether linear separability influences complex search at all. Our null hypothesis was that complex search performance depends only on classical factors such as target-distracter similarity and distracter homogeneity, which we measured using simple searches. Across three experiments involving a variety of artificial and natural objects, differences between linearly separable and nonseparable searches were explained using target-distracter similarity and distracter heterogeneity. Further, simple searches accurately predicted complex search regardless of linear separability (r = 0.91). Our results show that complex search is explained by simple search, refuting the widely held belief that linear separability influences visual search.

Features in visual search combine linearly

Single features such as line orientation and length are known to guide visual search, but relatively little is known about how multiple features combine in search. To address this question, we investigated how search for targets differing in multiple features ( intensity, length, orientation) from the distracters is related to searches for targets differing in each of the individual features. We tested race models (based on reaction times) and coactivation models ( based on reciprocal of reaction times) for their ability to predict multiple feature searches. Multiple feature searches were best accounted for by a co-activation model in which feature information combined linearly (r = 0.95). This result agrees with the classic finding that these features are separable i.e., subjective dissimilarity ratings sum linearly. We then replicated the classical finding that the length and width of a rectangle are integral features-in other words, they combine nonlinearly in visual search. However, to our surprise, upon including aspect ratio as an additional feature, length and width combined linearly and this model outperformed all other models. Thus, length and width of a rectangle became separable when considered together with aspect ratio. This finding predicts that searches involving shapes with identical aspect ratio should be more difficult than searches where shapes differ in aspect ratio. We confirmed this prediction on a variety of shapes. We conclude that features in visual search co-activate linearly and demonstrate for the first time that aspect ratio is a novel feature that guides visual search.

Online Estimation of Evolving Human Visual Interest

Regions in video streams attracting human interest contribute significantly to human understanding of the video. Being able to predict salient and informative Regions of Interest (ROIs) through a sequence of eye movements is a challenging problem. Applications such as content-aware retargeting of videos to different aspect ratios while preserving informative regions and smart insertion of dialog (closed-caption text) into the video stream can significantly be improved using the predicted ROIs. We propose an interactive human-in-the-loop framework to model eye movements and predict visual saliency into yet-unseen frames. Eye tracking and video content are used to model visual attention in a manner that accounts for important eye-gaze characteristics such as temporal discontinuities due to sudden eye movements, noise, and behavioral artifacts. A novel statistical-and algorithm-based method gaze buffering is proposed for eye-gaze analysis and its fusion with content-based features. Our robust saliency prediction is instantiated for two challenging and exciting applications. The first application alters video aspect ratios on-the-fly using content-aware video retargeting, thus making them suitable for a variety of display sizes. The second application dynamically localizes active speakers and places dialog captions on-the-fly in the video stream. Our method ensures that dialogs are faithful to active speaker locations and do not interfere with salient content in the video stream. Our framework naturally accommodates personalisation of the application to suit biases and preferences of individual users.

VISUAL OBJECT TRACKING VIA RANDOM FERNS BASED CLASSIFICATION

Designing a robust algorithm for visual object tracking has been a challenging task since many years. There are trackers in the literature that are reasonably accurate for many tracking scenarios but most of them are computationally expensive. This narrows down their applicability as many tracking applications demand real time response. In this paper, we present a tracker based on random ferns. Tracking is posed as a classification problem and classification is done using ferns. We used ferns as they rely on binary features and are extremely fast at both training and classification as compared to other classification algorithms. Our experiments show that the proposed tracker performs well on some of the most challenging tracking datasets and executes much faster than one of the state-of-the-art trackers, without much difference in tracking accuracy.

Object attributes combine additively in visual search

We perceive objects as containing a variety of attributes: local features, relations between features, internal details, and global properties. But we know little about how they combine. Here, we report a remarkably simple additive rule that governs how these diverse object attributes combine in vision. The perceived dissimilarity between two objects was accurately explained as a sum of (a) spatially tuned local contour-matching processes modulated by part decomposition; (b) differences in internal details, such as texture; (c) differences in emergent attributes, such as symmetry; and (d) differences in global properties, such as orientation or overall configuration of parts. Our results elucidate an enduring question in object vision by showing that the whole object is not a sum of its parts but a sum of its many attributes.

Identificación de habitats potenciales, efectivos y conectividad para la fauna silvestre, Nandaime, Nicaragua

El presente estudio surge a partir de monitoreos previos en la zona en los cuales se determinaron muy pocas especies principalmente de Mamíferos, así que se propuso conocer si los hábitats en el parche tiene la capacidad para albergar suficientes especies y si el parche se encontraba aislado de otros para que se diera un flujo de animales desde otras partes del paisaje hasta el sitio de interés. Se identificaron los hábitats efectivos y potenciales y la existencia de conexión de ésta área con otra área natural (estudio de paisaje) que sirva de corredor a la fauna silvestre en la comunidad La Chipopa, Nandaime. Los tipos de hábitats se seleccionaron según criterios florísticos: formas de vida predominantes, composición y densidad de especies. Para el estudio de conectividad y fragmentación se realizó un análisis con imágenes de satélite para determinar las clases de cobertura de la zona y se utilizaron como firmas espectrales las clases de cobertura vegetal 2011 del Ministerio de Agropecuario y Forestal (MAGFOR), la herramienta V_LATE 1.1 y la herramienta Corridor Designer . Se determinaron siete tipos de hábitat. El hábitat de mayor tamaño fue el Área de árboles con poca lianas (AAPL) (3.25 ha) la cual representa el 76 % del área total. En registro bibliográfico se determinaron 270 especies en el paisaje, de éstas el 22 % no encontrarían hábitat dentro del área. El hábitat efectivo el cual alberga más especies (12 ) fue AAPL. Dentro de los hábitats potenciales se encuentran: AAP L (25 ) y Área de árboles con mucha infección por lianas (AAML) (12 ), sin embargo, se determinaron que 67 especies (32 %) prefieren cualquier hábitat como potencial dentro del mosaico. El análisis de estructura del paisaje indica que el área se divide en 17 clases de cobertura, de éstas, las áreas de tacotal cubren el 48% del total mientras que las áreas de cultivos y pastos cubren en 34%. Dentro de la matriz del paisaje el uso que se encuentra más fragmentado es el área de bosque cerrado ya que la distancia mínima que una especie debería de recorrer para encontrar esa clase es de 4,184 m, las clases de cobertura menos fragmentadas fueron las áreas agrícolas y pastos. Existe una relación entre los índices de diversidad de formas , dimensión fractal y proximidad en relación a los usos cultivos, pasto y bosque latifoliado cerrado. Dentro del paisaje se crean dos tipos de corredores uno se localiza al noroeste y otro al sureste, a pesar de formarse corredores el paisaje se encuentra muy fragmentado para permitir la conectividad de Nandarola con otros parches cercanos.

Identificación de helmintos gastrointestinales en bovinos menores de un año en el municipio de Matagalpa, en el período comprendido de noviembre 2005 - abril 2006

Con el objetivo de conocer los principales helmintos gastrointestinales que afectan a bovinos menores de un año en la zona del municipio de Matagalpa, se realizó este estudio en diez (10) fincas representativas de la zona que se encuentran en distintos puntos geográficos del municipio. Investigación que se llevó a efecto entre noviembre del 2005 - abril del 2006. Los parámetros climáticos del municipio en esta época oscila entre 26 - 28 °C de temperatura y 80 % de humedad relativa, ± un 5 %. Se realizaron cuatro muestreos en serie a 91 terneros menores de un año, correspondiente al 20 % del total de una población de 455 animales, la que se les extrajo del recto aproximadamente de 80 a l 00 gramos de heces fecales, de los cuales se utilizó 5 gramos para realizar el método cualitativo de presencia de huevos de helmintos por medio del método de flotación de Sheather. Posterior al análisis cualitativo, se procedió a realizar el cálculo de la carga parasitaria, utilizando para esto la metodología de Gordon & Whitllock (Macmaster modificado). Para la identificación de especies, se realizaron cultivos de larva de las que se obtuvieron muy pocas formas larvarias, se observó baja eclosión de larvas, posiblemente a la no viabilidad de los huevos. Se encontraron 82 animales positivos, de los cuales los géneros Strongyloides s y Cooperia presentaron 33 % y 16.5 % respectivamente siendo los más predominantes, seguido por Trichuris 6.6 %, Toxocara; 2.2 %, Oesophagostomum; 1.1%, Bunostomum; l.l %. Además se presentaron asociaciones de helmintos con una prevalencia de 29.6 % de los casos positivos.

Estudio epidemiólogico de la prevalencia e identificación de garrapatas en el ganado bovino del municipio de San Pedro de Lóvago - Chontales

El presente estudio se realizó con el objetivo determinar la prevalencia e identificación de las principales especies de garrapatas que afectan el ganado bovino en las fincas del Municipio de San Pedro de Lóvago –Chontales, El municipio se localiza entre las coordenadas 12º 07 ́ latitud norte y 85º07 ́ latitud oeste. La altitud promedio es de 340 msnm. La temperatura promedio anual oscila entre los 25 y 26ºC; su precipitación pluvial varía entre los 1,200 y 1,400mm al año. Se realizó un estudio observacional de tipo transversal. Para determinar el tamaño de la muestra se utilizó la formula de Martin et al. (1987) y Trusfield, (1995) donde plantean que N = 1,962* p*q / L2, donde p es la prevalencia, q = 1 – p y L especifica el límite deseado de error de la prevalencia. Se espera que la prevalencia (p) de 50% sea usada en combinación con él límite deseado de error de 14%, si la prevalencia en la población entera es desconocida. Y cuando la población de bovinos está comprendida entre los rangos de 2,807 a 7,480 individuos de la población. El tamaño requerido de la muestra de éste trabajo, fue de 2,958 animales de 52 fincas en producción de toda la zona en estudio distribuida en 16 comarcas. Los resultados obtenidos con relación a la prevalencia de garrapatas en bovinos de un total de 2,958 animales, 1,088 animales resultaron positivos representando el 37 % y 1,870 negativos para un 63%. Las garrapatas identificadas son de la familia Ixodidae de las especies Boophilus microplus Canestrini, (1887) y Amblyoma canjennense Fabricius (1787). El área anatómica de predilección de las garrapatas en el cuerpo del animal fue la región inguinal, seguida por la vulva, la tabla del cuello y la región toráxica.

Composición e identificación de malezas en pasto estrella (Cynodon nemfluencis), Cofradía, Carretera vieja Tipitapa-Managua

Con el objetivo de caracterizar la composición botánica de especies forrajera y no forrajera en sistemas de pastura de pasto estrella (Cynodon nlenfluencis), en la Hacienda Los Tercios, comarca Cofradía, km 16 ½ carretera Managua – Tipitapa, se realizó el presente trabajo. Para la ejecución del mismo y dada las posibilidades se seleccionaron dos condiciones, una con árboles y otra sin árboles, donde se realizó primeramente la determinación de la composición botánica, utilizando para ello el método del doble muestreo, simultáneamente se realizó la primera colecta de material vegetativo, el cual posteriormente fue identificado en el herbario de la UNA, herbario Nacional y a través de consultas con expertos en la materia (Botánicos). A cada una de las especies identificadas se les realizó fichas botánicas, que comprendieron nombre común, nombre científico, origen y distribución, características de las plantas, aptitudes forrajera y cuando fue posible si presentaba características anticualutativas o antinutricionales. Posteriormente se realizó una valoración técnica, para considerar el estado de dichas pasturas y las implicaciones económicas que estas podrían tener en manejo y recuperación. Se determinaron cuatro escenarios, 1) con árboles en el cerco; 2) con árboles en un 50%; 3) con árboles en un 75% y 4) con árboles en un 90%, registrándose coberturas vegetales que fluctuaron de 60 a 95%, y composición de las especies forrajeras en rangos similares. Se identificaron 16 familias, 25 géneros y 25 especies, dentro de los cuales destacaron por su mayor presencia las especies de escoba lisa (Sida cuta), bledo espinoso (Amaranthus espinosus), chilillo de gato (Achyranthes aspera), baba de culebra (Asclepia curasavica), flor amarilla (Melampodium divaricatum), dormilona (Mimosa pudica), espino de playa ( Phytecelobium dulce), catapanzas (Cucurbita spp), entre otras, también se considera como forajera a algunas especies leguminosa herbáceas como patito (Centrocema plumieri), centro (Centrocema pubescens), pega pega (Desmodium incatum, Desmodium spp), calopo (Calopogodium mucunoides; C. galactoides), Aeschynomene scabra y A. americana se observó una diversidad de especies, cuando existían árboles en el área de pasturas, minimizándose estas cuando no existían árboles. A través del análisis técnico – económico se determinó que los factores cobertura vegetal y porcentaje de malezas son de mucha importancia, en el manejo y productividad de las pasturas y que aun cuando se tenga pasturas de buen comportamiento productivo, se registran perdidas, lo cual indica que en las pasturas no todo es forrajero.

Estudio epidemiológico de la prevalencia e identificación de parásitos gastrointestinales en terneros de 2 a 6 meses de edad del municipio de San Pedro de Lóvago - Chontales

El presente estudio se realizó con el objetivo determinar la prevalencia e identificación de los principales parásitos gastrointestinales en terneros de 2 a 6 meses de edad en las fincas del Municipio de San Pedro de Lóvago – Chontales, El municipio se localiza entre las coordenadas 12º 07 ́ latitud norte y 85º07 ́ latitud oeste. La altitud promedio es de 340 msnm. La temperatura promedio anual oscila entre los 25 y 26ºC; su precipitación pluvial varía entre los 1,200 y 1,400mm al año. Para determinar el tamaño de la muestra se utilizó la formula de Martinet al.(1987) y Trusfield, (1995) donde plantean que N = 1,962* p *q / L 2, donde p es la prevalencia, q = 1–p y L especifica el límite deseado de error de la prevalencia. Se espera que la prevalencia (p) de 50% sea usada en combinación con él límite deseado de error de 14%, si la prevalencia en la población entera es desconocida. El tamaño requerido de la muestra de éste trabajo, fue de 84 fincas examinando el 20% de los terneros de cada población de toda la zona en estudio. Los resultados obtenidos, se identificaron dos géneros de parásitos. De los cuales 1 es de La Clase Protozoario y 1 de La Clase Nematodo, entre ellos se encontró al género Strongyloides spp y Coccideas spp, por orden de importancia y presentación. De un total de 84 fincas estudiadas, se examinaron 646 animales, obteniéndose 183 animales positivos representando el 28.3 % de prevalencia y 463 negativos para un 71.7% respectivamente. De los 183 animales que resultaron positivos se encontró que 27 animales presentaban el género Coccideas spp representando un nivel medio de infestacion 405 hpg y 156 animales con el género Strongyloides spp representando un nivel medio de infestacion de 385hpg.

Identificación macroscópica de patologías hepáticas de mayor prevalencia en bovinos faenados en el matadero PROINCASA, período del 07 de julio del 2010 - enero del 2011

El presente estudio se llevó a cabo para determinar la prevalencia de las patologías macroscópicas en hígados decomisados (condenados) de bovinos faenados en el matadero PROINCASA, identificando las patologías hepáticas mediante la inspección, clasificando los tipos de enfermedades (primarias o secundarias) según las patologías identificadas y determinando las pérdidas económicas representadas por los hígados decomisados. Los datos recopilados se obtuvieron a través de la inspección post mortem de los órganos, en los que se realizó la debida observación, palpación, limpieza y laminado de los mismos. Se utilizó estadística descriptiva con distribuciones de frecuencias a partir de los datos recolectados, se estructuró la base de datos en hoja electrónica Microsoft Excel℗, se realizó un análisis de los datos mediante la prueba de Chi2 (X2), utilizando el programa estadístico SPSS℗, generando tablas de contingencia a una P <0.05. Las variables evaluadas fueron: prevalencia total de patologías, prevalencia de patologías específicas, y pérdidas económicas; con los datos recopilados, se encontró desde el punto de vista general, que el mes con mayor prevalencia de hígados afectados fue septiembre con un 16%, y el mes con menor prevalencia fue julio con 12%; haciendo un análisis individual por patología, el mes con mayor prevalencia de hígados afectados con abscesos fue julio con un 5%, telangiectasia en octubre con un 9%, Ictericia en agosto con un 5% y para adherencia fue octubre con un 8%, del total de hígados con diferentes patologías por mes se obtuvo la mayor prevalencia en octubre con un 56% para abscesos, telangiectasia en octubre con un 70%, ictericia en septiembre con un 26% y adherencia en octubre con un 27%. De un total de 11 286 hígados inspeccionados, 1 555 resultaron afectados, lo que equivale a un 13.78% de afección, a su vez estos representan económicamente la pérdida de C$ 466,500 Córdobas netos.