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Percept Choice Dynamics of Stochastic Self-Oscillator Model Dominates Percept Reversal Rate Characteristics under Periodically Interrupted Ambiguous Stimulus

Fürstenau, Norbert (2012) Percept Choice Dynamics of Stochastic Self-Oscillator Model Dominates Percept Reversal Rate Characteristics under Periodically Interrupted Ambiguous Stimulus. In: Proceedings KogWis 2012. Univ. Bamberg. 11th biannual meeting of German Cognitive Science Society KogWis 2012, 2012-09-30 - 2012-10-03, Bamberg, Deutschland.

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Kurzfassung

A stochastic nonlinear dynamics model is presented which explains published experimental results with periodically interrupted ambiguous stimulus [1][2]. The model is related to the synergetic order parameter approach of Ditzinger & Haken [4] and was recently used for explaining long range correlations of the percept reversal time series [3]. Delayed perception state feedback via an attention control parameter (adaptive gain) is used, which in turn is modulated through a slowly varying bias (memory). A mapping of the perception, attention, memory (PAM) equations to basic Thalamo-Cortical reentrant loops was suggested. Experiments with the Necker cube with stimulus-off times toff < 1 s exhibit a maximum of the percept reversal rate of Rmax ca 36 min-1 at toff ca 200 ms (with on-time = 300 ms) [1][2]. According to [1] for toff > 200 ms the percept is stabilized with increasing toff due to recovery from neural fatigue. Within the present model the percept choice or stimulus-onset dynamics during the ambiguous stimulus off-on switching turns out to dominate over fatigue with increasing toff in agreement with Noest et al.[5]. This onset dynamics is induced by the off-on switching of the stimulus ambiguity parameter which correspondingly modulates the feedback. Onset-bifurcation of the perception state at the critical ambiguity parameter value (percept choice) adds to the phase oscillator self-oscillations and to the effects of stochastic attention noise (a fluctuating Langevin force). Numerical simulations are based on the dynamical coupling of the behavioral PAM-variables with delayed feedback. The toff-value at Rmax and the absolute reversal rate values are determined by the time constants (fatigue, recovery, feedback delay = 40 ms) and by the attention noise power as parameters of the nonlinear PAM-state space equations. A linear approximation in the form of a second order Langevin equation allows for an analytic estimate of the percept reversal rate (Rmax = 30 – 40 min-1) and of the perceptual damping time constant (tauv ≈ 1 s). Within a thermodynamic equilibrium approximation the Fluctuation-Dissipation theorem (or Einstein diffusion coefficient of Brownian motion) relates the noise power spectral density and damping to an index of cognitive inertia and a cognitive perceptual energy value of at least 16 orders of magnitude above the thermal noise level at body temperature.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/85930/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Zusätzliche Informationen:Begutachtung: Abstract, 2 anonyme Gutachten mit Zusendung des Ergebnisses Full paper zum Thema zur Begutachtung bei Biological Cybernetics eingereicht
Titel:Percept Choice Dynamics of Stochastic Self-Oscillator Model Dominates Percept Reversal Rate Characteristics under Periodically Interrupted Ambiguous Stimulus
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Fürstenau, Norbertnorbert.fuerstenau (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:September 2012
Erschienen in:Proceedings KogWis 2012
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Schmid, UteUniv. BambergNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Carbon, Claus-ChristianUniv BambergNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dörner, DietrichUniv. BambergNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gross, TomUniv. BambergNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rüsseler, JaschaUniv. BambergNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schlieder, ChristophUniv. BambergNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Univ. Bamberg
Status:veröffentlicht
Stichwörter:cognitive bistability, interrupted stimulus, dynamical model, reversal rate characteristics, linear approximation, fluctuation-dissipation theorem
Veranstaltungstitel:11th biannual meeting of German Cognitive Science Society KogWis 2012
Veranstaltungsort:Bamberg, Deutschland
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:30 September 2012
Veranstaltungsende:3 Oktober 2012
Veranstalter :Gesellschaft für Kognitionswissenschaften
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:ATM und Flugbetrieb (alt)
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AO - Luftverkehrsmanagement und Flugbetrieb
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Faktor Mensch und Sicherheit in der Luftfahrt (alt)
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Flugführung > Systemergonomie
Hinterlegt von: Fürstenau, Dr.phil.nat. Norbert
Hinterlegt am:28 Nov 2013 15:07
Letzte Änderung:24 Apr 2024 19:52

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