Measurement of pupil size (pupillometry) has recently gained renewed interest from psychologists, but there is little agreement on how pupil-size data is best analyzed. Here we focus on one aspect of pupillometric analyses: baseline correction, i.e., analyzing changes in pupil size relative to a baseline period. Baseline correction is useful in experiments that investigate the effect of some experimental manipulation on pupil size. In such experiments, baseline correction improves statistical power by taking into account random fluctuations in pupil size over time. However, we show that baseline correction can also distort data if unrealistically small pupil sizes are recorded during the baseline period, which can easily occur due to eye blinks, data loss, or other distortions. Divisive baseline correction (corrected pupil size = pupil size/baseline) is affected more strongly by such distortions than subtractive baseline correction (corrected pupil size = pupil size − baseline). We discuss the role of baseline correction as a part of preprocessing of pupillometric data, and make five recommendations: (1) before baseline correction, perform data preprocessing to mark missing and invalid data, but assume that some distortions will remain in the data; (2) use subtractive baseline correction; (3) visually compare your corrected and uncorrected data; (4) be wary of pupil-size effects that emerge faster than the latency of the pupillary response allows (within ±220 ms after the manipulation that induces the effect); and (5) remove trials on which baseline pupil size is unrealistically small (indicative of blinks and other distortions).

What determines where to move the eyes? We recently showed that pupil size, a marker of noradrenaline release, reflects the effort associated with making a saccade ('saccade costs'). Here we demonstrate saccade costs to critically drive saccade selection: when choosing between any two saccade directions, the least costly direction was consistently preferred. Strikingly, this principle even held during search in natural scenes in two additional experiments. When increasing cognitive demand experimentally through an auditory counting task, participants made fewer saccades and especially cut costly directions. This suggests that the eye-movement system and other cognitive operations consume similar resources that are flexibly allocated among each other as cognitive demand changes. Together, we argue that eye-movement behavior is tuned to adaptively minimize saccade-inherent effort.

Steady-State Visual Evoked Potentials (SSVEPs) provide a report-free and continuous measure of neural processing. Recent progress in display technology has allowed for the tagging of multiple stimuli simultaneously at >60Hz frequencies - high enough to evade perceptibility, while still evoking an oscillatory neural response. Known as Rapid Invisible Frequency Tagging (RIFT), this technique has currently only been used in combination with Magnetoencephalography (MEG), which is less accessible compared to Electroencephalography (EEG). Although responses to LEDs flickering at similar frequencies have been shown in EEG, it is currently unclear whether RIFT, using a more conventional stimulus display, can sufficiently evoke a response in EEG, and therefore whether it is worth adding the RIFT-EEG pairing to the cognitive neuroscientist’s toolkit. Here, we successfully implement the first RIFT-EEG setup. We show that the oscillatory input is measurable in the EEG trace, what its topographical spread is, a rough range of applicable frequencies, and that this response is comparable to that evoked in MEG.

Abstract Our visual environment is relatively stable over time and an optimized visual system ought to capitalize on this by not devoting any representational resources to objects that are still present. Subjective experience, however, suggests that externally available (i.e., perceived) information is more strongly represented in neural signals than memorized information. To distinguish between these possibilities, we use EEG multivariate pattern analysis to quantify the strength of representation of task-relevant features (color or spatial frequency) in anticipation of a change-detection task. Perceptual availability was manipulated between experimental blocks by either keeping the stimulus on the screen during a two second delay period (perception) or removing it shortly after its initial presentation for the same time period (memory). We find that task-relevant (i.e., attended) memorized features are more strongly represented than irrelevant features. More importantly, we find significantly weaker representations for available (perceived and attended) features than for unavailable (memorized and attended) features. Contrary to what subjective experience suggests, our findings demonstrate that vividly perceived and attended stimuli elicit weaker neural representations (in terms of detectable multivariate information) than stimuli maintained in visual working memory. We hypothesize that an efficient visual system spends little of its limited resources on the internal representation of information that is externally available anyway.

Abstract Pupil size changes under different light conditions. Whereas this pupillary light response (PLR) has long been regarded to be influenced by luminance only, recent studies indicated the PLR is also modulated by cognitive factors such as the allocation of spatial attention. This attentional modulation of the PLR has previously been hypothesized to facilitate detection and discrimination of visual information. Here, we replicated the finding that the pupil dilates when a cue is presented at the dark side of a screen and constricts when the cue is presented at the bright side, even when the eyes are fixated at the center. Furthermore, we investigated whether this modulation of the PLR, evoked by exogenous shifts of covert attention, facilitates perception operationalized as detection performance for threshold stimuli. Results showed that a larger pupil was indeed related to increased detection performance, although this effect was restricted to conditions in which both cue and target appeared on a dark surface. Our findings are in line with the notion that pupil dilations improve detectability, whereas pupil constrictions enhance discriminability of small stimuli.

When two peripheral objects are presented in close proximity, saccades towards one of these objects land at a weighted average location between the two objects. This phenomenon, known as the 'global effect' or 'saccade averaging', disappears when the distance between the objects increases. When objects are further apart, outside the averaging zone, saccades land on one of the objects with little or no saccade averaging. Although it is known that the strength of the global effect is dependent on the specific features of the two objects, it is unclear if the size of the zone in which averaging can occur (i.e., the averaging zone) is adaptive. The aim of the current study was to investigate whether the size of the averaging zone adapts to variations in object luminance contrast of the objects. In order to systematically assess changes in the averaging zone, in two experiments, observers made saccadic eye movements while the luminance of the target and the distractor varied. We report three major findings: 1) When a distractor was more luminant relative to the target, the averaging zone increased (Exp. 1). Notably, saccade averaging never entirely ceased to exist, even for remote distractors. 2) When target and distractor were equiluminant, the averaging zone did not change with absolute luminance (Exp. 2). 3) Higher (relative and absolute) luminance increased the averaging zone especially for shorter saccadic response times (SRT). We conclude that the averaging zone is adaptive and becomes larger with increasing relative luminance and especially when SRTs are short.

It is important that accurate tests exist to assess cognition in various groups of individuals. One popular test of attention and executive functioning is the cancellation task, in which participants perform multi-target visual search to find and 'cancel' targets among distractors. Although cancellation tasks have been used extensively with neurological patients, it is only partly clear whether performance is affected by demographic variables such as age and education, which can vary wildly among patients. Here, we describe performance in a sample of 523 healthy participants who participated in a web-based cancellation task. Specifically, we examined indices of spatial bias, processing speed, perseveration and revisiting behaviour, and search organisation. In this sample, age, sex, and level of education did not affect cancellation performance. A cluster analysis identified four cognitive profiles: Participants who make many omissions (N=18), who make many revisits (N=18), who have relatively poor search organisation (N=125), and who have relatively good search organisation (N=362). We advise neurologists and neuropsychologists to exercise caution when interpreting scores pertaining to search organisation in patients: Given the large proportion of healthy individuals with poor search organisation, disorganised search in patients might be pre-existing rather than disorder-related. Finally, we include norm scores for indices of spatial bias, perseverations and revisits, processing speed, and search organisation for a popular cancellation task.

When the two eyes are presented with incompatible images, the visual system fails to create a single, fused, coherent percept. Instead, it creates an ongoing alternation between each eye's image; a phenomenon dubbed binocular rivalry (BR). Such alternations in awareness are separated by brief, intermediate states during which a spatially mixed (incoherent) pattern of both images is perceived. A recent study proposed that the precedence of mixed percepts positively correlates with the degree of adaptation to conflict between the eyes. However, it neglected the role of visual transients, which covaried with the degree of conflict in the stimulus design. We here study whether the presence of visual transients drive adaptation to interocular conflict and explain incidence rates of spatially incoherent BR. Across three experiments we created several adaptation conditions in which we systematically varied the frequency of transients and the degree of conflict between the eyes . Transients consisted of grating orientation reversals, blanks, and plaids. The results showed that the pattern of variations in the fractions mixed percepts across conditions was best explained by variations in the frequency of visual transients, rather than the degree of conflict between the eyes. We propose that the prolonged presentation of transients to both eyes evokes a chain of events consisting of (1) the exogenous allocation of attention to both images, (2) the increase in perceptual dominance of both rivalling images, (3) the speed up of adaptation of interocular suppression, and eventually (4) the facilitation of mixed perception during BR after adaptation.