الدوران العقلي
المصدر: مختبر جوناثان فلومباوم - جامعة جونز هوبكنز
تشير الصور الذهنية المرئية إلى القدرة على استحضار الصور في عين العقل. هذا يسمح للأشخاص بمعالجة المو…
p class = "jove_title" >1. تصميم التحفيز.
- قدم محفزات هذه التجربة - الحروف والأرقام ، جنبا إلى جنب مع صورها المعكوسة (الشكل 1) - في دورات مختلفة.
الشكل 1. عينة من المحفزات لمهمة الدوران الذهني. تعرض الصفوف العلوية حرفين (R و4) ونسخة من كل منهما تم تدويره. يعرض الصف السفلي صورة معكوسة لكل منها (على الجانب الأيمن من كل زوج) ونسخة مستديرة من كل منهما أيضا. تتضمن مهمة الدوران العقلي تحديد الإصدارات المستديرة من الشخصيات المألوفة وتمييزها عن الإصدارات المستديرة من صورها المرآة. - استخدم PowerPoint أو Keynote أو برنامج مشابه لإنشاء المحفزات.
- في هذه التجربة ، استخدم الحرف الكبير "R" والحرف الصغير "g" ، جنبا إلى جنب مع الرقمين "4" و "7".
- في PowerPoint، قم بعمل نسخة واحدة من كل حرف من الأحرف الأربعة. استخدم خط Helvetica Light لهذه التجربة.
- قم بعمل نسخة ثانية من كل شخصية واقلبها لإنتاج صورة طبق الأصل لكل منها.
- قم بعمل 12 نسخة من كل شخصية من الشخصيات الأربعة وصورها المرآة.
- قم بتدوير كل نسخة من النسخ ال 12 بزيادة متزايدة قدرها 15 درجة. النسخة الأصلية لكل منها هي 0 درجة ، والتالية 15 درجة ، ثم 30 درجة ، وهكذا ، حتى 180 درجة. الشكل المرجعي 2 لرؤية المجموعة الكاملة من المحفزات المستخدمة لهذه التجربة.
الشكل 2. مجموعة كاملة من المحفزات لمهمة الدوران العقلي. أربعة أحرف (3 وR و4 وg)، يقترن كل منها بصوره المتطابقة ويتم تدويره بزيادات قدرها 15 درجة بين 0 و180. - من النسخ ال 13 المستديرة لكل حافز وصورته المعكوسة ، قم بإنشاء المحفزات لكل تجربة فردية. تتكون التجربة من واحدة من أربع صور غير معكوسة مطبوعة في أعلى الصفحة. يتضمن الجزء السفلي من الصفحة هذا الحرف أو الرقم وصورته المعكوسة في أحد الدورات ال 12 (الشكلان 3 و 4).
- أنشئ صفحة لكل نسخة تجريبية من التجربة. يحتوي كل رقم / حرف من الأرقام / الأحرف الأربعة على 13 صفحة تجريبية ، لذا تأكد من وجود 52 صفحة إجمالا واطبعها.
- قم بترقيم ظهر الصفحات من 1 إلى 52. الرقم الموجود في كل صفحة هو علامة الرقم. لا يهم الرقم الذي تم تصنيف الصفحة به. ومع ذلك ، عند ترقيم الصفحات ، قم أيضا بعمل مفتاح ، وهو جدول يشير إلى طبيعة التجربة في كل صفحة والإجابة الصحيحة (اليسار أو اليمين) ، بحيث يمكن ربط الردود بالتجارب الفردية لاحقا. قم بإنشاء المفتاح ليبدو وكأنه جدول بيانات Excel المسمى "مفتاح التدوير العقلي" (الجدول 1).
الجدول 1. مثال على مفتاح يبلغ عن طبيعة التجربة في كل صفحة والإجابة الصحيحة (اليسار أو اليمين).
< p class = "jove_content" fo: keep-together.within-page = "دائما" >
الشكل 3. صفحة اختبار عينة لتجربة واحدة من تجربة الدوران العقلي. يجب على المشارك الإبلاغ عما إذا كان الحرف الموجود على اليسار أو اليمين (أسفل الخط) هو "R" الذي تم تدويره (على عكس دوران الصورة المعكوسة). < p class = "jove_content" fo: keep-together.within-page = "دائما" >
الشكل 4. صفحة اختبار عينة لتجربة واحدة من تجربة الدوران العقلي. يجب على المشارك الإبلاغ عما إذا كان الحرف الموجود على اليسار أو اليمين (أسفل الخط) هو "4" الذي تم تدويره (على عكس دوران الصورة المعكوسة).
- من أجل ربط النتائج بمحتوى كل تجربة ، هناك حاجة إلى مكان لتسجيل النتائج ، لذا قم بإنشاء جدول بيانات آخر يحتوي على عمود لرقم التجربة ، وعمود لعلامة الرقم لتلك التجربة ، وعمود للاستجابة المقدمة (يمين أو يسار) ، وعمود للوقت الذي يستغرقه المشارك لإنتاج الرد. اطبع ورقة الرد هذه.
- بالإضافة إلى ذلك ، قم بإنشاء صفحة تجريبية لاستخدامها لشرح التعليمات. اجعلها تعرض مثالا لإحدى الشخصيات ، وصورتها المعكوسة ، وبعض الأمثلة على الشخصية في إحدى التناورات. قم بتسميته بوضوح (الشكل 5).
الشكل 5. ورقة تعليمات. تقدم هذه الورقة إحدى الشخصيات ، وصورتها المعكوسة ، وتدويرا لكل منها لتسهيل شرح الإجراء للمشارك.
- بالإضافة إلى الإصدارات المطبوعة من الصفحات التجريبية والعرض التوضيحي ، احصل على ساعة توقيت للتجربة ، ومن المفيد أيضا أن يكون لديك مساعد للمساعدة في توقيت الردود وتسجيلها.
- استخدم الصفحة التجريبية لشرح التعليمات للمشارك: "ستحقق هذه التجربة في قدرتك على تدوير الكائنات باستخدام الصور المرئية. في كل نسخة تجريبية ، سيطلب منك تحديد أي من صورتين هي نسخة مستديرة من رقم أو حرف مألوف. سيكون البديل هو تدوير صورة معكوسة لنفس الرقم أو الحرف. هنا مثال واحد: الرقم 3. وها هي صورتها المعكوسة. في التجربة ، سترى النسخة الثلاثة الأصلية ، جنبا إلى جنب مع شيء مثل المثالين الموجودين في أسفل الصفحة ، ال 3 المستدير وتدوير الصورة المعكوسة. ستقول "يسار" أو "يمين" للإشارة إلى أيهما تعتقد أنه الأصل. يجب عليك الرد في أسرع وقت ممكن دون التضحية بالدقة. بمعنى آخر ، قم بالرد بمجرد التأكد من الإجابة ، ولكن ليس قبل ذلك.
- قم بتبديل صفحات الاختبار ال 52 عشوائيا للترتيب. بعد التبديل العشوائي، أدخل علامات أرقام الإصدارات التجريبية بالترتيب الذي سيتم تقديمها به في ورقة الاستجابة.
- ابدأ التجربة. ضع مجموعة الصفحات مقلوبة لأسفل بين المجرب والمشارك، بحيث تكون علامات الأرقام متجهة لأعلى.
- اطلب من المساعد أن يمسك ساعة الإيقاف.
- في كل إصدار تجريبي ، اطلب من المساعد أن يقول ، "انطلق" ، عندما يبدأ المؤقت. في هذه الإشارة ، اقلب الصفحة لتلك التجربة. اطلب من المشارك دراسة الصفحة ويقول "يمين" أو "يسار" للإشارة إلى الشخصية التي هي الإجابة على تلك التجربة.
- عندما يقوم المشارك بالإبلاغ عن استجابة، اطلب من المساعد إيقاف المؤقت. بعد ذلك ، سجل وقت الاستجابة والإجابة المقدمة في ورقة الاستجابة.
- كرر هذا الإجراء لجميع التجارب البالغ عددها 52.
- عند الانتهاء من التجربة ، قم بتحليل البيانات.
- أدخل علامات الأرقام المكتوبة بخط اليد والردود وأوقات الاستجابة في نسخة رقمية من ورقة الرد ، واحفظها باسم جديد ، على سبيل المثال ، "ردود MR للمشارك 1" (الجدول 2).
- افتح مفتاح الاستجابة وفرز حسب علامة الأرقام. قم بقص محتويات مفتاح الاستجابة والصقها في الورقة مع ردود المشاركين ، لذلك توجد الآن أعمدة تبلغ عن كل من الردود وأوقات الاستجابة للمشارك ، وتفاصيل كل تجربة.
- أضف عمودا آخر إلى نهاية الورقة ، بعنوان "الاستجابة صحيحة؟" قارن الاستجابة المعطاة بالاستجابة الصحيحة في كل صف ، وأدخل 1 في صف الاستجابة الصحيحة إذا كانت الإجابة المقدمة صحيحة أو 0 إذا لم تكن كذلك.
- لخص النتائج. متوسط عمود "الاستجابة الصحيحة؟" لمعرفة النسبة الإجمالية للتجارب ذات الردود الصحيحة. يجب أن يكون هذا مرتفعا جدا أو مثاليا لمعظم المشاركين. متوسط عمود وقت الاستجابة للتعرف على أوقات الاستجابة الإجمالية. يمكن أيضا حساب متوسط هذا العمود أثناء التصفية حسب الحرف الموجود في الإصدار التجريبي و / أو اتجاه الرسالة.
تسجيل الدخول أو للوصول إلى المحتوى الكامل. تعرّف على المزيد حول وصول مؤسستك إلى محتوى JoVE هنا
يجب على الأفراد الاعتماد على الصور الذهنية المرئية - القدرة على استحضار الصور في عين عقل المرء - لإدراك العالم بدقة وتوجيه الإجراءات.
على سبيل المثال ، يتم استخدام الصور الذهنية لتصور مسار عند التخطيط للاتجاهات إلى موقع معين ، أو كيف قد يبدو المنزل إذا تمت إعادة تشكيله.
يمكن لعلماء النفس التجريبيين قياس الصور الذهنية المرئية للشخص من خلال استخدام نموذج الدوران العقلي ، والذي يتضمن تحديد الإصدارات المستديرة من الشخصيات المألوفة وتمييزها عن الإصدارات المستديرة من صورها المرآة.
باستخدام إجراء الدوران العقلي ، سيوضح هذا الفيديو كيفية تصميم المحفزات وإجراء تجربة ، بالإضافة إلى كيفية تحليل وتفسير النتائج التي تبحث في الصور الذهنية المرئية.
في هذه التجربة ، يتم تقديم محفزات للمشاركين ويطلب منهم التمييز بين ما إذا كانت المحفزات اللاحقة عبارة عن دورات للعنصر الأصلي أو صورته المعكوسة.
في هذه الحالة ، تتكون محفزات المهمة من أحرف ، مثل R و g ، بالإضافة إلى أرقام ، مثل 4 و 7 ، وكلها مطبوعة بخط Helvetica Light.
يتم إنتاج نسختين من الأحرف والأرقام: الصورة الأصلية وصورة معكوسة مقلوبة. ثم يتم التلاعب بالأحرف ، بحيث يتم تدوير كل واحدة بزيادة متزايدة قدرها 15؟، بدءا من 0؟ وتنتهي عند 180؟.
خلال كل تجربة ، يتم تقديم أحد الشخصيات الأربعة التي تم التلاعب بها للمشاركين ثم يطلب منهم الاختيار من بين خيارين محتملين أيهما هو النسخة المستديرة من العنصر الأصلي بأسرع ما يمكن ودقة.
وبالتالي ، فإن المتغير التابع هو وقت الاستجابة - كم من الوقت يستغرق المشارك للرد.
من المفترض أن أوقات الاستجابة ستكون أسرع للشخصيات التي لديها القليل من الدوران ، مقارنة بتلك التي يتم تدويرها أكثر من غيرها. بمعنى آخر ، تكون أوقات الاستجابة أطول كلما تم تدوير الشخصية من اتجاهها الأساسي.
لبدء التجربة ، اجمع أوراق المحفزات التي تم إنشاؤها لكل تجربة فردية. لكل تجربة ، لاحظ أن إحدى الصور الأربع غير المعكوسة مطبوعة في الأعلى ، ويوجد الخياران في أسفل الصفحة.
قم بترقيم الجزء الخلفي من كل صفحة من 1 ، 52 ، وهو ما يسمى ?علامة الرقم. لتحديد الترتيب عشوائيا، قم بتبديل صفحات الاختبار.
لربط النتائج بمحتوى كل تجربة بسهولة أكبر، قم بإنشاء ورقة استجابة تتضمن رقم الإصدار التجريبي وعلامة الرقم بترتيب العرض التقديمي والرد المعطى ووقت الاستجابة.
كخطوة تحضير أخيرة ، اجمع ساعة توقيت ومساعد.
عند وصول المشارك ، اشرح له التعليمات باستخدام صفحة تجريبية. لاحظ أنه يتم عرض إحدى الشخصيات وصورتها المعكوسة ومثالين للشخصية في إحدى التناورات.
بعد ذلك ، ضع صفحات الاختبار ووجهها لأسفل بين المجرب والمشارك.
خلال كل تجربة ، بمجرد أن يبدأ المساعد المؤقت ويقول ، ؟ ذهب؟ اقلب صفحة للمشارك.
عندما يبلغ المشارك عن استجابة، أوقف المؤقت. ثم سجل وقت الاستجابة والإجابة في ورقة الاستجابة. كرر هذا الإجراء لجميع التجارب البالغ عددها 52.
بمجرد اكتمال التجربة، قم بإنشاء نسخة رقمية من ورقة الاستجابة، بما في ذلك علامات الأرقام بترتيب رقمي والاستجابات المقدمة وأوقات الاستجابة والإجابات الصحيحة.
حدد ما إذا كانت الردود المقدمة صحيحة عن طريق إدخال 1 في ؟ الإجابة بشكل صحيح ؟؟ أو 0 إذا كان غير صحيح.
بالنسبة للتجارب الصحيحة، ارسم متوسط أوقات الاستجابة لكل حرف معروضة كدالة للتدوير. لاحظ أن أوقات الاستجابة تزداد بشكل متناسب مع درجة الدوران. تشير هذه النتائج إلى أن الدماغ يحاكي التحولات الجسدية.
الآن بعد أن أصبحت على دراية بتصميم تجربة الدوران العقلي ، يمكنك تطبيق هذا النهج للإجابة على أسئلة محددة حول الصور الذهنية المرئية.
من الناحية العملية ، يمكن التعرف على الأشخاص الذين يجيدون التفكير البصري حول المساحات المادية من خلال مهمة الدوران العقلي. بعض الأفراد جيدون بشكل استثنائي في استخدام الصور الذهنية لتوجيه أفعالهم - مثل المهندسين المعماريين والمهندسين الميكانيكيين.
بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم الباحثون التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي للتحقيق في مناطق الدماغ المشاركة في الدوران العقلي.
عندما يقوم الأشخاص بتدوير الأشياء عقليا دون النظر إليها ، فهناك قدر هائل من نشاط الدماغ في القشرة البصرية على وجه الخصوص ، وفي مناطق مثل الفص الجداري - مناطق الدماغ التي يعتقد عموما أنها متورطة في الرؤية. بمعنى آخر ، تستخدم أنظمة الدماغ المستخدمة لرؤية المحفزات البصرية أيضا لتخيل المحفزات البصرية.
أخيرا ، يفحص الباحثون الدوران العقلي في الواقع الافتراضي لدراسة كيفية مشاركة الصور الذهنية في التنقل عبر البيئات والعقبات المكانية المختلفة.
لقد شاهدت للتو مقدمة JoVE لإجراء تجربة الدوران العقلي. الآن يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تصميم التجربة وإجرائها ، وأخيرا كيفية تحليل النتائج وتفسيرها.
شكرا للمشاهدة!؟
View the full transcript and gain access to JoVE Science Education videos
Q1: What is visual mental imagery and why is it important?
Visual mental imagery is the ability to conjure images in your mind's eye, allowing you to process visual material beyond your current viewpoint. This capacity supports important behaviors like visualizing routes when planning directions, imagining how objects might look if remodeled, and mentally rotating objects to consider how they fit into spaces or clear barriers.
Q2: How does the mental rotation paradigm measure visual mental imagery?
The mental rotation paradigm presents participants with rotated characters and asks them to distinguish whether each is a rotation of the original item or its mirror image. Participants respond as quickly and accurately as possible, with response time serving as the dependent variable. This procedure reveals how the brain simulates physical transformations of objects.
Q3: What stimuli are used in a mental rotation experiment?
Mental rotation experiments typically use letters and numbers, such as R, g, 4, and 7, printed in Helvetica Light font. Two versions of each character are created: the original and a flipped mirror image. Each character is then rotated by increasing increments of 15 degrees, starting at 0 degrees and ending at 180 degrees.
Q4: What does the relationship between rotation angle and response time reveal?
Response times increase proportionally with the degree of rotation, meaning participants respond faster to characters with little rotation and slower to those rotated the most. This pattern suggests that the brain simulates the physical transformations of objects, mentally rotating them step-by-step rather than instantly recognizing rotated versions.
Q5: How is a mental rotation experiment conducted with participants?
Participants are presented with test pages one at a time. An assistant starts a timer and says 'Go,' then the experimenter flips over a page. The participant reports their response, the timer stops, and the response time and answer are recorded. This procedure repeats for all trials, typically 52 pages, with responses and times documented on a response sheet.
Q6: What brain regions are active during mental rotation?
Functional magnetic resonance imaging shows enormous brain activity in the visual cortex and parietal lobe during mental rotation, areas typically involved in seeing. This indicates that the brain systems used to actually see visual stimuli are also used to imagine visual stimuli, demonstrating the neural overlap between perception and mental imagery.
Q7: Who benefits from strong mental rotation abilities and how are they identified?
Individuals exceptionally good at using mental imagery to guide actions, such as architects and mechanical engineers, excel at mental rotation tasks. The mental rotation paradigm effectively identifies people with strong visual thinking abilities about physical spaces. Researchers also use virtual reality to study how mental imagery supports spatial navigation and obstacle avoidance.