3: Die Genauigkeit des visuellen Arbeitsgedächtnis mit verzögerter Schätzung

1. Reiz-Design.

Auswahl der Farben für eine Farbe arbeiten Speicher Experiment ist entscheidend für den Erfolg des Experiments. Es ist wichtig, Farben zu wählen, die auf die gleichen psychischen Farbkreis, also die Farben, die alle die gleiche Leuchtdichte befinden haben, Kraft, die auf derselben Ebene und den gleichen Kontrast, Kraft wird gleich weit entfernt von der Hintergrundfarbe. Physisch, bezieht sich die Farbe, die man wahrnimmt, eine lineare Bemaßung, die Wellenlängen von Licht von einer Oberfläche reflektiert. Aber, Wahrnehmung, Farbraum – die Beziehungen im wie geistig Farben dargestellt werden – sind nichtlinear. Selbst bei den frühesten Zeiten Kinder lernen, denken, Farbe "Kreise" und "Ringe."

In diesem Video jede experimentelle Studie umfasst drei Teile (Abbildung 1): Teil A, der Probe-Phase, wo eins bis acht der 180 Farben nach dem Zufallsprinzip ausgewählt und präsentiert in der Anzeige, jeweils in einem kleinen Platz für 500 ms; Teil B, die Verzögerung, wo die Proben zu verschwinden, und die Teilnehmer steht ein leeres Display für 900 ms; und Teil C, Test, wo ein leeres Quadrat angezeigt, zusammen mit den Vollfarb-Ring wird. Aufgabe des Teilnehmers ist an der Farbe gesehen während der Probe-Phase (Teil A) erinnern und klicken mit der Maus die Farbe auf dem Ring.

Abbildung 1: Verzögerte Schätzverfahren. In jeder Studie eines 180 einzelnen Farben (die Probe) ist für 500 ms gezeigt, das Display wird für 900 ms leer und dann muss der Teilnehmer erinnerte Musterfarbe per Mausklick auf den Farbring melden.

1. Wählen Sie eine große Anzahl von einzelnen Farben als Reize von Studie zu Studie dienen.
   1. Stellen Sie sicher, dass die Farben die gleiche Helligkeit (Intensität des Lichts) und den gleichen Kontrast gegenüber dem Hintergrund haben, um zu verhindern, dass einer Farbe als natürlich einprägsamer als jede andere.
   2. Bei der Farbauswahl, verweisen Sie CIELAB, die ist eine international standardisierte Form der Wahrnehmungs-Farbraum in drei Dimensionen zu beschreiben. Dies erleichtert die Farben mit den richtigen Eigenschaften auswählen.
   3. Wählen Sie Farben, die einen Kreis bilden, mit der Hintergrundfarbe als das Zentrum des Kreises. Die meisten Experimente gehören 180 einzelne Farben, jeweils mit der gleichen Helligkeit, aber unterschiedlicher Farbe (Abbildung 2).

Abbildung 2: Ein Farb-Ring, darunter 180 einzelne Farben. Der Ring zeigt gerenderte im CIELAB-Raum. Alle Proben haben den gleichen L * Koordinatenwert, etwa was bedeutet, dass sie die gleiche Helligkeit haben. Der Mittelpunkt des Ringes (genau in grau dargestellt) ist ein achromatischen Punkt, mit dem gleichen Luminanz als Probe-Farben, aber nicht chromatische Wert (d.h., mit einem * und b * Koordinaten gleich Null). Die 180 individuelle Farbmuster variieren in Bezug auf eine * und b * Werte, unter Angabe ihrer proportionalen Mischungen von blau/gelb und Magenta/grün zu jeder einzelnen Farbe produzieren.

(2) Verfahren.

1. Weisen Sie bevor Sie beginnen die Teilnehmer an die Reize und ihre Farben erinnern. Auf jeden Versuch zeigt ein bis acht der 180 Farben im Display für 500 ms.
   1. Wählen Sie die Farben nach dem Zufallsprinzip auf jeden Versuch, und Rendern Sie jede der Farben auf einem kleinen Platz besetzen etwa 1° Gesichtswinkel zu. Diese Plätze sind die Probe Reize.
   2. Sicherstellen Sie, dass jede Studie eins bis acht Plätze hat. Insgesamt sollte das Experiment 60 Studien, jeweils mit 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8 Probe Plätze haben. Das macht insgesamt 480 Studien.
   3. Neben den 480 experimentelle Studien beginnen Sie das Experiment mit 10 Praxis-Studien. Die ersten fünf sollten nur 1-2 Beispielaufgaben, die Teilnehmer bekommen haben gewöhnt.
      1. Zu Beginn des Experiments, erklären die Anweisungen, um die Teilnehmer wie folgt: "In diesem Versuch wollen wir wie genau studieren Menschen erinnern sich an Farben. Vor jedem Gericht sehen Sie eine Reihe von Plätzen, die gleichzeitig in verschiedenen Farben dargestellt. Ihre Aufgabe ist es zu versuchen, die Farbe der einzelnen erinnern Quadrat so genau wie möglich. Nach etwa einer halben Sekunde werden die Quadrate verschwinden. Im Hinterkopf behalten. Dann die Positionen der eines der Quadrate werden sondiert werden, und Ihre Aufgabe ist es, die Farbe des Quadrats zu melden, die nur in dieser Position auf einem Farbkreis wurde. Wir werden 10 Praxis Prüfungen um Sie verwendet, um alles zu tun. Fühlen Sie sich frei, Fragen zu stellen, wenn Sie welche haben. Tun Sie Ihr Bestes, und wenn Sie sich unsicher fühlen, nur denke."
2. Nachdem die Probe Quadrate verschwinden, präsentieren Sie eine leere Anzeige für 900 Ms. ist die Verzögerung, bei denen der Teilnehmer muss ihre Erinnerung für Beispielaufgaben gerade gesehen, da sie nicht mehr in der Anzeige vorhanden sind.
3. Die Verzögerungszeit wird durch den Test gefolgt: durch Auswahl eines der Elemente nach dem Zufallsprinzip aus der Sample-Anzeige starten.
4. Ziehen Sie an der Stelle, wo es ursprünglich war einen schwarzen quadratischen Umriss. Dies ist die Sonde. Es sagt dem Teilnehmer welches Element, aus dem Gedächtnis zu erinnern.
5. Zusammen mit der Sonde präsentieren Sie die Farb-Ring, der die Farben von ausgewählt wurden.
6. Weisen Sie die Teilnehmer klicken Sie auf den Ring als nah an der Farbe, wie sie sich, für den sondierten Probe-Artikel erinnern.
   1. Präsentieren Sie in jedem Test-Studie den Ring in verschiedenen Zufallsrotation, so dass die Teilnehmer bestimmte Teile des Raumes mit bestimmten Farben zuordnen können nicht.
   2. Achten Sie darauf, die Teilnehmer erklären, dass wenn sie die Antwort auf jede Studie unsicher fühlen, sollten sie zu erraten. Verlassen Sie die Anzeige der vorhanden, bis eine Antwort mit einer Prüfung endet erfolgt, wenn der Teilnehmer auf den Farbring klickt.
7. Speichern Sie so viele Daten wie möglich über jede Prüfung. Eine Reihe von Dingen sind entscheidend für die Ausgabedatei in diesem Experiment:
   1. Die Ausgabe-Datei auf einem Arbeitsblatt zu erstellen. Jede Zeile in der Tabelle spiegelt einen bestimmten Prozess.
   2. Kritisch, Folgendes aufzeichnen: die Anzahl der Probe Elementen in der Studie, die wahre Farbe des sondierten Elements und die Farbe den Teilnehmer als Antwort ausgewählt. Mit diesen Daten kann die Winkeldifferenz zwischen der wahren und reagierte Farbe später berechnet werden.

3. Analyse.

1. Berechnen Sie für jeden Versuch des kantige Antwort-Fehlers.
   1. Berechnen Sie die Anzahl der Farben zwischen in jeder Prüfung die richtige Reaktion und einer gegeben, und dann multiplizieren Sie diese Zahl durch 2, da 2° trennen Sie die einzelnen Farben. Das Ergebnis ist der Winkelfehler in jeder Prüfung.
   2. Dafür eine Spalte in der Tabelle.
2. Durchschnittliche zusammen die Winkelfehler über alle Studien (unter der Annahme, dass es keinen Grund zu einer Farbe, mittlere Winkelfehler größer als alle anderen zu produzieren). Dies führt zu einer Verteilung der Häufigkeit von verschiedenen Winkelfehler (Abbildung 3). Beachten Sie, dass der Mittelwert der Verteilung Null ist, und es ist normalverteilt.
3. Berechnen Sie aus der Verteilung der Winkelfehler die Genauigkeit der Farbe Arbeitsgedächtnis.

Abbildung 3. Häufigkeit der Winkelfehler, brach in allen Prüfungen im Laufe eines Experiments. Fehler sollten eine Normalverteilung, zentriert auf Null bilden – die richtige Antwort als die durchschnittliche Antwort angibt. Die Variabilität der Verteilung, insbesondere die Standardabweichung kann verwendet werden, um Speicher Präzision schätzen.

Experimentelle Psychologen verwenden das Paradigma der verzögerten Schätzung, um die Präzision visueller Erinnerungen zu beurteilen und zu beurteilen, wie sich solche Erinnerungen verschlechtern, je mehr man versucht, sich auf einmal zu erinnern.

Auf der einen Seite wird das menschliche Gedächtnis durch die Anzahl der Informationen eingeschränkt, an die sich eine Person erinnern kann - z. B. wie viele Artikel sie benötigt, um die Speisekammer aufzufüllen - was bedeutet, dass sie quantitativ begrenzt ist.

Der Speicher kann auch in seiner Präzision begrenzt sein. Zum Beispiel kann eine Person ihre Mutter am Telefon erkennen, weil sie sich an den Klang ihrer Stimme erinnert. Die "gespeicherte" Erinnerung an die Stimme der Mutter stimmt jedoch möglicherweise nicht perfekt mit dem tatsächlichen, physischen Klang überein. Somit kann der Speicher auch qualitativ begrenzt werden.

Das Paradigma der verzögerten Schätzung bietet eine Möglichkeit, die Beziehung zwischen diesen quantitativen und qualitativen Grenzen des Gedächtnisses zu bewerten.

Dieses Video demonstriert Methoden zur Untersuchung der Präzision des visuellen Arbeitsgedächtnisses, einschließlich der Gestaltung des Stimulus und der Durchführung eines Experiments mit einem verzögerten Schätzparadigma sowie der Analyse und Interpretation der Ergebnisse.

In diesem Experiment bietet die Farbe einen idealen Stimulus, um die Präzision des visuellen Arbeitsgedächtnisses zu bewerten, da sie gedanklich in einem kontinuierlichen, nichtlinearen Spektrum, das als Farbring bekannt ist, dargestellt werden kann.

Die Teilnehmer werden gebeten, mehrere Versuche durchzuführen, bei denen sie sich einen Farbreiz merken müssen. Jede dieser Versuche besteht aus drei Phasen: Probenahme, Verzögerung und Test.

Während der Sample-Phase erscheint 500 ms lang ein zufällig gefärbtes Quadrat auf dem Bildschirm. Das Quadrat verschwindet dann und hinterlässt einen leeren Bildschirm.

Durch diese Verzögerungsphase sind die Teilnehmer aufgefordert, sich 900 ms lang auf den leeren Bildschirm zu fokussieren, wobei die Probenfarbe gespeichert werden muss.

In der letzten Testphase erscheint ein schwarz umrandetes und farbloses Sondenraster an der gleichen Position wie das zuvor gezeigte farbige Kästchen.

Gleichzeitig wird den Teilnehmern ein Farbring gezeigt, der aus 180 verschiedenen Farben besteht, und sie werden gebeten, den Bereich des Farbrings auszuwählen, der der ursprünglichen Musterfarbe am ähnlichsten ist.

Beachten Sie, dass der Farbring immer in einer zufälligen Ausrichtung angezeigt wird, was sicherstellt, dass die Teilnehmer bestimmte Bereiche auf dem Bildschirm nicht mit bestimmten Farben in Verbindung bringen können.

Um die Schwierigkeit der Aufgabe zu erhöhen, wird die Speicherauslastung - die Anzahl der farbigen Kästchen, die in jedem Versuch angezeigt werden - von eins bis acht variiert.

Die abhängige Variable ist dann die Genauigkeit des Farbarbeitsgedächtnisses - wie genau sich die Teilnehmer an die Farbe oder die Farben erinnern, die während der Stichprobenphase gezeigt wurden.

Für eine bestimmte Beispielfarbe wird von den Teilnehmern erwartet, dass sie innerhalb des "wahren" Farbbereichs variieren, aber selten Farben wählen, die sich drastisch unterscheiden.

Mit zunehmender Speicherauslastung nimmt die Genauigkeit des Farbarbeitsspeichers wahrscheinlich ab.

Wählen Sie zunächst ein Set von 180 Farben mit unterschiedlichen Farbtönen, die zusammen einen Farbring bilden. Vergewissern Sie sich, dass diese Farben die gleiche Lichtintensität und den gleichen Kontrast relativ zur Hintergrundfarbe auf dem Bildschirm aufweisen. Dies stellt sicher, dass keine einzelne Farbe für die Teilnehmer während der Studien einprägsamer ist.

Wenn der Teilnehmer ankommt, leiten Sie ihn zu einem Computer und erklären Sie den Ablauf des Experiments.

Betonen Sie, dass beim Prüfen eines bestimmten Bereichs des Bildschirms nur die Farbe des Felds ausgewählt werden sollte, das zuvor an derselben Position angezeigt wurde. Weisen Sie den Teilnehmer außerdem an, zu raten, wenn er sich bei einer untersuchten Probenfarbe nicht sicher ist.

Um sicherzustellen, dass die Teilnehmer die Aufgabe verstehen, lassen Sie sie zehn Übungsversuche durchführen.

Sobald der Teilnehmer die Anweisungen verstanden hat, lassen Sie ihn 480 experimentelle Versuche absolvieren, mit der gleichen Anzahl von Versuchen für Gedächtnisbelastungen zwischen eins und acht.

Notieren Sie für jeden Versuch die Speicherauslastung, die Echtfarben der Beispielboxen und die Farben, die der Teilnehmer nach der Verzögerungszeit ausgewählt hat.

Um die Daten unabhängig von der Farbe zu analysieren, berechnen Sie für jede in einem Versuch gezeigte und untersuchte Probenbox den Winkelfehler – den Abstand in Grad zwischen der wahren und der gewählten Antwortfarbe auf dem Farbring.

Wenn sich der Teilnehmer nach der Verzögerungszeit an die genaue Farbe der Probenbox erinnern konnte, sollte der Winkelfehler Null sein.

Erstellen Sie für jede Gruppe von Versuchen, die sich mit der gleichen Speicherauslastung befassen, eine Häufigkeitsverteilungskurve, in der der Winkelfehler auf der X-Achse und die Frequenz auf der Y-Achse aufgetragen wird.

Nachdem die Häufigkeitsverteilungskurven erstellt wurden, berechnen Sie jeweils die Standardabweichung – die Streuung der Werte um den Mittelwert.

Nehmen Sie den Kehrwert der Standardabweichung, um einen Wert zu generieren, der die Speichergenauigkeit darstellt. Wenn dieser Wert groß ist, ist dies ein Hinweis darauf, dass das Gedächtnis für eine Gruppe von Versuchen präzise ist.

Um die Daten zu visualisieren, stellen Sie die berechneten Speichergenauigkeitswerte als Funktion der Speicherauslastung dar. Beachten Sie, dass die Gedächtnisgenauigkeit mit zunehmender Last tendenziell abnimmt, was auf einen Kompromiss zwischen der Anzahl der Dinge, an die sich ein Teilnehmer gleichzeitig erinnern kann, und der Genauigkeit, die er speichern kann, hindeutet.

Nachdem Sie nun wissen, wie Sie ein Experiment mit verzögerter Schätzung entwerfen und durchführen, schauen wir uns an, wie Forscher dieses Paradigma derzeit verwenden, um verschiedene Aspekte des visuellen Gedächtnisses auseinanderzunehmen.

Bisher haben wir diskutiert, wie die verzögerte Schätzung zur Bewertung des Kurzzeitarbeitsgedächtnisses verwendet wurde, bei dem ein Teilnehmer nur kurz ein Stück Farbinformation für einen einzigen Versuch speichern muss. Mit diesem Paradigma könnten die Forscher aber auch das Langzeit-Farbgedächtnis untersuchen und über viel längere Zeiträume auswerten.

Darüber hinaus kann dieses Paradigma auch verwendet werden, um die Präzision des visuellen Gedächtnisses zwischen verschiedenen Individuen zu vergleichen, z. B. visuellen Fachleuten wie Innenarchitekten und potenziell weniger visuellen Subjekten wie Anwälten oder Ärzten.

Obwohl Forscher in der Regel das Paradigma der verzögerten Schätzung verwenden, um das Gedächtnis auf Farbe zu bewerten, kann es auch bei neurokognitiven Bewertungen anderer Arten des visuellen Arbeitsgedächtnisses eingesetzt werden, z. B. bei Formen.

Sie haben gerade die Einführung von JoVE in die verzögerte Schätzung gesehen. Wir haben überprüft, wie Sie diese Methode durchführen und die Farbgedächtnisdaten der Teilnehmer sammeln und analysieren. Wichtig ist, dass wir festgestellt haben, wie diese Technik dazu beitragen kann zu verstehen, wie die qualitativen Grenzen des menschlichen Farbgedächtnisses durch quantitative Faktoren beeinflusst werden können.

Danke fürs Zuschauen!