Summary
Psychophysik ist wichtig für die Untersuchung von Phänomenen der Wahrnehmung durch sensorische Informationen. Hier präsentieren wir ein Protokoll, um eine zwei-Intervall gezwungen Wahl Aufgabe auszuführen wie in einem früheren Bericht über menschliche Psychophysik umgesetzt wo geschätzte Teilnehmer die Laufzeit des visuellen, auditiven oder audiovisuellen Abständen aperiodische Züge von Impulsen.
Abstract
Wir bieten ein Verfahren für ein Experiment der Psychophysik bei Menschen, die auf der Grundlage einer zuvor beschriebenen Paradigmas zielte darauf ab, die Wahrnehmung Dauer der Intervalle im Bereich von Millisekunden der visuellen, akustischen und audiovisuellen aperiodische Züge von sechs charakterisieren Impulse. In dieser Aufgabe besteht jede der Studien von zwei aufeinander folgenden intramodale Intervallen, wo die Teilnehmer drücken Sie die nach oben Pfeiltaste zu berichten, dass der zweite Reiz länger als die Referenz dauerte oder die Abwärtspfeil-Taste, etwas anderes ergibt. Die Analyse des Verhaltens führt psychometrische Funktionen der Wahrscheinlichkeit für die Schätzung des Vergleich Reizes als Funktion der Vergleich Intervalle länger als die Referenz sein. Zusammenfassend, wir vorab eine Möglichkeit der Implementierung von standard-programmieren-Software, visuellen, akustischen und audiovisuellen Reize zu schaffen und eine zwei-Intervall gezwungen-Wahl (2IFC) Aufgabe zu erzeugen, durch die Bereitstellung von Reizen durch Lärm-blocking Kopfhörer und eine Computermonitor.
Introduction
Dieses Protokoll soll ein Verfahren für ein standard-Experiment auf Psychophysik zu vermitteln. Psychophysik ist die Untersuchung von Phänomenen der Wahrnehmung durch das Maß der Verhaltensreaktionen, hervorgerufen durch Sinneseindrücke1,2,3. In der Regel ist menschlichen Psychophysik eine preiswerte und wichtiges Instrument zur Umsetzung in imaging oder neurophysiologische Experimente4. Aber es ist nie leicht, die am besten geeignete psychophysische Methode aus vielen vorhandene auszuwählen und die Auswahl hängt etwas Erfahrungen und Vorlieben. Dennoch empfehlen wir Anfänger bis zum verfügbare Methoden gründlich zu überarbeiten, um mehr über Auswahl Kriterien5,6,7erfahren. Hier bieten wir ein Verfahren für eine 2IFC Aufgabe, die viele Forscher häufig verwenden für das Studium perzeptuelle Prozesse wie Arbeitsspeicher8, Entscheidung machen9,10oder Zeit Wahrnehmung11 , 12 , 13.
Um den Lesern entlang der Methode führen, erstellen wir einen Bericht auf die wahrnehmbaren Dauer der visuellen (V), auditive (A) und audiovisuelle (AV) Intervalle aperiodische Sequenzen von Impulsen. Wir beziehen uns auf diese Aufgabe als eine aperiodische Intervall Diskriminierung (AID) Aufgabe13. Beim Versuch, dieses Paradigma in der Psychophysik Fachsprache zu beschreiben, wäre es ein Klasse-A, Typ-1, Performance-basierte, Kriterium-abhängige Diskriminierung-Aufgabe, die eine nicht-adaptive Methode der konstanten und einem hyperbolischen Tangens (Tanh) Modell, verwendet eine differenzielle Schwelle zu berechnen. Auch wenn solche eine Charakterisierung Geräusche etwas verstrickt, verwenden wir diese Einführung den Leser auf einige allgemeine Aspekte der Psychophysik, Hoffnung, Entscheidungskriterien für neue Experimente und vielleicht sogar die Möglichkeit, das aktuelle Protokoll zur Schneiderei andere Bedürfnisse.
Alle psychophysischen Experiment, wie z. B. eine 2IFC Aufgabe erfordert die Implementierung Reize, eine Aufgabe, eine Methode, eine Analyse und eine Messung6. Ziel ist es, der psychometrischen Funktion, dass bessere Konten für die gemessene Leistung14zu erhalten. Eine 2IFC Aufgabe besteht für Teilnehmer, die naiv, die dem Zweck des Experiments ist, Versuche mit zwei sequentielle Reize zu präsentieren. Nach einem Vergleich der Reize, melden sie das Ergebnis durch die Auswahl einer und nur einer von zwei möglichen Antworten, die ihre Wahrnehmung besser passt.
Mit Reizen verweisen wir auf technische Überlegungen über die sensorische Modalität unter Studie. Eine Klasse-A-Experiment besteht aus der Gegenüberstellung des Reize der gleichen Modalität innerhalb einer Studie während Klasse-B-Experimente Kreuz-modalen Vergleiche umfassen. Weitere wesentliche Aspekte über Reize sind deren Umsetzung, wie die technischen Möglichkeiten der modulierenden Reize innerhalb eines gewünschten Bereichs. Zum Beispiel wenn wir wollen, den gerade wahrnehmbare Unterschied (JND) zwischen zwei flattern Frequenzen vibrieren auf der Haut-15zu finden, brauchen wir eine Präzisions-Stimulator Frequenzen innerhalb der Grenzen von Flutter (d.h. 4-40 Hz) zu generieren. Das heißt, die dynamische Reichweite der technischen Elemente hängen das dynamische Spektrum an jeder sensorische Modalität.
Auswählen einer Aufgabe geht es um die wahrnehmbaren Phänomen untersuchten. Zum Beispiel, ob zwei Reize sind, die gleiche oder gleichwertige berufen kann auf verschiedenen Mechanismen als die Lösung, wenn ein Reiz länger oder kürzer als eine Referenz-16 (wie in der Hilfe-Paradigma ist). Intrinsisch, definiert Reize Auswahl die Art der erhaltenen Antworten. Typ-1-Experimente, manchmal eng mit der so genannten Performance-Experimente gehören richtige oder falsche Antworten. Im Gegensatz dazu erzeugt eine Typ-2-Experiment (oder aussehen Experiment) meist qualitative Antworten, die auf die Teilnehmer Kriterien und nicht auf keine explizit auferlegte Kriterien abhängen; Das heißt, Kriterium-unabhängige Experimente. Es ist bemerkenswert, dass 2IFC Aufgabe Antworten Kriterium abhängig sind, weil in jeder Prüfung der standard Stimulus (manchmal genannt Base oder Referenz Reiz) das Kriterium darstellt den Vergleich Wahrnehmung abhängt.
Die Methode ist der Name folgender drei Dinge; Erstens steht es mit den Mechanismus zum Auswählen von Reizen zu testen oder mit anderen Worten, zu einer bereits bekannten Palette an Reiz Variabilität im Gegensatz zur adaptiven Methoden zielte darauf ab, die angemessene Bandbreite17zu etablieren. Diese adaptive Angelegenheiten sind für schnelle Suche nach Erkennung und Diskriminierung Schwellen und minimale Testversion Wiederholungen18empfohlen. Adaptive Methoden sind auch optimal für Pilotprojekte. Die zweite Definition einer Methode ist das Ausmaß der Reize Modulationen (zB., die Methode der konstanten) oder einer logarithmischen Skala. Die gewählte Skala kann oder möglicherweise keine direkte Folge des Ergebnisses einer adaptiven Methode, aber in erster Linie betrifft es die Dynamik der untersuchten sensorische Modalität. Schließlich bezieht sich die Methode auch auf die Anzahl der Versuche und deren Präsentation Reihenfolge.
Für Analyse bezieht es sich auf die Statistik der experimentellen Messungen. Unabhängig von der Auswahl der geeigneter analytischer Methoden für Vergleiche zwischen Test und Kontrollgruppen Psychophysik geht es hauptsächlich um die Messung der absoluter oder differenzieller Schwellen zwischen zwei Bedingungen (z.B., an- vs. Abwesenheit von einem Reiz oder die JND zwischen zwei Reize), vor allem in 2IFC19. Solche Messungen ergeben sich aus psychometrischen Funktionen (d. h., kontinuierliche Modelle des Verhaltens als Funktion der Wahrscheinlichkeit erkennen oder anspruchsvolle eine der Bedingungen auf dem Spiel). Auswahl der Modellfunktion richtet sich auf die Waage oder in anderen Worten, auf den Abstand der Werte der unabhängigen Variablen. Funktionen z. B. kumulierte Normal, Logistik, Quick und Weibull eignen sich für logarithmischen Abstand Werte linear angeordnet, während Gumbel und Log-Quick besser sind geeignet. Alternative Modelle bestehen auch, wie die Tanh beschäftigt bei der Aufgabe, Hilfe. Wichtig ist, hängt ein richtige Modell auswählen die Parameter von Interesse, wie bei der Gestaltung der Experiment20berücksichtigt. Nach Anpassung der Daten zu einem Modell, es sollte möglich sein, zwei Parameter ableiten: die Parameter α und β . Im Falle eine logistische Funktion, die in der Regel in einem 2IFC Paradigma beschäftigt, α bezieht sich auf die Projektierung bis hin zur subjektiven Gleichheit Abszissen-Wert (d. h., bei der Hälfte der Logistik). Die β -Parameter bezieht sich auf die Steigung an α -Wert (d.h. die Steilheit des Übergangs zwischen Bedingungen). Schließlich ist ein Parameter, der häufig aus einer psychometrische Kurve erhalten die differenzielle Limen21 (DL). In einem 2IFC Experiment die DL βbetrifft, aber streng, entspricht der minimalen wahrgenommene Unterschied zwischen zwei Intervallen. Die Formel zur Ermittlung der DL ist die folgende Gleichung (1).
(1)
X steht für unabhängige Variable Werte projizieren auf 0,25 und 0,75 Leistung hier, direkt am sigmoidale Kurve gemessen. Bis zu diesem Punkt haben wir nur einige Allgemeinheiten über psychometrische Funktionen abgedeckt. Wir empfehlen weitere Untersuchungen schätzen und psychometrische Funktionen mit diesen und anderen Parametern22zu interpretieren.
Andere technische Aspekte, die bei der Umsetzung einer psychophysischen Experiments beziehen sich auf Geräte und Software. Speicher und Geschwindigkeit Kapazitäten von kommerziellen Computern sind heutzutage in der Regel optimal für die Verarbeitung in High-Fidelity-visuelle und auditive Aufgaben. Darüber hinaus muss die dynamische Auflösung ergänzende Materialien, wie z.B. Lärm blockieren Kopfhörer, Lautsprecher und Monitore, die Sampling-Rate mit der der Sinnesmodalitäten betrieben erfüllen (z. B.., Frequenz, Amplitude, Kontrast und erfrischend (Rate). Darüber hinaus sind Software-Programme wie PsychToolbox23 und PsychoPy24 einfach zu implementieren und hocheffiziente beim Synchronisieren von Aufgaben Veranstaltungen und Ausrüstung.
Die zuvor beschriebene Hilfe Aufgabe versammelt viele der für ein 2IFC Paradigma beschriebenen Themen. Interessant ist, untersucht es die Wahrnehmung der V, A, und AV Intervalle im Bereich von Millisekunden, wo die meisten Prozesse des Gehirns,25,26,27 auftreten. Paradoxerweise ist es auch eine anspruchsvolle Zeitraffer für Vision, die im Vergleich zum Vorsprechen, studieren, erzeugt ein etwas eingeschränkt Probenahme bewerten28. In diesem Sinne erfordern multimodalen Vergleiche zusätzliche theoretische Bereiche12,29,30. Manchmal müssen sie weiter Schneiderei, eine gemeinsame Modulation Spektrum umfassen oder kongruente Interpretationen zu erreichen.
Dieses Protokoll konzentriert sich auf eine Diskriminierung Aufgabe (d.h., ein 2IFC wo ein Basis Reiz kontrastiert, auch als Referenz oder Standard, anhand einer Reihe von Vergleich oder Test Reize eine JND oder in anderen Worten, eine Diskriminierung-Schwelle zu finden). Hier befindet sich die Aufgabe, die Fähigkeit der Menschen zu diskriminieren Zeitintervalle von V, A, zu studieren oder AV aperiodische Muster von Impulsen13. Wir bieten Informationen, auf die Schaffung und Parametrierung Reize sowie auf einer Analyse der Genauigkeit und Reaktionszeiten. Wichtig ist, besprechen wir wie Untertanen Zeitwahrnehmung von der Psychometrie-statistische Outcome-Parameter und einige experimentellen und analytische Alternativen innerhalb Themen einer 2IFC psychophysischen Methode zu interpretieren.
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Protocol
Die Experimente wurden die bioethischen vom Institut zelluläre Physiologie der UNAM (Nr. genehmigt. CECB_08) und unter den Richtlinien des The Code of Ethics der World Medical Association durchgeführt.
1. Versuchsanordnung
- Material und Reize Set-up für die Aufgabe eine aperiodische Intervall Diskriminierung (AID)
- Führen Sie dieses Experiment auf einem Computer mit mindestens 8 GB RAM, 2,5-GHz-Prozessor und ein 60 Hz erfrischende Pulsuhr zum Erstellen und Ausführen der Aufgabe aus.
- Erhalten Sie eine Reihe von Noise Cancelling-Kopfhörer, Umgebungsgeräusche, die die Teilnehmer während der Durchführung der Aufgabe ablenken zu vermeiden.
- Verwenden Sie ein Dezibel-Messgerät, um die Lautstärke des Kopfhörers auf ~ 65 dB SPL.
- Erstellen der V, A, und AV Impulse für die Aufgabe durch Ausführen einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI) enthalten in diesem Protokoll (Abbildung 1) oder mithilfe von Programmen wie PsychToolbox oder PsychoPy.
- Laden Sie die Datei Stimuli_GUI.zip von http://www.ifc.unam.mx/investigadores/Luis-lemus. Öffnen Sie MATLAB (2016a oder höher für dieses GUI).
- Klicken Sie auf die SetPath -Option in der MATLAB-Menü-Tab den Arbeitsbereich der Stimuli_GUI-Ordner hinzu. Zunächst wählen Sie die Schaltfläche " Ordner hinzufügen ", wählen Sie den Ordner Stimuli_GUI , und drücken Sie die Schaltfläche " Speichern ". Schließlich schließen Sie das Fenster durch Klicken auf die Schaltfläche " Schließen ".
- Öffnen Sie die Stimuli_GUI.m-Datei mit der Option " Öffnen " unter der Registerkarte " Main Menü". Drücken Sie F5 auf der Tastatur, um die GUI (Abbildung 1) angezeigt.
- Klicken Sie auf die Bedingung Popup- Menü wählen die bevorzugte Distribution von Impulsen (d.h., periodische für die Erstellung von Anregung von äquidistanten Impulse oder Aperiodic für eine zufällige Verteilung). Wählen Sie die gewünschte Anzahl der Impulse (d.h. 2-6) in der Anzahl der Impulse Popup- Menü. Schließlich geben Sie die gewünschte Dauer des Reizes im Dialogfeld Dauer.
Achtung: Zur Vermeidung V flicker Fusion (d.h., zwei oder mehr Impulse werden wahrgenommen als einzige), es ist wichtig, interpulse Intervalle (IPI) von mindestens 30 Ms. daher erstellen, angesichts der Tatsache, dass jeder der Impulse bis letzten 50 ms, die maximale Anzahl der vordefiniert ist Impulse in einen Impuls ist durch die IPIs eingeschränkt. Mehr als die minimale IPI Impulse erzeugen einen Fehler.
Hinweis: Das Programm erzeugt Bilder im Format Audio Video Interleave (AVI) mit einer Rate von 60 Bildern pro Sekunde. Allerdings können sie bei jedem Versuch mit PsychToolbox oder PsychoPy online erstellt werden. Sollten Sie erstellen 50-ms Impulse durch Verkettung mindestens drei Frames von 4° graue Kreise auf schwarzem Hintergrund. Hier erzeugt die Methode AVI und WAV-Dateien für die Implementierung in LabVIEW, die Möglichkeit der Nutzung komplexer Video- oder Audioclips hindeutet. - Klicken Sie auf Generieren IPI um die IPIs Werte im Feld IPI-Werte anzuzeigen und zu sehen, ein Grundstück von der daraus resultierenden Verteilung der Impulse.
Hinweis: Die IPI-Werte automatisch bei jedem Klick auf die Schaltfläche " Generieren IPI " aktualisiert. Diese Werte können kopiert und für weitere Analysen gespeichert werden. - Generieren und speichern einen V-Impuls durch einen beschreibenden Dateinamen eingeben (zB., PeriodicVisual500ms.avi) im Dialogfeld geben Sie Video Dateinamen. Klicken Sie auf die Schaltfläche " Video generieren " und warten Sie auf das Popup-Fenster anzeigen grau ~ 4 ° Kreise schließen. Klicken Sie auf die Wiedergabetaste, erstellte V Stimulus zu sehen .
Achtung: Während das Programm die Bilder generiert, nicht klicken Sie auf andere Figuren, wie dadurch möglicherweise das Programm verlieren die Figur Griff und ein fehlerhafte Video produzieren.
Hinweis: Die eckige Amplitude eines V-Objekts wird durch die folgende Gleichung (2) gewonnen.
(2)
Hier, eine ist die Amplitude des V in Graden ausgedrückt, S ist das visuelle Größe in Zentimetern, gemessen am Bildschirm, und D ist der Abstand in Zentimetern von der Beobachter auf dem Bildschirm. - Generieren und speichern einen A-Impuls mit denselben V IPI Werten durch einen beschreibenden Dateinamen eingeben (zB., AperiodicAcoustic500ms.wav) im Dialogfeld geben Sie Audio Dateinamen. Klicken Sie auf Generieren Audio zu beobachten ein Grundstück von der erstellten Audio und klicken auf die Play -Taste das neue Audio anhören.
Hinweis: Die vordefinierten eine Pulsfrequenz ist 1 kHz; jedoch ist es möglich, ändern sie im Dialogfeld Sound Frequenz (Hz). - Wiederholen Sie die Schritte 1.1.4.2 durch 1.1.4.5 10 aperiodische (AP) Reize für jeden der Vergleich Intervalle der Hilfe Aufgabe (d.h., V und einem Intervallen von 500 ms bis 1.100 ms in Schritten von 100 ms) zu erstellen. Erstellen Sie nur eine periodische (P) Reiz für jeden der Intervalle der Handregler.
- Laden Sie die Datei Stimuli_GUI.zip von http://www.ifc.unam.mx/investigadores/Luis-lemus. Öffnen Sie MATLAB (2016a oder höher für dieses GUI).
- Generieren einen erweiterten weißes Rauschen-Clip (zB., 30 min) als Hintergrund während des Experiments verwenden, oder laden Sie es von einer Internet-Bibliothek.
- Erstellen einer 3° weißen Kreuz und speichern Sie es in eine JPEG-Datei als ein Stichwort für die Teilnehmer zu verwenden, um einen Prozess zu initiieren.
Hinweis: AV Impulse ergeben sich aus der Überlagerung von V und A kongruent Clips während der Ausführung der Aufgabe. Die A-Reize zu verlagern bis zu 90 ms nach dem V-Beginn für die Herstellung von Wahrnehmungs Gleichzeitigkeit32.
- Aufgabe Konzeption und Umsetzung
- Erstellen Sie Gruppen von P und AP V, A, und AV Prüfungen durch die Auflistung der Namen der erstellten Stimuli in einer Excel-Tabelle. Verwenden Sie verschiedene Spalten alle enthalten die Informationen während des Vorgangs, z. B. die Modalität der Hinweis und Vergleich Stimuli,, die Anzahl der Wiederholungen pro Versuch, die Reize dauern und die erwartete Antwort (sehen Sie eine beispielhafte CSV-Datei erforderlich in enthalten Stimuli_GUI.zip-Datei). Jeder der Sätze in einem kommagetrennte Werte (CSV) Format zu speichern.
Hinweis: Das Experiment soll psychometrische Funktionen der Wahrscheinlichkeit des Wahrnehmens Test Reize (d.h. die Vergleich-Reize) länger als die Referenz in Abhängigkeit von den Variationen der Vergleich Stimuli zu erhalten. Deshalb müssen Versuche zur psychometrische Funktionen generiert einen Verweis Reiz auf die Hälfte des Bereichs der Intervalle (z. B.800 ms) festgesetzt beschäftigen. Um zu gewährleisten, dass die Teilnehmer Kriterien auf der Referenz-Reiz verlassen, müssen sie jedoch immer zu den Referenz- und den Vergleich teilnehmen. Versuche mit unterschiedlichen Referenzen sollte daher enthalten, um die Anzahl der unterschiedlichen Vergleiche auszugleichen. Schließlich betrachten präsentieren Blöcke von V, A, und AV Prüfungen, Aufmerksamkeits-Effekte zu vermeiden. Jedoch immer präsent P und AP-Studien nach dem Zufallsprinzip eingelagert. - Erstellen Sie ein Programm für die automatische Ausführung der Aufgabe mit PsychToolbox oder PsychoPy, oder herunterladen Sie und führen Sie der automatisierten 2IFC_Task erhältlich bei http://www.ifc.unam.mx/investigadores/Luis-lemus (für den Betrieb in LabVIEW 2014 oder höher aus).
- Öffnen Sie die 2IFC_Task durch Doppelklick auf die Aufgabendatei.
- Laden Sie die erzeugten Reize, indem Sie das Control Panel den Reiz-Ordner auswählen. Erstens verwenden Sie die oben und unten Sie Schaltflächen im Dialogfeld eine 0 angezeigt. Drücken Sie auf das Ordnersymbol, um den Reiz-Ordner auswählen.
- Wiederholen Sie Schritt 1.2.2.2 der Dateipfad auf 1, 2, 3 oder 4 der CSV-Studien-Datei, eine TXT-Ausgabedatei, eine WAV-Hintergrund-Audio und ein Stichwort ein weißes Kreuz im JPEG-Format, bzw. Laden eingestellt.
Hinweis: Bei der Programmierung einer Aufgabe speichern Daten in einem praktischen Format für offline-Analyse (zB., TXT oder CSV-Format). Enthalten Informationen über die Studie: die Reihenfolge der Darstellung und Ergebnisse des Verhaltens wie Hits, Fehler, Reaktionszeiten und Reaktionszeiten. - Drücken Sie die Taste weißes Rauschen auf dem Bedienfeld die Hintergrundgeräusche zu aktivieren. Dann legen Sie das Dezibel-Messgerät als nahe wie möglich an die Kopfhörer und stellen Sie die OS-Lautstärkeregler auf ~ 65 dB SPL. Schließlich, stellen Sie den Hintergrund Lautstärkeregler befindet sich auf dem Bedienfeld auf ~ 55 dB SPL.
- Verwenden Sie das Dialogfeld Felder Pre_S1 und Inter_Stim um Zeitabläufe der Erstauslieferung der Reiz und die interstimulus Trennung bzw. anzugeben.
Hinweis: Die Standardzeiten sind 1.000 Ms. andere grafische Symbole für den Prüfer, die Ergebnisse in Echtzeit zu beobachten sind (z. B., eine Bar Grundstück die Leistung pro Zustand und zeigt die Anzahl der Hits, Fehler, falsche Alarme und eine aktuelle Anzahl der Versuche). - Testen Sie die Aufgabe durch Klicken auf das laufen nach rechts zeigenden Pfeil unter der Registerkarte " Extras " und durchführen Sie einige Testversuche.
Hinweis: Wir empfehlen, um zwei Monitore, einen für die Bereitstellung der Aufgabe und die andere für die Überwachungsaufgabe online zu verwenden.- Jede Studie zu initiieren, indem du die Leertaste gedrückt, nach dem Erscheinen des visual Cues in der Mitte des Bildschirms. Lassen Sie die Leertaste nach der Lieferung eines Paares von Reizen und drücken Sie auf den aufwärts- oder Abwärtspfeil-Taste um den Prozess abzuschließen.
- Wiederholen Sie Schritt 1.2.2.6.1, bis der Satz beendet ist. Der Vorgang stoppt automatisch. Alternativ, Abbrechen der Aufgabe durch Klicken auf die Schaltfläche " Stopp " im Menü " Systemsteuerung ".
- Erstellen Sie Gruppen von P und AP V, A, und AV Prüfungen durch die Auflistung der Namen der erstellten Stimuli in einer Excel-Tabelle. Verwenden Sie verschiedene Spalten alle enthalten die Informationen während des Vorgangs, z. B. die Modalität der Hinweis und Vergleich Stimuli,, die Anzahl der Wiederholungen pro Versuch, die Reize dauern und die erwartete Antwort (sehen Sie eine beispielhafte CSV-Datei erforderlich in enthalten Stimuli_GUI.zip-Datei). Jeder der Sätze in einem kommagetrennte Werte (CSV) Format zu speichern.
(2)(2) Teilnehmer
- 10 bis 30 männliche und weibliche Rechtshänder Teilnehmer, mit nicht mehr als zehn Jahren Altersunterschied zwischen ihnen, mit normalen oder korrigiert-zu-normale Vision und keine auditiven Defiziten zu rekrutieren.
- Bitten Sie die Teilnehmer füllen Sie einen Fragebogen in Bezug auf ihr Alter, Geschlecht, Händigkeit und physischen oder psychischen Bedingungen (zB., mit visuellen oder auditiven Defiziten, musikalische Ausbildung und Einnahme von Medikamenten).
- Teilen Sie den Beteiligten über das Ziel, das Verfahren und die Dauer des Experiments. Achten Sie darauf, dass keine Voreingenommenheit induziert wird (zB., erzählt sie über das Auftreten von P oder AP-Bedingungen). Dann Fragen Sie die Teilnehmer, schriftliche Einwilligung zur Teilnahme an der Experimentes zu geben.
3. Versuchsdurchführung
- Durchführen Sie die Experimente in einem ruhigen Raum mit konstanter Beleuchtung.
- Führen Sie den Task.
- Kalibrieren Sie das Dezibel-Messgerät zu, und wiederholen Sie den Vorgang, wie in Schritt 1.2.2.4 beschrieben.
Achtung: Während das Experiment sollte akustische Reize binaural bei ~ 65 dB SPL geliefert werden. Es ist wichtig, um ein Dezibel-Messgerät verwenden, testen Sie die akustische Amplituden vor dem Experiment um Verletzungen zu vermeiden. - Bitten Sie die Teilnehmer bequem sitzen vor dem Monitor befindet sich in einem Abstand von 60 cm. Dann platzieren Sie die Tastatur in erreichbarer Entfernung, und passen Sie die Kopfhörer des Teilnehmers Kopf (Abbildung 2).
- Weisen Sie die Teilnehmer eine Studie nach dem Erscheinen des visual Cues starten durch Drücken und halten Sie die Leertaste für den gesamten Versuch. Geben Sie dem Teilnehmer die Leertaste nach der Präsentation der zwei sequentielle Reize lösen und die nach oben Pfeiltaste drücken, wenn der zweite Reiz länger als die erste dauerte oder die Abwärtspfeil-Taste drücken, wenn es für einen kürzeren Zeitraum ( dauerte Abbildung 2 b).
- Schließlich weisen die Teilnehmer nur den rechten Zeigefinger verwenden, um den Vorgang abzuschließen, und kommentieren Sie die Möglichkeit, eine 5-Minuten-Pause für den Fall, dass die Teilnehmer sich wohl fühlen, müde oder abgelenkt während des Experiments.
- Schalten Sie die Lärm-blocking-Funktion der Kopfhörer und die Teilnehmerübung 10-15 Studien.
Hinweis: In dieser Phase bietet einen optischen Eingang für richtige Antworten empfiehlt. Darüber hinaus ist es möglich, während das Experiment Feedback; Beachten Sie jedoch, der mögliche Verzerrungen. - Führen Sie den Task.
(4) Datenanalyse
- Berechnen Sie den Mittelwert und den Standardfehler des Mittelwerts die Leistung der einzelnen Blöcke von P und AP, V, A, und AV Prüfungen.
- Streudiagrammen die Wahrscheinlichkeit des Wahrnehmens des Vergleich Reizes länger als die Referenz in Abhängigkeit von der Vergleich Intervalle zu generieren. Montieren Sie danach, eine logistische Funktion, um die Daten.
Hinweis: Wie in der Einführungerwähnt, hängt ein praktisches Modell auswählen das Experiment und die Daten. Ein Beispiel für ein Modell ist die Tanh , wie für die Hilfe Aufgabe berichtet. Ein solches Modell liefert vier Parameter (kleines Foto in Abbildung 3A) definiert durch:
Die Parameter einer entspricht die Leistung Größe gemessen von den Wendepunkt zum Plateau. Der β -Parameter entspricht der ersten Ableitung an den Wendepunkt. Je höher der Wert, desto leichter, einen Übergang zwischen längeren und kürzeren, wahrzunehmen, im Vergleich zu den Referenzkategorien. Der Parameter θ oder X0 ist der Abszisse Wert der Projektion der Wendepunkt (d.h. der Punkt der subjektiven Gleichheit). Insgesamt stellt die Verlagerung der ein solcher Parameter temporalen Verzerrungen. Zu guter Letzt c oder Y0 stellt den Wendepunkt auf der Ordinate und Vorurteile gegen eine bestimmte Reaktion zeigt. Alternative-Routinen für die Montage und Analyse psychometrische Funktionen sind die Trojas Toolbox6 und Quickpsy33. - Wiederholen Sie den Vorgang ab Schritt 4.1 für die Analyse von Reaktionszeiten und Reaktionszeiten.
- Analysen Sie statistische um P und AP Genauigkeit Verteilungen innerhalb jeder der sensorischen Modalitäten zu vergleichen.
- Analysen Sie zusätzliche, wie z. B. Pearson Korrelationen, die Beziehung zwischen Periodizität Indizes und Genauigkeit sowie Periodizität Indizes und Reaktionszeiten zu finden.
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Representative Results
Dieses Protokoll stellte eine Methode, um ein Psychophysik Experiment am Menschen durchführen. Die Technik repliziert frühere Untersuchungen zur Diskriminierung der Intervalle der AP Züge der V, A, und AV Impulse, die mit Hilfe einer 2IFC Methode durchgeführt wurde. Die Reize resultierte aus P und AP-Distributionen von Zügen der sechs 50-ms-Impulse in verschiedenen Intervallen im Bereich von Millisekunden (d. h.von 500 ms bis 1.100 ms in Schritten von 100 ms). Abbildung 2A zeigt einige Intervalle und ihre berechneten Periodizität Index.
Die Aufgabe wurde in LabVIEW programmiert und bestand aus intramodale Studien von zwei sequentieller Stimuli (Abb. 2 b) zu liefern. Nach 31 Teilnehmer (15 Frauen und 16 Männer von einem Alter von 23,6 ± 4,3 Jahre [Mittelwert ± Standardabweichung]) die Aufgabe ausgeführt, erhalten wir die psychometrischen Funktionen der einzelnen P und AP V, A, AV Insgesamte Genauigkeiten mit Hilfe einer Tanh -Funktion (Abb. 3A - 3 C; Bestimmtheitsmaß: χ2, Q > 0,05).
Die richtigen Platten in Abbildung 3 zeigen Vergleiche der Regression Parameter der Tanh an die P und AP. Nicht-überlappende Abweichungen solcher Parameter angegebenen statistischen Unterschiede, zum Beispiel in V a, βund c -Werte (p < 0,05). Dieses Ergebnis ergibt sich bei der V AP sigmoid Verschiebung nach unten, was darauf hindeutet, dass die Teilnehmer die Intervalle länger als die Referenz als kürzer (Abbildung 3A) wahrgenommen. Ebenso galten Intervallen, die kürzer als die Referenz wurden genau als kürzer, da die c -Parameter eine AP-Verschiebung zu einer Wahrscheinlichkeit zeigten von Aufrufen des Vergleichs kürzer als die Referenz. Darüber hinaus Vergleiche von AP und P Intervallen während A und AV Diskriminierungen zeigten Unterschiede in Parametern β und θ (p < 0,05), weil insgesamten AP Genauigkeiten zurückgegangen, was darauf hindeutet, dass die AP-Reize in der Regel waren, schwerer zu unterscheiden. Interessant ist, die A und AV Aufführungen waren ähnlich wie bei P und AP-Bedingungen (Abb. 3 b und 3 C), zeigt eine A-Dominanz über V in AV Diskriminierungen.
In der V-Bedingung bewiesen β , dass der Übergang von kürzer, länger schneller in der AP-Bedingung aufgetreten ist. Dieses Ergebnis legt nahe, dass die Teilnehmer zuversichtlich, ihre Entscheidungen waren, wie die Reaktionszeiten (Abbildung 4A) belegt. Im Gegensatz dazu ähneln Reaktionszeiten von P und AP AV denen der A-Bedingungen, auch vorschlagen eine A-Dominanz (Abbildung 4 b und 4 C). Die gesamte Interpretation dieser Ergebnisse ist, dass V AP Muster eine wahrnehmbare Kompression der Zeitintervalle V AP hergestellt.
Die psychophysischen Ergebnisse spiegeln Unterschiede in der Informationsverarbeitung über Sinnesmodalitäten. Wenn wir die Probanden zu unterscheiden zwischen der Dauer der AP Muster gebeten, fanden wir, dass die Modalität der Zeitwahrnehmung differentiell verändert. Das V-System komprimiert die Schätzung der Zeit, während A und AV Genauigkeiten von AP Strukturen nur geringfügig betroffen waren. Insgesamt zeigen diese Ergebnisse verschiedene Beispiele der Interpretation der Ergebnisse einer psychophysischen Aufgabe durch ihre psychometrischen Parameter.
Abbildung 1: eine grafische Benutzeroberfläche (GUI), Hilfe die Aufgabe Reize schaffen. Die GUI ermöglicht die Erstellung eine visuelle oder einen auditiven Reiz durch die Einführung von Parametern und Benennung des Reizes. Die Fenster auf der rechten Seite zeigt eine grafische Darstellung der resultierenden interpulse Intervalle (IPI) und eine Handlung des auditiven Reizes. Eine ausführliche Beschreibung wie diese GUI implementiert wird im Text beschrieben. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 2: Task-Struktur und Aufbau. (A) dieses Panel zeigt eine grafische Darstellung der Intervalle unterschiedlicher Dauer der aperiodische Züge von Impulsen durch grauen Quadrate dargestellt. Die Intervalle und ihre Periodizität Indizes erhalten durch Spitze Formel werden in verschiedenen Linien und in Abhängigkeit von deren Dauer angezeigt. PI = Periodizität Index; P = periodische; AP = aperiodische. (B) dieses Panel zeigt die Abfolge der Ereignisse während der unimodalen Studien. Jeder der die Versuche gestartet, wenn ein Teilnehmer die Leertaste (SBD) veröffentlicht. Nach einer Referenz Anregung gefolgt von einer 1-s Interstimulus Vergleich Anregung wurde geliefert, der Teilnehmer veröffentlicht die Leertaste (SBR) und, in Reihenfolge zu berichten ob der Vergleich war länger oder kürzer als die Referenz, die nach oben oder nach unten gedrückt Pfeil-Taste, bzw. (nach Wahl). Die Referenz und Vergleich der grauen Quadrate repräsentieren Impulse der eigentlichen visuellen, akustischen und audiovisuellen Impulse von Icons oben dargestellt. (C) dieses Panel zeigt die Darstellung der Versuchsanordnung. Das Material enthält einen Computer, eine Reihe von Noise Cancelling-Kopfhörer, einen Monitor und eine Tastatur. Abbildung 1A und 1 b werden von Duarte und Lemus13, unter Anleitung mit Copyright Aussagen von Grenzen in Integrative Neurowissenschaft angepasst. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 3: psychometrische Funktionen erhalten durch den hyperbolischen Tangens Regressionsmodell. (A) dieses Panel zeigt die Gesamtwahrscheinlichkeiten Vergleiche, die länger als die Referenz in Abhängigkeit von der Vergleich Zeitintervalle der visuellen periodische (durchgezogene Linien) und visuelle aperiodische (gestrichelte Linien) Experimente zu deklarieren. (B) dieses Panel zeigt die gleichen Informationen wie zentrale A, aber dann für akustischen Bedingungen. (C) dieser Bereich zeigt die gleichen Informationen wie zentrale A, aber dann für audiovisuelle Bedingungen. Die richtigen Platten zeigen die Verteilung der Tanh Parameter wie im Einschub im Panel Adefiniert. Die Fehlerbalken in Seitenteile A - C bezeichnen den Standardfehler von Mittelwert und die Konfidenzintervalle in die richtigen Platten. Die Sternchen express intramodale Unterschiede. P = periodische; AP = aperiodische; V = visuelle; A = Akustik; AV = audiovisuellen. Diese Zahl wird von Duarte und Lemus13, bei der Beratung mit Copyright Aussagen von Grenzen in Integrative Neurowissenschaft geändert. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 4: Reaktionszeiten. (A) dieses Panel zeigt die mittleren Reaktionszeiten für visuelle Experimente. (B) diese Tafel zeigt die mittleren Reaktionszeiten für akustische Experimente. (C) dieses Panel zeigt die mittleren Reaktionszeiten für audiovisuelle Experimente. Durchgezogene Linien = periodische Abständen. Gestrichelte Linien = aperiodische Intervalle. Die Fehlerbalken kennzeichnen den Standardfehler des Mittelwerts. Diese Zahl wird von Duarte und Lemus13, bei der Beratung mit Copyright Aussagen von Grenzen in Integrative Neurowissenschaft geändert. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
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Discussion
In Psychophysik hängt die Auswahl einer Aufgabe von Partikularinteressen in wahrnehmbaren Phänomene5,6. Beispielsweise Bestand dieses Protokoll der Neuerstellung eines bereits berichteten Paradigmas auf die Zeitintervall Wahrnehmung von visuellen, auditiven und audiovisuellen Reizen der aperiodically angeordneten Impulse, die die 2IFC Methode13umgesetzt. Hier sind wie in den meisten der Psychophysik Aufgaben, entsprechende Hardware und Software zu erstellen, zu reproduzieren und erfassen die Aufgabe Elemente genau, vor allem, wenn Phänomene zu erforschen, die im Bereich von Millisekunden25,26 auftreten ,27. Ein Vorteil der aktuellen Methode ist die Fähigkeit, vielfältige Reize über eine grafische Benutzeroberfläche zu produzieren, da es ermöglicht die Erkundung ihrer Metriken und Leistung. In diesem Zusammenhang lohnt es sich, angesichts der Bedeutung der Parametrierung Variablen unabhängig von der Komplexität der Stimuli, wie in diesem Protokoll, das eine einfache aber neuartige Methode zur Quantifizierung der Aperiodicity13 (Abbildung 2A) umgesetzt. Wir haben auch vorgeschlagen, die Reize in Audio- und video-Formate wie WAV und AVI speichern, da die Möglichkeit der Umsetzung großer video-Clips in Experimenten präsentiert. Allerdings erfordern diese Formate Verwaltung von Hard- und Software effizient verarbeiten; zum Beispiel durch prebuffering Reize in Variablen der Umwelt des Programms führen. Trotzdem eignen sich einige Programme wie z. B. PsychToolbox oder PsychoPy, Alternativ erstellen Online-Reize.
Obwohl wir nicht die Ergebnisse der Pilotprojekte enthält, ist es ratsam, sie durchzuführen, um zu prüfen, das einwandfreie Funktionieren des Gerätes und den zufriedenstellenden Bereich zu finden und die Skalierung der unabhängigen Variablen18,34. In diesem Sinne ist die adaptive psychophysische Methoden implementieren6,17empfohlen. Darüber hinaus bestimmen Pilotversuchen ausreichende Pool der Teilnehmer und die Anzahl der Testversion Wiederholungen, so nachgiebig, robuste Ergebnisse und statistische Analysen14.
Im Hinblick auf die Teilnehmer ist es immer wichtig, weisen sie klar, was sie besuchen sollten und wie sie sich verhalten sollten. Andernfalls könnten alternative Strategien die Ergebnisse21,35in die Irre führen. Zum Beispiel bei dieser Aufgabe baten wir die Teilnehmer, die Dauer der Stimuli zu unterscheiden; Allerdings sind typische Verhaltensweisen diskriminieren, Geschwindigkeit, Beschleunigung29, die Anzahl der Ereignisse11oder Berichterstattung Ähnlichkeiten. Das heißt, es ist, zwar möglich, ähnliche Leistungen unter den Teilnehmern zu beobachten können Ergebnisse noch fehlerhaft sein durch die Einbeziehung verschiedener Gehirn Prozesse16. Daher zusammen mit ausreichend Einweisung der Teilnehmer, ist es zwingend erforderlich, sie nach ihrer angenommenen Strategie zu bitten, für die Aufgabe zu lösen.
Eine inhärente Problem der Psychophysik kommt aus der Natur der Sinnesmodalitäten, da sie Methoden12,29,30,32einschränken. Zum Beispiel angesichts der Tatsache, dass visuelle Rahmen geliefert über 15 Hz Flimmern Fusion28erstellen dürften, erfordert Studium der visuellen Wahrnehmung von Impulsen langsamere Modulationen, unerwünschte Ergebnisse zu vermeiden. Vergleiche zwischen Sinnesmodalitäten eskalieren darüber hinaus das Problem. In diesem Zusammenhang wurde ein interessantes Phänomen in der Hilfe-Experiment beobachtet, dass aperiodische visuelle Reize erstellt eine wahrnehmbare Kompression der zeitliche Schätzungen aber die periodische habe, nicht. Dort, montiert die Tanh -Funktion, die Daten optimal weil die beobachteten aperiodische visuelle Plateau keine maximale Wahrscheinlichkeit von 1 erreichen, wie andere logistische Modelle Vorhersagen (Abb. 3A). Allerdings könnte unabhängig von der Auswahl des am besten logistischen Modells, argumentieren, dass die aperiodische visuelle maximal Wahrscheinlichkeit nicht erreichte, weil die Reize nicht ausreichend war. Die Dauer der Intervalle erhöhen oder verringern die Anzahl der Impulse würde daher wohl ein anderes Ergebnis17erzeugen. Allerdings gibt es ein viel tieferes Problem hier, das bezieht sich eigentlich auf ein Dilemma in der Psychophysik. Das Hilfe-Experiment soll erstens die Intervall-Wahrnehmung im Bereich von Hunderten von Millisekunden, welche Konten für einen bestimmten Fall der zeitliche Verarbeitung26,27testen. Daher ergäbe erhöhen die Intervall-Laufzeiten sich ein anderes Gehirn Mechanismus16Tests. Zweitens die regelmäßige Sichtkontrolle erwies sich als um eine ausreichende Reichweite zu betreiben; Verbreitung von visuellen Abständen war daher nicht gerechtfertigt. Zu guter Letzt Vergleiche gruppenübergreifende deaktiviert Einstellen eines der Bedingung Abständen allein oder vor allem hier, zwischen Sinnesmodalitäten30. Wieder waren die Anpassung auditiven und audiovisuellen Intervalle nicht gerechtfertigt (Abb. 3 b und 3 C). Somit ist das Dilemma, dass mit dem Ziel, perfekte psychophysische Distributionen erhalten neuronale Prozessen mischen kann, wohingegen nicht dabei zu suboptimale Ergebnissen führen kann.
Zusammenfassend besteht Psychophysik Verhaltens Ergebnisder neuronale Mechanismen der sensorischen Verarbeitung zu studieren. Ein anspruchsvolles Ziel verlangt die optimale Auswahl und Umsetzung der Reize, die Aufgabe, die Methode, die Analyse und Messung6. Wenn Psychophysik zu meistern, bietet es wertvolle Einblicke in die Wahrnehmung. Darüber hinaus ist es wichtig in Modellen, die gut ausgebildeten Tiere benötigen für das Studium, z. B. der neurophysiologischen Korrelation von Verhalten10,30,36,37.
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Disclosures
Die Autoren haben nichts preisgeben.
Acknowledgments
Diese Arbeit wurde durch den Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT), CB-256767 unterstützt. Die Autoren danken Isaac Morán für seine technische Unterstützung und Ana Escalante aus die Rechnereinheit des Instituto de Fisiología Celular (IFC) für ihre wertvolle Unterstützung.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Lapt top Dell Precision | Dell | M6800 CTO | Procesador Intel Core i7-4710MQ, 2.5GHz RAM 16 GB, 64-bit OS; 17.3" screen 1920 x 1080; 60 Hz refreshing rate |
| Noise-blocking headphones | Bose | QC25 | Headphones QuietComfort 25, noise-blocking |
| Decibel meter | Extech Instruments | SL 130G | Sound Level meter (dB), range 30 to 130 dB, this meter meets ANSI and IEC Type 2 sound level meter standards |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Software | |||
| Labview | National Instruments | Labview 2014 | Labview SP1 130, 64-bits, version 14 |
| Matlab | Mathworks Inc | Matlab 2016a | The Mathworks Inc., Natick, MA, USA |
| GUI To create Visual and Acoustic stimuli. Created by Fabiola Duarte | Mathworks Inc | Matlab 2016a | The Mathworks Inc., Natick, MA, USA |
References
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