Métodos para presentar objetos del mundo real bajo condiciones de laboratorio controladas
21 de junio de 2019
Describimos métodos para presentar objetos del mundo real e imágenes coincidentes de los mismos objetos en condiciones experimentales estrictamente controladas. Los métodos se describen en el contexto de una tarea de toma de decisiones, pero el mismo enfoque del mundo real se puede extender a otros dominios cognitivos como la percepción, la atención y la memoria.
Aquí describimos métodos para llevar el mundo real al laboratorio. Cómo preparar y presentar objetos reales y hacer coincidir imágenes bidimensionales de los mismos elementos en condiciones de visualización estrechamente controladas. El conocimiento actual de la visión humana se deriva de estudios que se han basado en estímulos en forma de imágenes bidimensionales computarizadas.
Sin embargo, no está claro si las imágenes de objetos desencadenan procesos cognitivos y neuronales subyacentes similares a los objetos sólidos del mundo real. Aunque trabajar con objetos reales en contexto experimental presenta numerosos desafíos prácticos, el enfoque producirá nuevas perspectivas importantes sobre los mecanismos que subyacen a la visión naturalista. Aquí comparamos objetos reales y visión de imagen en un contexto de toma de decisiones.
Sin embargo, el enfoque general se puede ampliar para estudiar otros procesos cognitivos, como la percepción, la memoria o la atención. Comience creando una base circular de madera para el plato giratorio de dos metros de diámetro y tiene un núcleo central redondo con 20 ranuras. Crea 20 divisores y desliza cada divisor en el núcleo central del tocadiscos para formar 20 celdas.
Coloque el núcleo en la parte superior de un cilindro giratorio, lo que permite una fácil rotación. Cree una partición vertical entre el plato giratorio y el participante y colóquelo a 26 centímetros del tocadiscos, lo que permite espacio para un monitor de computadora LCD detrás de la partición. Construir una abertura en la partición y asegurarse de que el ancho de la apertura es ajustable para que en la configuración final, el participante puede ver sólo un elemento en el plato giratorio a la vez.
A continuación, coloque una plataforma deslizante y el monitor participante entre el tocadiscos y la partición para permitir transiciones rápidas entre las condiciones del formato de visualización. Utilice un escritorio pequeño o un estante para el monitor del experimentador. Conecte una bandeja de teclado a la base giratoria del ratón, directamente debajo de la abertura de la partición.
A continuación, coloque una cortina entre los lados del plato giratorio y la pared para evitar que el participante vea los estímulos y el experimentador durante el experimento. Después de montar el plato giratorio, adquirir 60 artículos populares para la comida. Abra el envase de cada alimento y coloque el paquete y parte de los alimentos en un plato.
A continuación, coloque un plato de comida en el plato giratorio y prepárese para fotografiar el estímulo en el plato giratorio de modo que el fondo del estímulo en la imagen 2D coincida con la contraparte alimentaria real. Para ello, coloque la cámara en un trípode a 50 centímetros del borde del plato giratorio. Los objetos reales y las imágenes coincidentes deben estar dentro de la distancia de alcance del participante.
Por último, mientras mantiene constante la fuente de iluminación en la sala de pruebas, fotografíe los alimentos reales en el tocadiscos utilizando una cámara con una constante parada f y velocidad de obturación. Haga coincidir la luminancia general, los patrones de sombreado y los resaltados especulares en los formatos de visualización lo más cerca posible. Comience creando un script usando un software experimental que intercalará aleatoriamente pruebas reales e imágenes.
Tenga la lista de guiones qué elementos reales colocar en el plato giratorio y en qué orden antes del inicio del experimento. A continuación, coloque los elementos reales en el plato giratorio en el orden correcto. Coloque el monitor en la abertura y asegúrese de que todos los demás elementos y el experimentador estén enmascarados desde la vista del participante.
A continuación, siéntese con el participante a aproximadamente 50 centímetros del plato giratorio y reproduzca ruido blanco en la sala de pruebas. Entregue al participante las gafas de oclusión para ponerse y asegúrese de que están en el estado opaco cerrado. Mira el monitor del experimentador para ver qué tipo de condición será el próximo ensayo.
En las pruebas de objetos reales, retraiga el monitor participante de la abertura de visualización a través de la plataforma deslizante para que el objeto real sea visible para el participante en el tocadiscos. Haga un comando de ordenador a través de una pulsación de botón para activar la apertura y el cierre de las gafas, lo que permite que los alimentos reales sean visibles en el plato giratorio durante tres segundos. Una vez que las gafas se cierren, coloque el monitor participante de nuevo delante de la abertura y presione una tecla para abrir las gafas para permitir que el participante dé una respuesta.
Pida a las gafas que se cierren automáticamente una vez que el participante entre en su respuesta. A continuación, compruebe el monitor del experimentador para preparar el estímulo para el siguiente ensayo y pulse una tecla para avanzar al siguiente ensayo. Para las pruebas de imagen 2D, coloque el monitor LCD dentro de la apertura de visualización.
Deje el monitor en la abertura de visualización y pulse una tecla para abrir las gafas para que el participante dé una respuesta. Asegúrese de que el siguiente estímulo esté listo para su visualización y, a continuación, pulse una tecla para avanzar a la siguiente prueba. Finalmente, una vez completada la prueba, agradezca al participante su participación en el estudio y pregunte si tiene alguna pregunta al respecto.
Los resultados indican una fuerte relación positiva entre las ofertas monetarias y las calificaciones de preferencias alimentarias con ofertas más altas por alimentos que fueron más queridas. Es importante destacar que hubo un efecto principal significativo en el formato de visualización en el que las pujas por alimentos reales eran mayores que las de las imágenes de alimentos coincidentes. Del mismo modo, hubo una relación positiva significativa entre las ofertas y la densidad calórica real, con mayores ofertas para alimentos de mayor densidad calórica.
No hubo una interacción significativa entre el formato de visualización eficaz y la densidad calórica. Es importante que coincida lo más estrechamente posible con la apariencia de los objetos e imágenes reales, así como con el momento de los eventos durante cada prueba. Estudios futuros podrían evaluar el impacto de la estereopsis presentando objetos reales en condiciones de visualización monocular, o examinar el mecanismo para el efecto manipulando la accesibilidad del estímulo.
Por ejemplo, utilizando métodos similares, hemos demostrado que los objetos reales captan la atención más que las imágenes 2D o 3D coincidentes, pero solo cuando los objetos reales están al alcance de la mano.
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Descripción general
Este artículo describe métodos para presentar objetos del mundo real junto con sus imágenes emparejadas en un entorno experimental controlado. El enfoque se centra en una tarea de toma de decisiones, con implicaciones para comprender la percepción, la atención y la memoria.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Neurociencia
- Psicología cognitiva
- Métodos experimentales
Antecedentes
- Los estudios tradicionales suelen utilizar imágenes bidimensionales computarizadas.
- Los procesos cognitivos y neuronales desencadenados por imágenes frente a objetos reales no están completamente comprendidos.
- Trabajar con objetos reales plantea desafíos prácticos en contextos experimentales.
- Es posible obtener conocimientos sobre los mecanismos de la visión naturalista mediante este enfoque.
Objetivo del estudio
- Comparar los efectos de objetos reales e imágenes en la toma de decisiones.
- Explorar los procesos cognitivos subyacentes implicados en la visión naturalista.
- Mejorar la comprensión de la visión humana mediante estímulos del mundo real.
Métodos Utilizados
- Preparación de objetos reales para entornos de laboratorio.
- Presentación de imágenes bidimensionales apareadas en condiciones controladas.
- Implementación de una tarea de toma de decisiones para evaluar respuestas cognitivas.
- Comparación de las respuestas a objetos reales frente a imágenes.
Resultados principales
- Los objetos reales pueden provocar diferentes respuestas cognitivas en comparación con las imágenes.
- Se pueden obtener conocimientos sobre los procesos de toma de decisiones a partir de estímulos del mundo real.
- El estudio destaca la importancia del contexto en la investigación cognitiva.
- Los hallazgos sugieren implicaciones potenciales para diversos dominios cognitivos.
Conclusiones
- Los objetos del mundo real proporcionan información valiosa sobre los mecanismos cognitivos.
- La investigación futura debería considerar el uso de objetos reales en los diseños experimentales.
- Este enfoque puede mejorar la comprensión de la percepción, la atención y la memoria.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
Comprender cómo los estímulos del mundo real influyen en la toma de decisiones proporciona información esencial para la validación de objetivos en neurociencia y farmacología conductual. Este método permite la reducción de riesgos mecanicistas al aislar variables perceptivas que afectan el procesamiento cognitivo, lo que respalda la confianza predictiva en las primeras etapas del descubrimiento. Al comparar las respuestas a objetos tangibles frente a imágenes, los investigadores pueden evaluar la relevancia traslacional de las entradas sensoriales en sistemas relacionados con enfermedades.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Valor científico: Investiga si las vías neuronales activadas por objetos reales difieren de aquellas activadas por imágenes, aclarando los mecanismos de participación del objetivo.
- Valor operativo: Permite la desactivación de riesgos biológicos mediante la comparación controlada de formatos de estímulos en paradigmas de toma de decisiones.
- Valor predictivo: Apoya la selección de carteras al identificar si la modulación del objetivo produce efectos consistentes en estímulos ecológicamente válidos y artificiales.
Desarrollo de Pruebas y Tamizajes
- Valor científico: Prepara sistemas biológicos validados para flujos de trabajo posteriores mediante el establecimiento de respuestas basales a estímulos reales frente a estímulos por imágenes.
- Valor operativo: Aborda la estandarización y reproducibilidad de ensayos mediante condiciones de visualización estrictamente controladas y luminancia equivalente entre diferentes formatos.
- Escalabilidad: Destaca la reutilización de la plataforma mediante diseños de ensayos intercalados que permiten transiciones rápidas entre condiciones reales e imágenes.
Investigación Traductiva y Preclínica
- Continuidad Translacional: Describe cómo la presentación de estímulos en condiciones reales conecta el descubrimiento con la validación preclínica mediante la evaluación de mecanismos visuales naturalistas.
- Alineación de Biomarcadores: Facilita el desarrollo de biomarcadores traslacionales cuando se vincula a resultados relacionados con la toma de decisiones, como la disposición a pagar o las calificaciones de preferencia.
- Avance Ajustado al Riesgo: Informa las decisiones de continuar o descartar al revelar si los efectos sobre el objetivo persisten bajo condiciones ecológicamente válidas.
Integración de la Canalización y Flujo de Trabajo
Este método se sitúa dentro del continuo de descubrimiento, desde la prueba de hipótesis en biología inicial hasta la preparación de ensayos en cribado, apoyando la identificación de compuestos activos mediante resultados conductuales cuantificables.
- Biología del Descubrimiento: Explica cómo el método apoya la comprobación de hipótesis mediante el aislamiento de la variable independiente del formato del estímulo (real frente a imagen), al tiempo que controla la apariencia visual.
- Selección: Describe la preparación del ensayo mediante resultados cuantitativos, como el comportamiento de postura y las calificaciones de preferencia, que permiten comparar compuestos o condiciones.
- Análisis: Destaca mediciones como la disposición a pagar y las correlaciones con la densidad calórica, que ayudan a los equipos a comparar respuestas inducidas por estímulos en distintas condiciones.
- Investigación Translacional: Relaciona el método con la continuidad preclínica al demostrar cómo los estímulos con objetos reales pueden modelar la visión naturalista en sistemas relevantes para enfermedades.
- Reutilización Empresarial: Presenta el método como una capacidad reutilizable para estudiar la percepción, la atención o la memoria más allá de la valoración alimentaria, reduciendo costos redundantes de configuración.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Confianza predictiva en la validación de objetivos mediante la reducción de la ambigüedad mecanicista entre estímulos artificiales y naturales.
- Valor operativo: Normalización, reproducibilidad y escalabilidad logradas mediante una plataforma giratoria, enmascaramiento de apertura y secuenciación intercalada de ensayos.
- Valor estratégico: Mejores decisiones de avance o interrupción, mayor eficiencia del capital y menor riesgo biológico en fases avanzadas al validar objetivos en condiciones ecológicamente válidas.
- Impacto en la cartera: Priorización y toma de decisiones de avance ajustadas al riesgo, basadas en si los efectos del objetivo se generalizan desde imágenes hasta objetos del mundo real.
Consideraciones de Implementación
- Conocimientos científicos especializados necesarios en diseño experimental, control de estímulos y paradigmas de pruebas conductuales.
- Requisitos de instrumentación e infraestructura analítica, incluyendo plato giratorio, diafragma ajustable, gafas de oclusión y sistemas de monitoreo sincronizados.
- Requisitos de estandarización entre equipos para la preparación de estímulos, igualación de luminancia y elaboración de guiones para ensayos en diferentes laboratorios.
- Consideraciones de adaptación entre sistemas modelo, como el tamaño variable de los objetos, la alcanzabilidad y la modalidad sensorial (por ejemplo, visión monoculare frente a binocular).
- Limitaciones prácticas, incluyendo la complejidad del montaje, la degradación del estímulo con el tiempo y las restricciones sobre el tamaño y peso de los objetos debido a la mecánica del plato giratorio.
