Méthodes de présentation d'objets du monde réel dans des conditions de laboratoire contrôlées
21 juin 2019
Nous décrivons des méthodes pour présenter des objets du monde réel et apparions des images des mêmes objets dans des conditions expérimentales étroitement contrôlées. Les méthodes sont décrites dans le contexte d'une tâche de prise de décision, mais la même approche du monde réel peut être étendue à d'autres domaines cognitifs tels que la perception, l'attention et la mémoire.
Ici, nous décrivons les méthodes pour amener le monde réel dans le laboratoire. Comment préparer et présenter des objets réels et faire correspondre des images bidimensionnelles des mêmes éléments dans des conditions de visualisation étroitement contrôlées. La connaissance actuelle de la vision humaine est dérivée d’études qui se sont appuyées sur des stimuli sous forme d’images bidimensionnelles informatisées.
Cependant, il n’est pas clair si les images d’objets déclenchent des processus cognitifs et neuronaux sous-jacents similaires à ceux des objets solides du monde réel. Bien que le travail avec des objets réels dans un contexte expérimental présente de nombreux défis pratiques, l’approche donnera de nouvelles perspectives importantes sur les mécanismes qui sous-tendent la vision naturaliste. Ici, nous comparons les objets réels et la vision de l’image dans un contexte décisionnel.
Cependant, l’approche générale peut être étendue pour étudier d’autres processus cognitifs, tels que la perception, la mémoire ou l’attention. Commencez par créer une base circulaire en bois pour la plaque tournante qui est de deux mètres de diamètre et a un noyau central rond avec 20 fentes. Créez 20 séparateurs et faites glisser chaque diviseur dans le noyau central de la plaque tournante pour former 20 cellules.
Placez le noyau sur un cylindre rotatif, ce qui permet une rotation facile. Créez une cloison verticale entre la plaque tournante et le participant et placez-la à 26 centimètres de la plaque tournante, ce qui laisse place à un écran LCD derrière la cloison. Construisez une ouverture dans la cloison et assurez-vous que la largeur de l’ouverture est réglable de sorte que dans la configuration finale, le participant ne peut voir qu’un seul élément sur la platine à la fois.
Ensuite, placez une plate-forme coulissante et le moniteur participant entre la platine et la cloison pour permettre des transitions rapides entre les conditions du format d’affichage. Utilisez un petit bureau ou une étagère pour le moniteur de l’expérimentateur. Fixez un plateau clavier à la base de la platine pour la souris, directement sous l’ouverture de la cloison.
Ensuite, fixez un rideau entre les côtés de la platine et le mur pour empêcher le participant de voir les stimuli et l’expérimentateur pendant l’expérience. Après l’assemblage de la platine, achetez 60 grignotines populaires. Ouvrez l’emballage pour chaque aliment et placez l’emballage et une partie des aliments dans une assiette.
Ensuite, placez une assiette de nourriture sur la plaque tournante et préparez-vous à photographier le stimulus sur la plaque tournante de sorte que l’arrière-plan du stimulus dans l’image 2D corresponde à la contrepartie alimentaire réelle. Pour ce faire, placez la caméra sur un trépied à 50 centimètres du bord de la platine. Les objets réels et les images appariées doivent être à portée de main du participant.
Enfin, tout en maintenant la source d’éclairage dans la salle d’essai constante, photographiez les vrais aliments sur la platine à l’aide d’un appareil photo avec un f-stop constant et la vitesse d’obturation. Assortir le plus étroitement possible la luminosité globale, les motifs d’ombrage et les points saillants spéculaires entre les formats d’affichage. Commencez par créer un script à l’aide d’un logiciel expérimental qui entrelacera aléatoirement des essais réels et d’image.
Avoir la liste des scripts quels éléments réels placer sur la platine et dans quel ordre avant le début de l’expérience. Ensuite, placez les vrais objets sur la platine dans le bon ordre. Placez le moniteur dans l’ouverture et assurez-vous que tous les autres éléments et l’expérimentateur sont masqués du point de vue du participant.
Ensuite, placez le participant à environ 50 centimètres de la platine et jouez du bruit blanc dans la salle d’essai. Donnez au participant les lunettes d’occlusion à mettre et assurez-vous qu’ils sont dans l’état opaque fermé. Regardez le moniteur de l’expérimentateur pour voir quel type de condition sera l’essai à venir.
Lors des essais d’objets réels, rétractez le moniteur participant de l’ouverture de visualisation via la plate-forme coulissante afin que l’objet réel soit visible par le participant sur la platine. Faites une commande d’ordinateur via une presse bouton pour déclencher l’ouverture et la fermeture des verres, permettant à la vraie nourriture d’être visible sur la platine pendant trois secondes. Une fois que les lunettes se ferment, placez le moniteur participant devant l’ouverture et appuyez sur une clé pour ouvrir les lunettes pour permettre au participant de faire une réponse.
Que les lunettes se ferment automatiquement une fois que le participant entre sa réponse. Ensuite, vérifiez le moniteur de l’expérimentateur pour préparer le stimulus pour le prochain essai et appuyez sur une clé pour avancer au prochain essai. Pour les essais d’images 2D, placez le moniteur LCD dans l’ouverture de visualisation.
Laissez le moniteur dans l’ouverture de visualisation et appuyez sur une clé pour ouvrir les lunettes pour que le participant d’apporter une réponse. Assurez-vous que le prochain stimulus est prêt à être visionné, puis appuyez sur une clé pour passer au prochain essai. Enfin, une fois les tests terminés, remerciez le participant de sa participation à l’étude et demandez-lui s’il a des questions à ce sujet.
Les résultats indiquent une forte relation positive entre les offres monétaires et les cotes de préférence alimentaire avec des offres plus élevées pour les aliments qui ont été plus fortement appréciées. Fait important, il y avait un effet principal important du format d’affichage dans lequel les soumissions pour des aliments réels étaient plus grandes que pour les images d’aliments appariés. De même, il y avait une relation positive significative entre les soumissions et la densité calorique réelle, avec des offres plus élevées pour des aliments de densité calorique plus élevée.
Il n’y avait aucune interaction significative entre le format d’affichage efficace et la densité calorique. Il est important de faire correspondre au plus près l’apparence des objets et des images réels, ainsi que le moment des événements au cours de chaque essai. Les études futures pourraient évaluer l’impact de la stéréopsie en présentant des objets réels dans des conditions de visualisation monoculaire, ou examiner le mécanisme de l’effet en manipulant la portée du stimulus.
Par exemple, en utilisant des méthodes similaires, nous avons montré que les objets réels captent l’attention plus que les images 2D ou 3D appariées, mais seulement lorsque les objets réels sont à portée de main.
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Aperçu
Cet article décrit les méthodes pour présenter des objets du monde réel aux côtés de leurs images correspondantes dans un cadre expérimental contrôlé. L'accent est mis sur une tâche de prise de décision, avec des implications pour la compréhension de la perception, de l'attention et de la mémoire.
Composants clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neuroscience
- Psychologie cognitive
- Méthodes expérimentales
Contexte
- Les études traditionnelles utilisent souvent des images bidimensionnelles informatisées.
- Les processus cognitifs et neuronaux déclenchés par les images par rapport aux objets réels ne sont pas entièrement compris.
- Travailler avec des objets réels pose des défis pratiques dans les contextes expérimentaux.
- Des aperçus sur les mécanismes de vision naturaliste peuvent être obtenus grâce à cette approche.
Objectif de l'étude
- Comparer les effets des objets réels et des images sur la prise de décision.
- Explorer les processus cognitifs sous-jacents impliqués dans la vision naturaliste.
- Améliorer la compréhension de la vision humaine grâce à des stimuli du monde réel.
Méthodes utilisées
- Préparation des objets réels pour les contextes de laboratoire.
- Présentation d'images bidimensionnelles correspondantes dans des conditions contrôlées.
- Mise en œuvre d'une tâche de prise de décision pour évaluer les réponses cognitives.
- Comparaison des réponses aux objets réels par rapport aux images.
Résultats principaux
- Les objets réels peuvent susciter des réponses cognitives différentes par rapport aux images.
- Des aperçus sur les processus de prise de décision peuvent être dérivés des stimuli du monde réel.
- L'étude souligne l'importance du contexte dans la recherche cognitive.
- Les résultats suggèrent des implications potentielles pour divers domaines cognitifs.
Conclusions
- Les objets du monde réel fournissent des aperçus précieux sur les mécanismes cognitifs.
- Les recherches futures devraient envisager l'utilisation d'objets réels dans les conceptions expérimentales.
- Cette approche peut améliorer la compréhension de la perception, de l'attention et de la mémoire.
Questions fréquemment posées
Executive Industry Relevance
Understanding how real-world stimuli influence decision-making provides critical insights for target validation in neuroscience and behavioral pharmacology. This method enables mechanistic de-risking by isolating perceptual variables that affect cognitive processing, supporting predictive confidence in early discovery. By comparing responses to tangible objects versus images, researchers can assess translational relevance of sensory inputs in disease-relevant systems.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Interrogates whether neural pathways engaged by real objects differ from those activated by images, clarifying target engagement mechanisms.
- Operational Value: Enables biological de-risking through controlled comparison of stimulus formats in decision-making paradigms.
- Predictive Value: Supports portfolio triage by identifying whether target modulation yields consistent effects across ecologically valid and artificial stimuli.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares validated biological systems for downstream workflows by establishing baseline responses to real versus imaged stimuli.
- Operational Value: Addresses assay standardization and reproducibility through tightly controlled viewing conditions and matched luminance across formats.
- Scalability: Highlights platform reuse via interleaved trial designs that allow rapid transitions between real and image conditions.
Translational & Preclinical Research
- Translational Continuity: Describes how real-world stimulus presentation bridges discovery through preclinical validation by testing naturalistic vision mechanisms.
- Biomarker Alignment: Supports translational biomarker development when linked to decision-making outputs like willingness-to-pay or preference ratings.
- Risk-Adjusted Advancement: Informs go/no-go decisions by revealing whether target effects persist under ecologically valid conditions.
Pipeline & Workflow Integration
This method positions within the discovery continuum from hypothesis testing in early biology to assay readiness in screening, supporting lead identification through quantifiable behavioral outputs.
- Discovery Biology: Explains how the method supports hypothesis testing by isolating the independent variable of stimulus format (real vs. image) while controlling for visual appearance.
- Screening: Describes assay readiness through quantitative outputs such as bidding behavior and preference ratings that enable compound or condition comparison.
- Analytics: Highlights measurements like willingness-to-pay and caloric density correlations that help teams compare stimulus-driven responses across conditions.
- Translational Research: Connects the method to preclinical continuity by demonstrating how real-object stimuli can model naturalistic vision in disease-relevant systems.
- Enterprise Reuse: Frames the method as a reusable capability for studying perception, attention, or memory beyond food valuation, reducing redundant setup costs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence in target validation through reduction of mechanistic ambiguity between artificial and natural stimuli.
- Operational Value: Standardization, reproducibility, and scalability achieved via rotating turntable, aperture masking, and interleaved trial scripting.
- Strategic Value: Better go/no-go decisions, capital efficiency, and reduced late-stage biological risk by validating targets under ecologically valid conditions.
- Portfolio Impact: Risk-adjusted prioritization and advancement decisions based on whether target effects generalize from images to real-world objects.
Implementation Considerations
- Required scientific expertise in experimental design, stimulus control, and behavioral testing paradigms.
- Instrumentation and analytical infrastructure needs including rotating turntable, adjustable aperture, occlusion glasses, and synchronized monitoring systems.
- Cross-team standardization requirements for stimulus preparation, luminance matching, and trial scripting across laboratories.
- Adaptation considerations across model systems such as varying object size, reachability, and sensory modality (e.g., monocular vs. binocular viewing).
- Practical limitations including setup complexity, stimulus degradation over time, and constraints on object size and weight due to turntable mechanics.
