הבדלים מורגשים בלבד
1. ציוד
- לניסוי זה, השתמש בתוכנת יישום מחשב והתנסות כגון E-Prime, או בסביבת תכנות כגון MATLAB או PsychoPy.
2. גירויים ועיצוב ניסויים
- ניסוי זה יכלול ניסויים חוזרים ונשנים עם אותו עיצוב בסיסי. שני דיסקים יופיעו על המסך בו-זמנית, אחד בצד שמאל ואחד בצד ימין. אחד תמיד יהיה גדול יותר מאחר, והמשימה תהיה להשתמש בלחץ מפתח כדי לבחור את הגדול יותר. הפרטים הם כדלקמן:
- תכנת את הניסוי לצייר דיסק כחול ברדיוס של 10 px. הדיסק יופיע בכל ניסוי של הניסוי, מרוכז בתצוגה אנכית ומרוכז אופקית במחצית השמאלית או הימנית של הצג. שימוש בגירוי אחד המופיע ללא שינוי בכל ניסוי נקרא לעתים השיטה של גירוי מתמיד. זה רק מתייחס לעובדה שאחד משני הגירויים בכל משפט הוא תמיד זהה. הדיסק הכחול 10-px הוא אפוא הגירוי המתמיד.
- מול הגירוי הקבוע בכל ניסוי, הצג דיסק כחול אחר. דיסק זה נקרא גירוי ההשוואה. יהיה לו רדיוס בין 5 ל-9 ובין 11 ל-15 פיקס. זה 10 אפשרויות בסך הכל. בניסוי, כלול 10 ניסויים כל אחד עבור כל אחד מ -20 גירויי ההשוואה האפשריים. אז הניסוי יכלול 200 ניסויים.
- הצג את שני הגירויים על המסך עבור 200 אלפיות השנייה, ואחריו מסך שכתוב עליו רק 'איזה מהם היה גדול יותר L/R?' איור 1 סכמטי את רצף האירועים בכל ניסיון.
- תגובות מפתח 'L' יצביעו על כך שהאובייקט השמאלי היה גדול יותר, ותגובות מפתח 'R' יקבעו שהאובייקט הימני נתפס כגדול יותר.
- ודא כי התוכנית פלט את הנתונים החשובים הבאים לטבלה: מספר הניסיון, גודל גירוי ההשוואה, מיקום המסך של גירוי ההשוואה, התגובה הנכונה, ואת התגובה שניתנה על ידי המשתתף. איור 2 מציג דוגמה של טבלת נתונים כזו.
איור 1. תיאור סכמטי של ניסוי בחירה בכפייה יחיד בניסוי כדי למדוד את ההבדל המורגש (JND) לגודל המעגל. ראשית, מסך מוכן מנחה את המשתתפים כי ניסיון יתחיל. לאחר מכן, שני דיסקים כחולים מופיעים בתצוגה, זה לצד זה. הם נשארים נוכחים רק 200 ms, ובשלב זה התצוגה מבקשת את המשתתף לתגובה. מקש 'L' משמש לציון האובייקט משמאל, ואת מקש 'R' כדי לציין את האובייקט מימין.
איור 2. טבלת פלט לדוגמה מניסוי JND בבחירה כפויה. העמודות מדווחות על הנתונים הרלוונטיים מתוכנית הניסוי.
3. הפעלת הניסוי
- לגייס משתתף, וכשהיא מגיעה למעבדה תגיד לה שהיא תעשה ניסוי פשוט על תפיסת הצורה. אז יש לה הסכמה מדעת מלאה.
- הושיבו את המשתתף מול מחשב הבדיקה והסבירו את המשימה כדלקמן:
- כל ניסוי של הניסוי הזה יכלול את אותו רצף אירועים בסיסי. ראשית, תראה את המילה "מוכן?" על המסך. הקש על מקש הרווח כאשר תהיה מוכן להתחיל את גירסת הניסיון. בשלב זה, שני דיסקים כחולים יופיעו משני צדי המסך בקצרה רבה. כשהם ייעלמו, התצוגה תקרא "מה היה גדול יותר, אל.אר?" התפקיד שלך הוא לדווח איזה משני הדיסקים נראה לך גדול יותר, אחד בצד ימין או אחד בצד שמאל של המסך. יש 200 ניסויים בניסוי, אבל הם קצרים. כל הניסוי אמור לקחת פחות מחמש דקות. יש לך שאלות?
- לאחר שענית על שאלות, הפעל את תוכנית הניסוי, ותן למשתתף להתחיל. תשאיר אותה בחדר הבדיקות השקט עד שהניסוי יושלם.
4. ניתוח התוצאות
- כדי לנתח את התוצאות, הדבר הראשון שיש לעשות הוא לקבוע אילו תגובות היו נכונות ומי לא היו נכונות. הוסף עמודה לטבלת פלט הנתונים למטרות אלה. השווה את התגובה שניתנה ואת התגובה הנכונה, סימון העמודה הסופית עם 1 כאשר התגובה שניתנה הייתה נכונה ו- 0 כאשר היא לא הייתה.
- במהירות לחפש כדי לוודא כי הביצועים היו הגיוניים - כי המשתתף היה בדיוק מושלם או קרוב כאשר ההשוואה הייתה 5 ו 15 px, הבדלים גדולים מספיק לעומת 10 כי לא היו צריכים להתבצע שגיאות.
- כעת הוסף עמודה נוספת לטבלת הנתונים, הנקראת 'שיעור התגובות C'. בעמודה , שים לב אם ההשוואה או הקבוע נבחרו על-ידי המשתתף. אם נבחר אובייקט ההשוואה, סמן 1 בעמודה. אם הקבוע נבחר, סמן 0.
- כעת, עבור כל גודל השוואה, חשב את שבריר הזמן בו ההשוואה נבחרה כגדולה יותר על-ידי המשתתף. עבור גירויי השוואה של 5, המספר צריך להיות קרוב ל -0, ולגירוי השוואה של 15 זה צריך להיות קרוב ל -1.
- כדי להמחיש את התוצאות, גרף אותן באופן הבא: הפוך את התוויית הפיזור, עם גודל ההשוואה בציר ה- x ושיעור הפעמים שהוא נבחר בציר ה- y. זה ייראה משהו כמו זה באיור 3.
איור 3. תוצאות של ניסוי בחירה בכפייה כדי למצוא את JND לרדיוס מעגל. התווה הוא חלקו היחסי של הזמן כי גירוי ההשוואה נבחר כמו גדול יותר (על ידי המשתתף) כפונקציה של גודל גירוי ההשוואה. לגירוי הקבוע תמיד היה רדיוס של 10 px.
מקור: המעבדה של ג'ונתן פלומבאום – אוניברסיטת ג'ונס הופקינס
פסיכופיזיקה היא ענף של פסיכולוגיה ומדעי המוח המנסה להסביר כיצד כמויות פיזיות מתורגמות לפיטור עצבי וייצוגים נפשיים בסדר גודל. קבוצה אחת של שאלות בתחום זה נוגעת להבדלים בולטים (JND): כמה משהו צריך להשתנות כדי שהשינוי ייתפס? כדי לשאוב אינטואיציות על זה, לשקול את העובדה כי ילדים קטנים לגדול בקצב עצום, באופן יחסי, אבל אחד לעתים רחוקות מבחין צמיחה המתרחשת על בסיס יומי. עם זאת, כאשר הילד חוזר ממחנה שינה או כאשר סבא וסבתא רואים את הילד לאחר היעדרות ממושכת, רק כמה שבועות של גידול הוא יותר מורגש. זה יכול להיראות עצום! שינויים בגובה מורגשים רק לאחר היעדרות מכיוון שהשינויים הקטנים המתרחשים על בסיס יומיומי הם קטנים מכדי שניתן יהיה לראותם. אבל לאחר היעדרות, שינויים קטנים רבים מסתכמים. אז כמה צמיחה צריכה להתקיים כדי להיות מורגש? הסכום המינימלי הוא JND.
פסיכולוגים ומדעני מוח מודדים את JND בתחומים רבים. כמה בהיר יותר צריך לשים לב לאור? כמה חזק יותר צריך להיות צליל? לעתים קרובות הם משיגים את המדידות על ידי שימוש בפרדיגמה של בחירה כפויה. וידאו זה יתמקד בגודל, וידגים גישה סטנדרטית למדידת JND כאשר אזור הצורה משתנה.
1. ציוד
- לניסוי זה, השתמש בתוכנת יישום מחשב והתנסות כגון E-Prime, או בסביבת תכנות כגון MATLAB או PsychoPy.
2. גירויים ועיצוב ניסויים
- ניסוי זה יכלול ניסויים חוזרים ונשנים עם אותו עיצוב בסיסי. שני דיסקים יופיעו על המסך בו-זמנית, אחד בצד שמאל ואחד בצד ימין. אחד תמיד יהיה גדול יותר מאחר, והמשימה תהיה להשתמש בלחץ מפתח כדי לבחור את הגדול יותר. הפרטים הם כדלקמן:
- תכנת את הניסוי לצייר דיסק כחול ברדיוס של 10 px. הדיסק יופיע בכל ניסוי של הניסוי, מרוכז בתצוגה אנכית ומרוכז אופקית במחצית השמאלית או הימנית של הצג. שימוש בגירוי אחד המופיע ללא שינוי בכל ניסוי נקרא לעתים השיטה של גירוי מתמיד. זה רק מתייחס לעובדה שאחד משני הגירויים בכל משפט הוא תמיד זהה. הדיסק הכחול 10-px הוא אפוא הגירוי המתמיד.
- מול הגירוי הקבוע בכל ניסוי, הצג דיסק כחול אחר. דיסק זה נקרא גירוי ההשוואה. יהיה לו רדיוס בין 5 ל-9 ובין 11 ל-15 פיקס. זה 10 אפשרויות בסך הכל. בניסוי, כלול 10 ניסויים כל אחד עבור כל אחד מ -20 גירויי ההשוואה האפשריים. אז הניסוי יכלול 200 ניסויים.
- הצג את שני הגירויים על המסך עבור 200 אלפיות השנייה, ואחריו מסך שכתוב עליו רק 'איזה מהם היה גדול יותר L/R?' איור 1 סכמטי את רצף האירועים בכל ניסיון.
- תגובות מפתח 'L' יצביעו על כך שהאובייקט השמאלי היה גדול יותר, ותגובות מפתח 'R' יקבעו שהאובייקט הימני נתפס כגדול יותר.
- ודא כי התוכנית פלט את הנתונים החשובים הבאים לטבלה: מספר הניסיון, גודל גירוי ההשוואה, מיקום המסך של גירוי ההשוואה, התגובה הנכונה, ואת התגובה שניתנה על ידי המשתתף. איור 2 מציג דוגמה של טבלת נתונים כזו.
איור 1. תיאור סכמטי של ניסוי בחירה בכפייה יחיד בניסוי כדי למדוד את ההבדל המורגש (JND) לגודל המעגל. ראשית, מסך מוכן מנחה את המשתתפים כי ניסיון יתחיל. לאחר מכן, שני דיסקים כחולים מופיעים בתצוגה, זה לצד זה. הם נשארים נוכחים רק 200 ms, ובשלב זה התצוגה מבקשת את המשתתף לתגובה. מקש 'L' משמש לציון האובייקט משמאל, ואת מקש 'R' כדי לציין את האובייקט מימין.
איור 2. טבלת פלט לדוגמה מניסוי JND בבחירה כפויה. העמודות מדווחות על הנתונים הרלוונטיים מתוכנית הניסוי.
3. הפעלת הניסוי
- לגייס משתתף, וכשהיא מגיעה למעבדה תגיד לה שהיא תעשה ניסוי פשוט על תפיסת הצורה. אז יש לה הסכמה מדעת מלאה.
- הושיבו את המשתתף מול מחשב הבדיקה והסבירו את המשימה כדלקמן:
- כל ניסוי של הניסוי הזה יכלול את אותו רצף אירועים בסיסי. ראשית, תראה את המילה "מוכן?" על המסך. הקש על מקש הרווח כאשר תהיה מוכן להתחיל את גירסת הניסיון. בשלב זה, שני דיסקים כחולים יופיעו משני צדי המסך בקצרה רבה. כשהם ייעלמו, התצוגה תקרא "מה היה גדול יותר, אל.אר?" התפקיד שלך הוא לדווח איזה משני הדיסקים נראה לך גדול יותר, אחד בצד ימין או אחד בצד שמאל של המסך. יש 200 ניסויים בניסוי, אבל הם קצרים. כל הניסוי אמור לקחת פחות מחמש דקות. יש לך שאלות?
- לאחר שענית על שאלות, הפעל את תוכנית הניסוי, ותן למשתתף להתחיל. תשאיר אותה בחדר הבדיקות השקט עד שהניסוי יושלם.
4. ניתוח התוצאות
- כדי לנתח את התוצאות, הדבר הראשון שיש לעשות הוא לקבוע אילו תגובות היו נכונות ומי לא היו נכונות. הוסף עמודה לטבלת פלט הנתונים למטרות אלה. השווה את התגובה שניתנה ואת התגובה הנכונה, סימון העמודה הסופית עם 1 כאשר התגובה שניתנה הייתה נכונה ו- 0 כאשר היא לא הייתה.
- במהירות לחפש כדי לוודא כי הביצועים היו הגיוניים - כי המשתתף היה בדיוק מושלם או קרוב כאשר ההשוואה הייתה 5 ו 15 px, הבדלים גדולים מספיק לעומת 10 כי לא היו צריכים להתבצע שגיאות.
- כעת הוסף עמודה נוספת לטבלת הנתונים, הנקראת 'שיעור התגובות C'. בעמודה , שים לב אם ההשוואה או הקבוע נבחרו על-ידי המשתתף. אם נבחר אובייקט ההשוואה, סמן 1 בעמודה. אם הקבוע נבחר, סמן 0.
- כעת, עבור כל גודל השוואה, חשב את שבריר הזמן בו ההשוואה נבחרה כגדולה יותר על-ידי המשתתף. עבור גירויי השוואה של 5, המספר צריך להיות קרוב ל -0, ולגירוי השוואה של 15 זה צריך להיות קרוב ל -1.
- כדי להמחיש את התוצאות, גרף אותן באופן הבא: הפוך את התוויית הפיזור, עם גודל ההשוואה בציר ה- x ושיעור הפעמים שהוא נבחר בציר ה- y. זה ייראה משהו כמו זה באיור 3.
איור 3. תוצאות של ניסוי בחירה בכפייה כדי למצוא את JND לרדיוס מעגל. התווה הוא חלקו היחסי של הזמן כי גירוי ההשוואה נבחר כמו גדול יותר (על ידי המשתתף) כפונקציה של גודל גירוי ההשוואה. לגירוי הקבוע תמיד היה רדיוס של 10 px.
עד כמה בדיוק משהו צריך להשתנות כדי להבחין בהבדל?
חשבו למשל על ילדים צעירים שגדלים במהירות וגדלים על בסיס יומי. עם זאת, לעתים קרובות קשה להבחין בשינויים עדינים, במיוחד אם הם עדיין מתקשים להגיע לכדורסל.
לאורך תקופה ארוכה בהרבה, פרץ הצמיחה שלהם הופך להיות יותר ממורגש; למעשה, הסכום יכול להיראות עצום! שינויים אלה בגובה מורגשים רק לאחר הפסקה מכיוון שההבדלים הקטנים בין היומיום קטנים מכדי שניתן יהיה להבחין בהם.
הכמות המינימלית אך הנתפסת היא ההבדל המורגש זה עתה, אשר, למשל, הוא כמות הצמיחה הקטנה ביותר שנצפתה.
סרטון זה מדגים גישה סטנדרטית למדידת הבדל מורגש בגודל הצורה. לא רק שאנו דנים בשלבים הנדרשים לתכנון וביצוע ניסוי, אלא אנו גם מסבירים כיצד לנתח את הנתונים ולפרש את התוצאות המתארות עד כמה שינוי קטן באזור הכרחי כדי להיתפס.
בניסוי הזה מראים למשתתפים בקצרה שני עיגולים שונים שגודלם משתנה, והם נאלצים לבחור איזה מהם גדול יותר.
במהלך כל משפט, אחד תמיד מוצג עם אותו היקף, ואילו השני מגוון. גישה זו מכונה שיטת הגירוי המתמיד.
במקרה זה, הגירוי הקבוע נועד להיות בעל רדיוס של 10 פיקסלים וממוקם באופן אקראי בצד שמאל או ימין של המסך. לעומת זאת, למעגל השני, הנקרא גירוי השוואה, יהיה רדיוס המשתנה בין 5 ל-9 ובין 11 ל-15 פיקסלים.
בהינתן 10 האפשרויות הללו, גירוי ההשוואה מוצג 10 פעמים מכל צד, בסך הכל 200 ניסויים. המשתנה התלוי נרשם כאיזה גירוי נבחר להיות הגדול יותר.
המשתתפים צפויים לבחור נכון אם הם הבחינו בהבדל בגודל בין שני הגירויים. עם זאת, כאשר הצורות קרובות יותר בהיקף ומתחת להבדל המורגש זה עתה, הביצועים צפויים לרדת.
כדי להתחיל את הניסוי, ברכו את המשתתף במעבדה. כשהם יושבים בנוחות מול המחשב, הסבירו את הוראות המשימה: על המסך תהיה המילה "מוכן?" עד שהם ילחצו על מקש הרווח.
צפו בשני גירויים כחולים מופיעים והורו למשתתף לציין איזה גירוי הוא חושב שהוא גדול יותר על ידי לחיצה על מקש 'L' לתגובות בצד שמאל ו-'R' לתגובות בצד ימין. הזכירו להם שהם צריכים לנחש אם הם לא בטוחים איזה מהם גדול יותר.
לאחר שענית על כל שאלה שיש למשתתף, צא מהחדר. אפשר להם להשלים את כל 200 הניסויים במשך תקופה של 5 דקות. כשהם מסיימים, חזרו לחדר והודו להם על השתתפותם בניסוי.
כדי לנתח את הנתונים, אחזר תחילה את קובץ הפלט המתוכנת שתפס את התגובות של כל משתתף. הציצו במהירות בנתונים כדי לוודא שהביצועים היו הגיוניים - כלומר, כאשר הגדלים של גירויי ההשוואה היו 5 ו-15 פיקסלים, הדיוק היה כמעט מושלם.
לאחר מכן, הוסף עמודה לטבלת הפלט בשם 'דיוק' כדי לקבוע אם התשובות המוקלטות נכונות או לא. השווה את אלה שניתנו לתשובות הנכונות עבור כל הניסויים. השתמש במשפט ה-IF הבא כדי לרשום 1 כאשר התגובה שניתנה הייתה נכונה ו-0 כאשר היא הייתה שגויה.
כעת, הוסף עמודה נוספת לטבלה, שכותרתה 'פרופורציה של תגובות השוואה'. השווה את העמודה 'מיקום השוואה' עם 'תגובה' והשתמש במשפט IF חדש כדי לסמן '1' כאשר נבחר גירוי ההשוואה או '0' אם נבחר המעגל הקבוע.
כדי להמחיש את התוצאות, צור תרשים פיזור עם גודל ההשוואה על ציר ה-x ושיעור הפעמים שהוא נבחר כגדול יותר על ציר ה-y. נזכיר כי לגירוי הקבוע תמיד היה רדיוס של 10 פיקסלים, וזו הסיבה שגירויים עם רדיוס של 5 או 6 פיקסלים כמעט אף פעם לא נבחרו ואלה עם 14 או 15 נבחרו תמיד.
ברדיוס של 9 או 11 פיקסלים, ההשוואה הייתה קשה יותר והמשתתפים עשו טעויות לעתים קרובות. למעשה, הביצועים היו ברמת המקרה, מה שמרמז על כך שההבדלים לא נתפסו.
כדי לחשב את ההבדל הבולט זה עתה, קחו את גודל ההשוואה שנבחר ב-75% מהמקרים, במקרה זה רדיוס של 12, פחות גודל ההשוואה שנבחר ב-25% מהזמן, רדיוס של 8, וחלקו את התוצאה ב-2 לתשובה של 2 פיקסלים.
במילים אחרות, רדיוסי המעגלים צריכים להיות שונים ב-2 פיקסלים לפחות כדי שגודלם ייתפס במדויק.
עכשיו כשאתם מכירים את ההבדלים הבולטים בתפיסה של אובייקטים חזותיים? בואו נסתכל כיצד הפרדיגמה הזו משמשת במחקרים נוירופיזיולוגיים כדי לחקור כיצד המוח מגיב ובמצבים התנהגותיים אחרים, כמו למשל הבחנה בין רמות שומן במזון.
חוקרים חקרו כיצד נוירונים בודדים בקליפת המוח הראייתית מקודדים את התכונות הפיזיקליות של העולם, כמו עצמים? גדלים.
באמצעות טכניקות רישום אלקטרופיזיולוגיות המודדות דפוסי ירי בשילוב עם הצגת גירויים, החוקרים מצאו כי נוירונים הרגישים לגודל יגיבו לפעמים באותו אופן לעצמים שהם למעשה בגדלים שונים.
זו הסיבה לכך ש-JND בקושי מורגש: לפעמים, במוח, הגירויים הרלוונטיים באמת מייצרים השפעות שלא ניתן להבחין בהן.
בנוסף, חוקרים השתמשו במשימת הבדלים מורגשים כדי לאפיין ספים בודדים לזיהוי ריכוזי שומן במזון.
הם מצאו שאנשים עם מדד מסת גוף גבוה יותר דרשו הבדל גבוה יותר, או סף גבוה יותר, לפני שטעמו חומצות שומן בדגימות. תוצאות אלו עשויות להוביל לגישות חדשות להגבלת צריכת שומן עודפת.
זה עתה צפיתם בהקדמה של JoVE להבדלים הבולטים זה עתה. עכשיו אתה צריך להבין היטב כיצד לתכנן ולהפעיל את הניסוי, כמו גם כיצד לנתח ולהעריך את התוצאות.
תודה שצפית!
הגרף באיור 3 מציג את שיעור הזמן שבו נבחר גירוי ההשוואה כפונקציה בגודל הרדיוס שלו. זכור כי הגירוי הקבוע תמיד יש רדיוס 10 px בניסוי זה. זו הסיבה שעם רדיוס של 5 או 6 px ההשוואה כמעט אף פעם לא נבחרה, והיא כמעט תמיד נבחרה עם רדיוס אם 14 או 15 px. עם זאת, עם רדיוס של 9 או 11 px, ההשוואה קשה. המשתתפים לעתים קרובות לעשות טעויות. ה- JND מוגדר כדלקמן: גודל ההשוואה כאשר הוא נבחר כ -75% מהזמן פחות גודלו כאשר הוא נבחר 25% מהזמן, כולם מחולקים על ידי 2. כאן, המספרים האלה הם 12 ו-8, בהתא...
אחד היישומים העיקריים של גישת הגירוי הקבועה למדידת JND הגיע במדעי המוח, במיוחד במחקרים נוירופיזיולוגיים שהומצאו כדי לחקור כיצד ירי של נוירונים בודדים מקודד תכונות פיזיות על העולם. מחקרים אלה בדרך כלל מערבים קוף עם אלקטרודות מושתלות בקליפת המוח החזותית שלהם. האלקטרודות חודרות לתאים בודדים המגיבים לגירוי חזותי על ידי ירי או ספייק, כלומר, על ידי ביצוע אות חשמלי מהיר. במחקרים על שימוש בשיטות JND, חוקרים גילו כי נוירונים בודדים הם רועשים - הם מגיבים לגודל או בהירות או צבע של גירוי פחות או יותר באותו אופן בכל פעם, אבל עם שונות...
Chapters in this video
0:00
Overview
1:17
Stimulus and Experimental Design
2:36
Running the Experiment
3:29
Data Analysis and Representative Results
5:40
Applications
7:06
Summary
Videos from this collection: