Name: measuring visual attention lapses
Uploaded: 2023-04-30T06:46:22.000Z
Duration: 8 min 52 s
Channel: JoVE

K12 Standards

new-york-state-science-learning-standards

New York State Science Learning Standards

High School

Physical Science

HS. Waves and Electromagnetic Radiation

HS-PS4-5.

The Attentional Blink

1. Attrezzatura
<ol><li>L'esperimento richiede un computer e un software di implementazione dell'esperimento come E-Prime o un ambiente di programmazione come MATLAB o PsychoPy.</li>
</ol>2. Progettazione di stimoli e esperimenti
<ol><li>Questo esperimento si basa su una procedura sperimentale generale chiamata Rapid Serial Visual Presentation, RSVP in breve.<ol>
<li>Le basi di RSVP coinvolgono prove sperimentali in cui una serie di immagini viene mostrata rapidamente, una dopo l'altra. Le immagini di solito rimangono in un display per meno di 200 ms, prima di essere sostituite da un'altra immagine, rendendo difficile l'elaborazione estesa delle immagini.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Inizia creando un programma RSVP di base. Impostalo per presentare flussi di grandi lettere minuscole nere (carattere Helvetica) al centro del display, ognuna della durata di soli 50 ms. Le lettere dovrebbero occupare circa 2,5 pollici verticalmente e 1,5 pollici orizzontalmente. Nella Figura 1 schematizza una sequenza RSVP.</li>
</ol><img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/10211/10211fig1.jpg"> Figura 1: Nozioni di base sulla presentazione visiva seriale rapida (RSVP). Una serie di immagini viene mostrata in rapida successione, in questo caso, lettere minuscole ciascuna rimanendo per soli 50 ms prima di essere sostituite dalla lettera successiva.
<ol start="3"><li>Ora, per rendere questo un programma lampeggiante attenzionale, fai come segue:<ol>
<li>Fai prove lunghe 30 immagini,ad esempio. ci saranno 30 caratteri visualizzati, ciascuno per 50 ms, rendendo ogni prova 1,5 s totale.</li>
		<li>28 dei caratteri di ogni prova sono lettere minuscole come appena descritto, ma due sono numeri.</li>
		<li>In ogni prova, seleziona in modo casuale i due numeri tra 1 e 9 da mostrare, ma assicurati anche che i due numeri in uno studio siano sempre diversi.</li>
		<li>Selezionare casualmente il luogo in cui il primo numero appare entro il limitedell'8 ° elemento presentato e del 20° elemento presentato. In altre parole, in ogni prova, posiziona un numero da qualche parte tral'8 ° e il20 ° posto RSVP.</li>
		<li>Il secondo numero appare ovunque tra immediatamente dopo la prima e sei posizioni dopo di esso. Poiché la posizione del secondo numero è definita rispetto al primo, queste sono chiamate posizioni di ritardo. Il secondo numero può avere una posizione di ritardo compresa tra 1 e 6. Infatti, nel corso dell'intero esperimento ci sarà un numero uguale di ciascuna delle posizioni di ritardo tra 1 e 6. Nella Figura 2 schematizza il concetto di posizione di ritardo.</li>
		<li>Programma l'esperimento per includere 180 prove totali, 30 ciascuna per ogni posizione di ritardo, 1-6.</li>
		<li>Alla fine di ogni prova, lo schermo dovrebbe leggere "Primo? Secondo?", come mostrato nella Figura 2, per spingere l'osservatore a riportare i numeri che ha visto durante il processo.</li>
		<li>Infine, imposta il programma per produrre un foglio di calcolo di output che riporti tutti i dati rilevanti. Ogni riga del file corrisponde al contenuto di una singola prova e deve includere le seguenti informazioni, come mostrato nella Figura 3:il numero di prova, la posizione del primo numero nel flusso RSVP, la posizione di ritardo del secondo numero, la vera identità del primo numero, la vera identità del secondo numero, la vera identità del secondo numero, e la pressione del tasto effettuata dal partecipante per identificare il primo numero, e lo stesso per il secondo.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/10211/10211fig2.jpg"> Figura 2: Metodi per il battito di ciglia attenzionale. Una schermata pronta è seguita da un flusso RSVP composto principalmente da lettere, 30 immagini in totale. Incorporati tra le lettere ci sono due numeri. Il primo numero appare ovunque tral'8 ° e il20 ° posto nel flusso. La posizione del secondo numero è chiamata ritardo e definita rispetto all'aspetto del primo numero in modo tale che dopo il primo immediatamente viene chiamato ritardo 1, il ritardo di posizione successivo 2 e così via. L'esperimento consiste in 30 prove a ciascuno dei ritardi 1-6. 
<img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/10211/10211fig3.jpg"> Figura 3: Organizzazione di una tabella di output dei dati per un esperimento di lampeggiamento attenzionale. Ogni riga corrisponde a una prova dell'esperimento. I parametri importanti da registrare sono la posizione del primo numero nel flusso (un valore compreso tra 8 e 20), il ritardo fino al secondo numero (un valore compreso tra 1 e 6), l'identità dei due numeri mostrati e le risposte fornite dal partecipante alla fine dello studio.
3. Esecuzione dell'esperimento
<ol><li>Per un esperimento completo, è ideale testare tra 10-20 partecipanti, ma il risultato di questo esperimento dovrebbe essere evidente nei dati della maggior parte dei singoli partecipanti.</li>
	<li>Per testare un partecipante, siediti davanti al monitor del computer in modo che lo schienale della sua sedia sia a circa 60 cm di distanza.</li>
	<li>Spiega loro le istruzioni come segue:<ol>
<li>"Questo esperimento è progettato per indagare la velocità dell'attenzione umana. Ogni prova sarà più o meno la stessa. Vedrai una schermata con la parola'Pronto?' su di esso. Lo schermo rimarrà tale finché non si preme la barra spaziatrice per avviare una prova. Una volta avviata una prova, vedrai una serie di lettere minuscole apparire rapidamente al centro dello schermo nel corso di 1,5 secondi. Due numeri appariranno incorporati tra le lettere. Appariranno in posizioni casuali e non necessariamente immediatamente l'uno dopo l'altro. Il tuo compito è prestare molta attenzione alla sequenza di lettere e cercare di riconoscere le due lettere che appaiono. Alla fine di una prova, ti verrà richiesto di inserire i numeri che ritieni siano apparsi e, nell'ordine in cui pensi di averli visti, il primo, seguito dal secondo. Ci saranno 180 prove in totale, quindi l'esperimento dovrebbe durare solo 5-10 minuti. È molto importante, tuttavia, che tu faccia del tuo meglio. Se non sei sicuro dell'identità di un numero in qualsiasi prova, indovina. Qualche domanda?"</li>
	</ol>
</li>
	<li>Dopo aver risposto a qualsiasi domanda, inizia l'esperimento per il partecipante, osservando come completano alcune prove nel caso in cui sorgano ulteriori domande. Quindi lasciare che il partecipante completi l'esperimento.</li>
</ol>4. Analisi dei risultati
<ol><li>La prima cosa da fare per analizzare i risultati è aggiungere due colonne al foglio di calcolo dei dati ora popolato, una colonna chiamata Accuratezza 1 e una chiamata Accuratezza 2, intesa a indicare se il partecipante ha identificato correttamente il numero in ogni posizione in quella prova. Confronta il numero effettivo che è apparso in ogni prova con la risposta data, riempiendo la colonna con un 1 per una risposta corretta e uno 0 per una risposta errata. La Figura 4 mostra come dovrebbe apparire la tabella a questo punto.</li>
</ol><img alt="Figure 4" src="/files/ftp_upload/10211/10211fig4.jpg"> Figura 4: Output di dati popolato per un esperimento di lampeggiamento attenzionale. Le colonne Accuratezza 1 e Accuratezza 2 riportano se la risposta inserita da un partecipante corrisponde alle identità effettive del numero presentato durante ogni prova. 1 indica una risposta corretta e 0 indica una risposta errata.
<ol start="2"><li>Ora calcola l'accuratezza complessiva della risposta per il partecipante per il primo numero. A tale scopo, calcolare la media dei numeri nella colonna Accuratezza 1 del foglio di calcolo. Questo dovrebbe essere molto alto, tra 0,90 e 1.</li>
	<li>Infine calcola l'accuratezza media della risposta per ciascuna delle sei posizioni di ritardo per il secondo numero.</li>
</ol>

Come molti altri compiti di laboratorio per lo studio dell'attenzione, il battito di ciglia attenzionale è diventato uno strumento comune negli studi sul danno cerebrale, così come negli studi che utilizzano tecniche di neuroimaging per indagare le aree cerebrali coinvolte nel controllo e nel coordinamento dell'attenzione.
Il paradigma del battito di ciglia attenzionale è stato anche usato per indagare il tipo di cose che possono catturare automaticamente l'attenzione, e anche come l'ansia e a...

l'attentional blink

Fonte: Laboratorio di Jonathan Flombaum—Johns Hopkins University
Affinché il riconoscimento di un determinato stimolo abbia luogo, l'attenzione visiva deve essere diretta verso tale stimolo. Per le prime parti del sistema visivo, gli oggetti non sono oggetti, sono raccolte di linee di caratteristiche visive, angoli, cambiamenti di trama, colore e luce. L'attenzione è la risorsa necessaria per l'elaborazione successiva al fine di riconoscere a cosa si aggiunge un determinato pacchetto di funzionalità. Questo rende l'attenzione un obiettivo centrale della ricerca. Una serie di domande particolarmente importante riguarda il modo in cui le persone sostengono l'attenzione, cioè la misura in cui possono mantenere continuamente un focus di attenzione da un momento all'altro. Ora è noto che un'attenzione sostenuta richiede un grande sforzo. Quando l'attenzione deve essere focalizzata molto rapidamente su qualcosa che si muove o cambia molto rapidamente, lo sforzo richiesto provoca un momentaneo calo dell'attenzione una volta che è disimpegnato. Questo tipo di calo di attenzione è chiamato battito di ciglia attenzionale. È come se il cervello lampeggiasse per un momento, spegnendo l'attenzione per riposare. Gli stimoli che appaiono durante un battito di ciglia attenzionale non saranno percepiti. 
Nel 1992, un gruppo di ricercatori ha ideato un paradigma per studiare il battito di ciglia attenzionale, e il paradigma è diventato noto con lo stesso nome. 1 Dimostra alcune delle sfide per mantenere l'attenzione focalizzata. Questo video dimostra come implementare il paradigma del battito di ciglia attenzionale al fine di studiare l'attenzione visiva sostenuta.

Precisione media della risposta del grafico per il primo numero, insieme alla precisione della risposta per il secondo numero in funzione della posizione di ritardo. La Figura 5 mostra un esempio.
<img alt="Figure 5" src="/files/ftp_upload/10211/10211fig5.jpg"> Figura 5: Risultati di un esperimento di lampeggiamento attenzionale. Come mostrato, i partecipanti sono generalment...

L'Attentional Blink

Source: Laboratory of Jonathan Flombaum&#8212;Johns Hopkins University
In order for recognition of a certain stimulus to take place, visual attention ...

L'elaborazione delle informazioni in un ambiente in rapida evoluzione è impegnativa e l'attenzione visiva è necessaria per il riconoscimento degli oggetti. Ad esempio, per riconoscere il modo in cui un gruppo di caratteristiche comprende un oggetto, come questo pallone da calcio, è necessaria un'attenzione visiva e sostenerla richiede uno sforzo considerevole. In situazioni dinamiche in cui gli oggetti si muovono rapidamente, come un pallone da calcio e i giocatori in campo durante una partita, lo sforzo attentivo coinvolto provoca un momentaneo calo di attenzione una volta che viene disimpegnato, come quando il quarterback è alla ricerca di un ricevitore. Questo intervallo è indicato come un battito di ciglia attentivo – come se il cervello sbattesse le palpebre per un momento, spegnendo l'attenzione per un riposo – in cui gli stimoli, come un avversario, non vengono percepiti. Basato sui metodi sperimentati da Raymond, Shapiro e Arnell nel 1992, questo video dimostra come implementare il fenomeno dell'Attentional Blink discutendo i passaggi necessari per progettare gli stimoli ed eseguire il paradigma, nonché come analizzare i dati e interpretare i risultati descrivendo l'accuratezza delle risposte attraverso gli studi con diversi livelli di coinvolgimento attentivo. In questo esperimento, una serie di immagini, come grandi lettere minuscole nere e numeri in carattere Helvetica, vengono presentate per 50 ms una dopo l'altra, una procedura sperimentale chiamata Rapid Serial Visual Presentation, RSVP in breve. Ogni versione di prova è programmata per visualizzare 30 caratteri in totale, per cui due delle immagini sono numeri diversi compresi tra 1 e 9. La prima è posizionata in modo casuale da qualche parte tra l'ottava e la ventesima posizione RSVP, mentre la seconda cifra è inserita in modo casuale in un punto immediatamente dopo il primo numero, a sei posizioni dopo di esso. Questa spaziatura è chiamata posizione di ritardo, che può variare da 1 a 6. Nel corso dell'esperimento, ci sono 180 prove, 30 in ciascuna delle 6 posizioni di ritardo. Dopo ogni prova, ai partecipanti viene chiesto di riportare i numeri, nell'ordine in cui sono apparsi, durante l'RSVP. La variabile dipendente viene registrata come il numero di risposte corrette tra le posizioni di ritardo. La logica alla base del paradigma è che il primo numero attirerà l'attenzione del partecipante, portando a un'accuratezza molto elevata nel nominare i primi. Tuttavia, a seconda della posizione di ritardo, si prevede che le prestazioni varino quando si riporta il secondo numero. Se appare subito dopo il primo, le prestazioni dovrebbero essere ancora molto elevate, un concetto chiamato lag 1 sparing. L'accuratezza dovrebbe essere influenzata in modo più drammatico quando il secondo numero si trova nella seconda e terza posizione di ritardo – a causa del fenomeno del battito di ciglia attentivo – e la precisione sarà meno influenzata nelle posizioni di ritardo successive, quelle che si verificano dopo la breve finestra di battito attentivo. Prima dell'esperimento, impostare il programma per generare un foglio di calcolo di output che riporti tutti i dati rilevanti per l'analisi successiva, incluso il numero di prova, la posizione della prima cifra nel flusso RSVP e il ritardo, la vera identità del primo e del secondo numero e le risposte fornite. Per iniziare, saluta il partecipante in laboratorio e guidalo nella sala sperimentale. Falli sedere comodamente davanti al computer, con lo schienale della sedia a circa 60 cm di distanza. Ora, spiega le istruzioni dell'attività: lo schermo visualizzerà la parola "Pronto?" fino a quando non viene premuta la barra spaziatrice, dopodiché apparirà immediatamente e rapidamente una serie di lettere e numeri. Chiedi al partecipante di indicare quali numeri ha visto premendo i tasti corrispondenti nello stesso ordine in cui li ha visti. Ricorda loro che se non sono sicuri di quali numeri hanno visto, basta indovinare. Dopo aver risposto a tutte le domande, lascia la stanza e permetti loro di completare le 30 prove in tutte le posizioni di ritardo, per un totale di 180. Quando hanno finito, ringraziali per aver preso parte all'esperimento. Per iniziare l'analisi dei dati, apri il foglio di calcolo con l'output dei dati dell'esperimento. Aggiungi due colonne, denominate "Precisione 1" e "Precisione 2", per indicare se il partecipante ha identificato correttamente il numero in ciascuna posizione. Per ogni prova, nella colonna denominata "Precisione 1", indicare se il primo numero è stato identificato correttamente inserendo un 1 o in modo errato assegnando uno 0. Duplicalo per la colonna con l'etichetta "Precisione 2". Il prossimo grafico è l'accuratezza media di tutti gli studi per il primo, insieme alle medie per i secondi numeri, riportati? Precisione 2' per posizioni di ritardo. Hai notato che la risposta per il primo numero?' La precisione 1' era molto alta, il che dimostra che anche se il numero appare molto brevemente, in una posizione imprevedibile e incorporato tra le lettere, l'attenzione focalizzata può supportare l'elaborazione e il riconoscimento dettagliati. Come previsto, quando il secondo numero seguiva immediatamente il primo, la precisione rimaneva alta a causa del ritardo di 1. Pertanto, l'attenzione focalizzata innescata dal primo numero rimane impegnata, consentendo la cattura del secondo numero. Tuttavia, per le posizioni di ritardo 2 e 3, i valori medi di precisione sono diminuiti drasticamente, riflettendo il fenomeno dell'ammiccamento attentivo. Cioè, dopo aver elaborato il primo numero, l'attenzione viene temporaneamente disimpegnata, riducendo così l'elaborazione e il riconoscimento. Tuttavia, il battito di ciglia attentivo non è durato a lungo, come dimostrato dalle prestazioni migliorate per le posizioni di ritardo 4, 5 e 6. Ora che hai familiarità con il fenomeno, diamo un'occhiata a come il paradigma viene utilizzato per indagare i limiti di base dell'attenzione visiva in modo più dettagliato, compresi i tipi di cose che possono catturarla automaticamente e persino come l'ansia e altri problemi di salute mentale possono deviarla. In un compito RSVP simile che utilizza fotografie, ai partecipanti è stato chiesto di identificare un'immagine target, una che è stata ruotata in una posizione insolita. Ad esempio, è stata inclusa una stanza capovolta come obiettivo e i partecipanti hanno riferito se si trattava di una scena interna o esterna. In alcune prove, i ricercatori hanno aggiunto l'immagine di un ragno al flusso in una posizione precedente al bersaglio. Hanno ipotizzato che questo potrebbe catturare automaticamente l'attenzione a causa della paura che induce. In questo caso, hanno ragionato che dovrebbe produrre un battito di ciglia attenzionale, portando il bersaglio ruotato a mancare. In effetti, i partecipanti hanno risposto in modo impreciso quando un ragno ha preceduto il bersaglio, dimostrando che gli oggetti che inducono paura possono catturare automaticamente l'attenzione e produrre battiti di ciglia. I ricercatori hanno anche usato lo stesso paradigma per studiare le differenze tra le persone con fobie gravi e quelle con una tipica antipatia per i ragni. In questo caso, il compito viene invertito: la stanza ruotata viene mostrata in anticipo, presentando il ragno nella posizione di ritardo 2. Per la maggior parte dei partecipanti, quindi, la percezione del ragno è bloccata dal battito di ciglia attentivo. È interessante notare che gli individui con aracnofobia grave non hanno mostrato un battito di ciglia attentivo, poiché hanno riferito di aver visto il ragno, suggerendo che a volte gli stimoli emotivi hanno un'attrazione molto forte sull'attenzione, quando altrimenti sarebbe disimpegnata. Hai appena visto l'introduzione di JoVE al battito di ciglia attentivo. Ora dovresti avere una buona comprensione di come progettare ed eseguire un'attività di coinvolgimento dell'attenzione, nonché analizzare e valutare i risultati. Grazie per l'attenzione!

Education

Didattica

JoVE Science Education

Psychology

Psicologia

Sensation and Perception

Sensazione e Percezione

measuring visual attention lapses

Visual attention is needed to recognize a stimulus. Early in vision, objects are not seen as whole objects. They are processed as features such as lines, corners, texture changes, color, and light. Attention helps later processing combine those features into something the brain can identify.

This makes attention a major topic in vision research. A key question is how people sustain attention over time. Sustained attention means keeping focus from moment to moment. It takes effort, especially when attention must shift very quickly to something that is moving or changing rapidly.

That effort can cause a brief lapse after attention is disengaged. This lapse is called an attentional blink. During that short pause, stimuli that appear are not perceived. Researchers use the attentional blink paradigm, named for this effect, to study how well people maintain focused visual attention.

The paradigm was first devised in 1992. It shows some of the challenges of keeping attention steady under fast-changing conditions. The method in this video demonstrates how to implement the attentional blink paradigm for studying sustained visual attention.

Measuring Visual Attention Lapses

color afterimages

Color Opponency and Afterimages

Color afterimages show how the brain uses opponent color signals to process vision. Human color vision can separate millions of hues, even though it depends on fairly simple hardware. A key part of that ability comes from an opponent system in the brain. In an opponent system, the presence of one kind of color signal is treated as evidence for the absence of another. The absence of one signal can also count as evidence for the other. For example, some brain cells respond when blue is present...

finding your blind spot and perceptual filling-in

finding-your-blind-spot-and-perceptual-filling-in

How the Brain Fills In the Blind Spot

The blind spot is a gap in vision created by the retina and optic nerve. The retina contains light-sensitive cells that detect light and send signals to the brain through the optic nerve, a bundle of neural fibers. In each retina, there is one area in the periphery where these outputs collect and the optic nerve exits. That spot has no photosensitivity, so light that lands there does not create a signal. This means humans have a blind spot, or a place in the visual field where incoming stimuli...

perspectives on sensation and perception

Sensory Illusions in Perception

Sensation and perception explain how the brain turns sensory signals into what we see, hear, feel, and taste. Sensation is the process of transducing signals from sensory organs, such as the eyes. Perception is how the brain interprets those messages. This field has a long history that reaches back to the 19th century. During that time, scientists made major progress in understanding the properties of light and how they connect to the visual system. Those findings helped shape modern ideas...

motion-induced blindness

Visual Awareness Through Motion Illusion

Visual awareness and motion-induced blindness show how the brain shapes what people see. In visual perception and sensation, what appears in the world is not a direct copy of physical reality. People may miss real objects, see things that are not there, or see them in a distorted way. Scientists use the word awareness to mean what people actually perceive. To study awareness, vision researchers often rely on illusions and misperceptions. These cases help reveal how the brain builds experience...

the rubber hand illusion

Body Mapping and the Rubber Hand Illusion

The Rubber Hand Illusion shows how the brain builds a map of the body in space. This body map helps people reach for objects, walk without hitting obstacles, and sit down without missing a chair. It depends on proprioception, which is the brain's sense of where the limbs are based on control and feedback signals. The brain does not rely on proprioception alone. It also uses vision, touch, and even sound to represent body parts in space. The classic illusion, first described by Botvinick and...

the ames room

How the Ames Room Warps Depth

The Ames Room is a visual illusion that changes how people judge depth and size. It is built to show how the brain uses assumptions to recover three-dimensional space from a two-dimensional image on the retina. The retina is the light-sensitive tissue inside the human eye. Light from objects in the world reflects onto the retina and creates patterns of stimulation. Objects that are side-by-side in the world usually create side-by-side stimulations on the retina. Distance is harder to recover,...

inattentional blindness

Visual Attention and Missed Objects

Visual attention helps determine which parts of the visual world the brain processes and how well it processes them. Because attention is limited, people cannot take in everything at once, even when an object is right in front of them. Researchers began showing this effect in the 1960s. Ulrich Neisser demonstrated that people can miss visible objects when their attention is distracted. Later, in the 1980s and 1990s, Arien Mack and Irvin Rock built on that work and developed a simple way to...

spatial cueing

Measuring Visual Attention with Cues

Visual attention is the limited ability to focus on some information while ignoring other stimuli in the environment. It is studied in many senses, including vision, hearing, touch, taste, and smell. Researchers most often examine it in vision because it is easy to test with controlled displays. A common method is the spatial cueing paradigm. In this task, a cue appears to guide attention toward one location, and researchers measure what happens when attention is focused there instead of...

the attentional blink

Visual attention is needed to recognize a stimulus. Early in vision, objects are not seen as whole objects. They are processed as features such as lines, corners, texture changes, color, and light. Attention helps later processing combine those features into something the brain can identify. This makes attention a major topic in vision research. A key question is how people sustain attention over time. Sustained attention means keeping focus from moment to moment. It takes effort, especially...

crowding

Peripheral Vision and Letter Crowding

Peripheral vision and letter crowding are shown in this high school science video. The lesson connects how the eye samples light with why objects are harder to recognize at the edge of vision. Human vision depends on light-sensitive neurons in the back of the eye called the retina. These neurons are rods and cones, named for their shapes. They are not spread evenly across the retina. The center region, called the macula, has a dense pack of cones. Cones are especially concentrated in the...

the inverted-face effect

Face Recognition and Upside-Down Faces

Face recognition is a specialized part of human perception. It often feels effortless, but it actually depends on complex and intensive processing. The brain uses dedicated networks to detect faces and tell them apart.

the mcgurk effect

How Lip Reading Shapes Speech Perception

Speech perception depends on both hearing and vision. In many face-to-face conversations, the mouth gives strong visual clues about what a person is saying. Those clues can help the brain sort out speech sounds that are hard to hear clearly. This reliance on visual input is one reason spoken language is easier to understand when the speaker’s face is visible and close up. The mouth can sometimes provide better information than the sound alone. When the brain combines what it sees with what it...

just-noticeable differences

Measuring Size Changes with JND

Psychophysics studies how physical changes become neural signals and mental ideas about magnitude. A key idea in this field is the just-noticeable difference, or JND. A JND is the smallest change people can perceive. Size is a clear way to study JND. Small changes in a child’s height may go unnoticed from day to day. After a longer absence, such as a return from sleep-away camp or a visit after many weeks, those same small changes can seem obvious because they have added up. Researchers...

the staircase procedure for finding a perceptual threshold

the-staircase-procedure-for-finding-a-perceptual-threshold

Measuring Auditory Thresholds with Staircase Testing

Psychophysics studies how the physical strength of a stimulus relates to what people actually perceive. It focuses on perceptual thresholds, which are the smallest amounts of stimulation a person can sense. Examples include the brightness needed to see a light, the pressure needed to feel touch, and the softness of a sound that can still be heard. The staircase procedure is an efficient method for finding a perceptual threshold. Here, the stimulus is adjusted step by step based on a person’s...

object substitution masking

Visual Masking with Object Substitution

Visual masking describes cases where one image is presented, but an observer does not perceive it because a second image appears. In vision science, this kind of interference helps researchers study how the brain selects and stores visual information. Object substitution masking is a surprising form of visual masking. It became an important topic in vision research after it was discovered relatively recently, around 1997, by Enns and Di Lollo. The effect has been studied because it shows that...

sensation and perception

Questa collezione approfondisce diverse  procedure per studiare come il cervello elabora il nostro complesso mondo sensoriale e come risolve i problemi che affrontano la consapevolezza cosciente e la percezione visiva, tattile e uditiva.

Explore how the attentional blink reveals brief lapses in visual attention and how researchers use the paradigm to study sustained attention in fast-changing scenes.

Measuring Visual Attention Lapses | JoVE K12

Life Science

Structure and Function

HS-LS1-2.

Jonathan Flombaum

Overview

Stimulus and Experimental Design

Running the Experiment

Data Analysis and Representative Results

Applications

Summary

Travelling Waves

A wave is a disturbance that propagates from its source, repeating itself periodically, and is typically associated with simple harmonic motion. ...

Wave Parameters

The simplest mechanical waves are associated with simple harmonic motion and repeat themselves for several cycles. These simple harmonic waves can be ...

Equations of Wave Motion

Mathematically, the motion of a wave can be studied using a wavefunction. Consider a string oscillating up and down in simple harmonic motion, having a ...

Graphing the Wave Function

Consider the wave equation for a sinusoidal wave moving in the positive x-direction. The wave equation is a function of both position and time. From the ...

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Velocity and Acceleration of a Wave

A wave propagates through a medium with a constant speed, known as a wave velocity. It is different from the speed of the particles of the medium, which ...

Speed of a Transverse Wave

The speed of a wave depends on the characteristics of the medium. For example, in the case of a guitar, the strings vibrate to produce the sound. The ...

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problem-solving-tuning-of-a-guitar-string

Problem-Solving: Tuning of a Guitar String

In the case of stringed instruments like the guitar, the elastic property that determines the speed of the sound produced is its linear mass density or ...

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Kinetic and Potential Energy of a Wave

All forms of waves carry energy; this is directly visualized in nature. For instance, the waves of earthquakes are so intense that they can shake huge ...

Energy and Power of a Wave

The total energy associated with a wavelength is the sum of the potential energy and the kinetic energy. The average rate of energy transfer associated ...

Interference and Superposition of Waves

When two waves of the same nature occur in the same region simultaneously, they result in interference. Interference of waves implies that the net effect ...

Reflection of Waves

When a wave travels from one medium to another, it gets reflected at the boundary of the second medium. A common example of this is when a person yells at ...

Propagation of Waves

When a wave propagates from one medium to another, part of it may get reflected in the first medium, and part of it may get transmitted to the second ...

Standing Waves

Sometimes waves do not seem to move; rather, they just vibrate in place. Unmoving waves can be seen on the surface of a glass of milk kept in a ...

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Modes of Standing Waves - I

A close look at earthquakes provides evidence for the conditions appropriate for resonance, standing waves, and constructive and destructive interference. ...

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Modes of Standing Waves: II

The starting point for expressing the modes of standing waves is understanding the boundary conditions that the waves must follow. The boundary conditions ...

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Sound Waves

Sound waves can be thought of as fluctuations in the pressure of a medium through which they propagate. Since the pressure also makes the medium&#39;s ...

Sound as Pressure Waves

Sound waves, which are longitudinal waves, can be modeled as the displacement amplitude varying as a function of the spatial and temporal coordinates. As ...

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Perception of Sound Waves

The human ear is not equally sensitive to all frequencies in the audible range. It may perceive sound waves with the same pressure but different ...

Speed of Sound in Solids and Liquids

Most solids and liquids are incompressible&#8212;their densities remain constant throughout. In the presence of an external force, the molecules tend to ...

Speed of Sound in Gases

The speed of sound in a gaseous medium depends on various factors. Since gases constitute molecules that are free to move, they are highly compressible. ...

Shock Waves

While deriving the Doppler formula for the observed frequency of a sound wave, it is assumed that the speed of sound in the medium is greater than the ...

Echo

The human ear cannot distinguish between two sources of sound if they happen to reach within a specific time interval, typically 0.1 seconds apart. More ...

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Use mathematical representations to support a claim regarding relationships among the period, frequency, wavelength, and speed of waves traveling and transferring energy (amplitude, frequency) in various media.

HS-PS4-1.

Using GIS to Investigate Urban Forestry

Source: Laboratories of Margaret Workman and Kimberly Frye - Depaul University
Urban forests broadly include urban parks, street trees, landscaped ...

Evaluate questions about the advantages of using a digital transmission and storage of information.

HS-PS4-2.

concept-of-resonance-and-its-characteristics

Concept of Resonance and its Characteristics

If a driven oscillator needs to resonate at a specific frequency, then very light damping is required. An example of light damping includes playing piano ...

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Sound Waves: Resonance

Resonance is produced depending on the boundary conditions imposed on a wave. Resonance can be produced in a string under tension with symmetrical ...

Sound Waves: Interference

Sound waves can be modeled either as longitudinal waves, wherein the molecules of the medium oscillate around an equilibrium position, or as pressure ...

Interference: Path Lengths

Consider two sources of sound, that may or may not be in phase, emitting waves at a single frequency, and consider the frequencies to be the same.
Two ...

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The Wave Nature of Light

The nature of light has been a subject of inquiry since antiquity. In the seventeenth century, Isaac Newton performed experiments with lenses and prisms ...

The Electromagnetic Spectrum

The electromagnetic spectrum consists of all the types of electromagnetic radiation arranged according to their frequency and wavelength. Each of the ...

The Quantum-Mechanical Model of an Atom

Shortly after de Broglie published his ideas that the electron in a hydrogen atom could be better thought of as being a circular standing wave instead of ...

Quantum Numbers

It is said that the energy of an electron in an atom is quantized; that is, it can be equal only to certain specific values and can jump from one energy ...

Interference and Diffraction

Source: Yong P. Chen, PhD, Department of Physics &#38; Astronomy, College of Science, Purdue University, West Lafayette, IN
Interference and diffraction ...

Photoelectric Effect

Source: Yong P. Chen, PhD, Department of Physics &#38;&#38; Astronomy, College of Science, Purdue University, West Lafayette, IN
Photoelectric effect ...

Reflection and Refraction

Source: Derek Wilson,&#160;Asantha Cooray, PhD, Department of Physics &#38; Astronomy, School of Physical Sciences, University of California, Irvine, CA
...

Evaluate the claims, evidence, and reasoning behind the idea that electromagnetic radiation can be described either by a wave model or a particle model (quantum theory), and that for some situations one model is more useful than the other.

HS-PS4-3.

Electric Charge in a Magnetic Field

Source: Andrew Duffy, PhD, Department of Physics, Boston University, Boston, MA
This experiment duplicates J.J. Thomson's famous experiment at the end of ...

Electromagnetic Fields

Electric fields generated by static charges, often referred to as electrostatic fields, are characteristically different from electric fields created by ...

Electromagnetic Waves

James Clerk Maxwell formulated a single theory combining all the electric and magnetic effects scientists knew during that time, calling the phenomena his ...

Electromagnetic waves are categorized according to their wavelengths and frequencies, giving the electromagnetic spectrum. These waves are classified as ...

Plane Electromagnetic Waves I

The existence of combined electric and magnetic fields that propagate through space as electromagnetic (EM) waves is the most significant prediction of ...

Plane Electromagnetic Waves II

Consider a plane wavefront traveling in position x-direction with a constant speed. This wavefront can be utilized to obtain the relationship between ...

propagation-speed-of-electromagnetic-waves

Propagation Speed of Electromagnetic Waves

Electromagnetic waves are consistent with Ampere&#39;s law. Assuming there is no conduction current Ampere&#39;s law is given as:


Consider a plane ...

Electromagnetic Waves in Matter

Electromagnetic waves can travel in the vacuum as well as in matter. For example light, which is an electromagnetic wave, can travel through air, water, ...

Energy Carried By Electromagnetic Waves

Anyone who has used a microwave oven knows there is energy in electromagnetic waves. Sometimes, this energy is obvious, such as in the summer sun&#39;s ...

Intensity Of Electromagnetic Waves

The energy transport per unit area per unit time, or the Poynting vector, gives the energy flux of an electromagnetic wave at any specific time. For a ...

Momentum And Radiation Pressure

An object absorbing an electromagnetic wave would experience a force in the direction of propagation of the wave. This force occurs because ...

Cardiac Magnetic Resonance Imaging

Source: Frederick W. Damen and Craig J. Goergen, Weldon School of Biomedical Engineering, Purdue University, West Lafayette, Indiana
In this video, high ...

an-introduction-to-drosophila-melanogaster

An Introduction to Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster, also known as the fruit fly, is a powerful model organism widely used in biological research that has made significant ...

an-introduction-to-the-zebrafish-danio-rerio

An Introduction to the Zebrafish: Danio rerio

Zebrafish (Danio rerio) are small freshwater fish that are used as model organisms for biomedical research. The many strengths of these fish include their ...

Evaluate the validity and reliability of claims in published materials of the effects that different frequencies of electromagnetic radiation have when absorbed by matter.

HS-PS4-4.

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