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Research Article
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Psicofisica è essenziale per lo studio di fenomeni di percezione attraverso informazioni sensoriali. Qui presentiamo un protocollo per eseguire un'attività di forzato-scelta di due-intervallo per come è implementato in una precedente relazione sulla psicofisica umana dove i partecipanti stima la durata degli intervalli di visiva, uditivi o audiovisive di aperiodici treni di impulsi.
Forniamo una procedura per un esperimento di psicofisica in esseri umani basato su un paradigma descritto in precedenza per la caratterizzazione percettiva durata degli intervalli all'interno della gamma di millisecondi dei treni aperiodici visivi, acustici e audiovisivi di sei impulsi. In questa attività, ognuna delle prove consiste di due divisioni consecutive intramodale dove i partecipanti premere il tasto freccia verso l'alto per segnalare che il secondo stimolo è durato più a lungo il riferimento o il tasto freccia verso il basso per indicare il contrario. L'analisi del comportamento sfocia in funzioni psicometriche della probabilità di stima lo stimolo di confronto per essere più il riferimento, in funzione degli intervalli di confronto. In conclusione, abbiamo anticipato un modo di implementare software di programmazione standard per creare stimoli visivi, acustici e audiovisivi e per generare un'attività di due-intervallo forzato-scelta (2IFC) fornendo stimoli attraverso le cuffie rumore di blocco e un monitor del computer.
Lo scopo del presente protocollo è di trasmettere una procedura per un esperimento standard su psicofisica. Psicofisica è lo studio dei fenomeni di percezione attraverso la misura delle risposte comportamentali, indotte da input sensoriali1,2,3. Di solito, psicofisica umana è uno strumento economico ed essenziale per implementare in esperimenti neurofisiologici o imaging4. Tuttavia, non è mai facile selezionare il metodo psico-fisico più appropriato fra i tanti che esistono, e la scelta dipende un po ' di esperienza e preferenza. Tuttavia, invitiamo i principianti a rivedere le metodologie disponibili accuratamente al fine di conoscere i criteri di selezione5,6,7. Qui, forniamo una procedura per eseguire un'operazione di 2IFC, che molti ricercatori utilizzano frequentemente per studiare processi percettivi come lavoro memoria8, decisione che fa9,10o tempo percezione11 , 12 , 13.
Per guidare i lettori lungo il metodo, ricreiamo un rapporto sulla duratadell ' percettive visive (V), uditive (A) e audiovisivi (AV) intervalli di aperiodici sequenze di impulsi. Ci riferiremo a questo compito come un intervallo aperiodico discriminazione (AID) attività13. Quando si tenta di descrivere questo paradigma in gergo psicofisica, sarebbe un compito di discriminazione di classe A, tipo 1, basati sulle prestazioni, criterio-dipendente che utilizza un metodo non adattivo delle costanti e un modello di tangente iperbolica (tanh) per calcolare una soglia differenziale. Anche quando tali suoni di una caratterizzazione un po' impigliato, lo useremo per introdurre il lettore ad alcuni aspetti generali della psicofisica, sperando di fornire criteri di decisione per nuove sperimentazioni e forse anche la possibilità di sartoria l'attuale protocollo di altre esigenze.
Qualsiasi esperimento psico-fisico, ad esempio un'attività di 2IFC, è necessario implementare stimoli, un'attività, un metodo, un'analisi e una misura6. L'obiettivo è quello di ottenere la funzione psicometrica che meglio rappresenta il rendimento misurato14. Un'attività di 2IFC consiste di presentare ai partecipanti, che sono ingenui allo scopo dell'esperimento, prove di due stimoli sequenziali. Dopo aver confrontato gli stimoli, riportano il risultato selezionando uno e solo uno, fuori due possibili risposte che meglio si adatta alle loro percezione.
Con stimoli, ci riferiamo a considerazioni tecniche sulla modalità sensoriale sotto studio. Un esperimento di classe A è costituito dal confronto degli stimoli della stessa modalità all'interno di un processo, mentre la classe B esperimenti includono confronti tra cross-modale. Altre considerazioni essenziali su stimoli includono la loro realizzazione, come i modi tecnici di stimoli modulanti in un intervallo desiderato. Ad esempio, se vogliamo trovare la differenza appena evidente (JND) tra due frequenze di sbattimento di vibrazione sulla pelle15, abbiamo bisogno di uno stimolatore di precisione per generare frequenze entro i confini dello sbattimento (cioè, 4-40 Hz). In altre parole, il campo di funzionamento dinamico degli elementi tecnici dipendono lo spettro dinamico di ogni modalità sensoriale.
Selezionare un'attività è il fenomeno percettivo in fase di studio. Per esempio, di trovare se due stimoli sono che lo stesso, o equivalente, può contare su meccanismi cerebrali differenti rispetto a quelli risoluzione se uno stimolo è superiore o inferiore a un riferimento16 (come il paradigma di aiuto). Intrinsecamente, selezione di stimoli definisce il tipo di risposte ottenute. Esperimenti di tipo 1, a volte strettamente imparentati con gli esperimenti di cosiddette prestazioni, sono le risposte corrette o errate. Al contrario, un esperimento di tipo-2 (o esperimento di aspetto) produce risposte prevalentemente qualitative che dipendono dal criterio del partecipante e non su qualsiasi criterio esplicitamente imposto; in altre parole, il criterio-indipendente esperimenti. È interessante nota che le risposte di attività 2IFC sono criterio dipendente perché, in ogni prova, lo stimolo standard (a volte chiamato stimolo base o riferimento) costituisce il criterio da cui dipende la percezione di confronto.
Il metodo può riferirsi a tre cose; in primo luogo, può riferirsi al meccanismo per la selezione della gamma di stimoli per testare o, in altre parole, a una già nota gamma di variabilità di stimolo, in contrasto con i metodi adattivi mirato a stabilire un'adeguata gamma17. Tali questioni adattive sono raccomandati per trovare rapidamente le soglie di rilevamento e discriminazione e per ripetizioni di prova minimo18. Inoltre, i metodi adattivi sono ottimali per esperimenti pilota. La seconda definizione di un metodo è la scala di modulazioni di stimoli (ad es., il metodo delle costanti) o una scala logaritmica. La scala selezionata può o non può essere una conseguenza diretta del risultato di un metodo adattivo, ma principalmente, per quanto riguarda la dinamica della modalità sensoriali studiati. Infine, il metodo fa riferimento anche al numero di prove e il loro ordine di presentazione.
Per quanto riguarda l'analisi, si riferisce alle statistiche delle misure sperimentali. Indipendentemente dalla selezione di appropriati metodi analitici per i confronti tra gruppi di controllo e test, psicofisica è per lo più su soglie assolute o differenziale tra due condizioni di misurazione (ad es., presenza vs assenza di un stimolo o JND tra due stimoli), specialmente in 2IFC19. Tali misurazioni derivano da funzioni psicometriche (cioè, continui modelli di comportamento come una funzione della probabilità di rilevazione o più esigenti una delle condizioni in gioco). Selezionando la funzione di modello dipende la scala o, in altre parole, la spaziatura dei valori della variabile indipendente. Funzioni come normale cumulativa, logistica, rapido e Weibull sono appropriati per valori distanziati in modo lineare, considerando che Gumbel e registro-Quick sono meglio adatta per spaziatura logaritmica. Modelli alternativi esistono anche, come tanh impiegate nell'attività di soccorso. Cosa importante, selezionando un modello corretto dipende dai parametri di interesse, come considerato nella progettazione del esperimento20. Dopo aver montato i dati a un modello, dovrebbe essere possibile ricavare due parametri: parametri α e β . Nel caso di una funzione logistica in genere impiegata in un paradigma di 2IFC, α fa riferimento al valore di ascisse proiettando al punto di uguaglianza soggettiva (vale a dire, a metà della logistica). Il parametro β si riferisce al versante al valore α (cioè, la ripidità della transizione tra condizioni). Infine, un parametro comunemente ottenuto fuori una curva psicometrica è il differenziale limen21 (DL). In un esperimento di 2IFC, il DL si riferisce a β, ma rigorosamente, corrisponde alla minima differenza percepita tra due intervalli. La formula per determinare il DL è la seguente equazione (1).
(1)
Qui, x sta per valori di variabili indipendenti, proiettando in una performance di 0,75 e 0,25 misurata direttamente la curva sigmoidale. Fino a questo punto, abbiamo coperto solo alcune generalità sulle funzioni psicometriche. Si consiglia di ulteriore studio di stima ed interpretare funzioni psicometriche, con questi e altri parametri22.
Altri aspetti tecnici da considerare quando si implementa un esperimento psico-fisico sono relative a materiale e software. Capacità di memoria e velocità dei calcolatori commerciali al giorno d'oggi sono solitamente ottimale per l'elaborazione nei compiti visivi ed uditivi ad alta fedeltà. Inoltre, la risoluzione dinamica di materiali complementari, come rumore di blocco cuffie, altoparlanti e monitor, deve soddisfare la frequenza di campionamento in cui operano le modalità sensoriali (ad es., frequenza, ampiezza, contrasto e rinfrescante tasso). Inoltre, programmi software come PsychToolbox23 e PsychoPy24 sono facili da implementare e altamente efficienti a sincronizzazione delle attività eventi e attrezzature.
L'attività di aiuto precedentemente descritta assembla molti degli argomenti descritti in precedenza per un paradigma di 2IFC. Interessante, essa Esplora la percezione di V, A e intervalli AV nell'intervallo di millisecondi, dove la maggior parte dei processi del cervello si verificano25,26,27. Paradossalmente, è anche un periodo impegnativo per studiare la visione, che, rispetto al provino, genera un po' vincolata di campionamento tasso28. In questo senso, i confronti multimodali richiedono ulteriori ambiti teorici12,29,30. A volte, hanno bisogno di ulteriore sartoria per includono un comune spettro di modulazione o per raggiungere interpretazioni congruenti.
Questo protocollo si concentra su un compito di discriminazione (vale a dire, un 2IFC dove uno stimolo base, chiamato anche riferimento o standard, è in contrasto con una serie di stimoli di confronto o prova a trovare un JND o, in altre parole, una soglia di discriminazione). Qui, l'attività è impostata per studiare la capacità degli esseri umani a discriminare gli intervalli di tempo di V, A, o AV modelli aperiodici di impulsi13. Forniamo informazioni sulla creazione e parametrizzazione di stimoli, nonché sulle analisi di precisione e tempi di reazione. D'importanza, discutiamo come interpretare la percezione del tempo degli oggetti dai parametri di risultato statistico di psicometria e alcune alternative sperimentali e analitici all'interno degli argomenti di un metodo di 2IFC psico-fisico.
Gli esperimenti sono stati approvati dal comitato di bioetica dell'Istituto di fisiologia cellulare di UNAM (No. CECB_08) e trasportato sotto le linee guida del codice etico dell'associazione medica mondiale.
1. sperimentale
(2)2. i partecipanti
3. procedura sperimentale
4. analisi dei dati
Questo protocollo ha presentato un metodo per eseguire un esperimento di psicofisica in esseri umani. La tecnica replicati precedente ricerca sulla discriminazione degli intervalli dei treni di AP di V, A e gli impulsi di AV, che è stato effettuato usando un metodo 2IFC. Gli stimoli hanno provocato da P e AP distribuzioni di treni di impulsi 50-ms sei intervalli differenti all'interno della gamma di millisecondi (cioè, da 500 ms a 1.100 ms con incrementi di 100 ms). La Figura 2A Mostra alcuni intervalli e loro indice calcolato periodicità.
Il compito era programmato in LabVIEW e consisteva di erogare intramodale prove di due stimoli sequenziale (Figura 2B). Dopo 31 partecipanti (15 donne e 16 uomini di un'età di 23,6 ± 4,3 anni [media ± deviazione standard]) svolto il compito, abbiamo ottenuto le funzioni psicometriche di ognuna delle P e AP V, A, e precisioni complessive AV utilizzando una funzione tanh (Figura 3A - 3 C; bontà di adattamento: χ2, Q > 0,05).
I pannelli a destro nella Figura 3 mostrano i confronti dei parametri di regressione di tanh alle condizioni di P e AP. Non sovrapposte le variazioni di tali parametri indicato le differenze statistiche, ad esempio nei valori di una, βe c di V (p < 0,05). Questo risultato è evidente all'AP V sigmoideo spostando verso il basso, suggerendo che i partecipanti hanno percepito gli intervalli più di riferimento come più breve (Figura 3A). Allo stesso modo, intervalli che erano più brevi rispetto al riferimento con precisione erano considerati come più breve poiché il parametro c ha mostrato un AP spostando ad una probabilità di chiamata il confronto più breve di riferimento. Inoltre, i confronti di AP e P intervalli durante la A e le distinzioni AV ha mostrato differenze nei parametri β e θ (p < 0,05) perché le precisioni di AP complessive è diminuito, suggerendo che gli stimoli di AP sono stati generalmente più difficile da discriminare. Interessante, le prestazioni A e AV erano simili durante P e condizioni di AP (Figura 3B e 3C), che indica una dominanza A sopra V in discriminazioni AV.
In condizione di V, β ha dimostrato che la transizione dal più corto al più lungo si è verificato più veloce nella condizione di AP. Questo risultato suggerisce che i partecipanti erano fiduciosi delle loro decisioni, come testimoniano i tempi di reazione (Figura 4A). Al contrario, i tempi di reazione di P e AP AV assomigliano a quelli di A di condizioni, anche suggerendo un predominio di A (Figura 4B e 4C). L'interpretazione complessiva di questi risultati è che modelli V AP prodotto una compressione percettiva degli intervalli di tempo V AP.
I risultati psicofisici riflettono le differenze nelle informazioni di elaborazione attraverso modalità sensoriali. Quando abbiamo chiesto i soggetti a discriminare tra la durata dei modelli AP, abbiamo trovato che la modalità altera la percezione del tempo differenziale. Il sistema V comprime la stima del tempo, considerando che A e AV esattezze erano solo leggermente condizionati dalle strutture di AP. Complessivamente, questi risultati mostrano diversi esempi di interpretare i risultati di un'attività psico-fisico attraverso loro parametri psicometrici.
Figura 1: un'interfaccia utente grafica (GUI) per creare stimoli attività di aiuto. La GUI permette di creare un visual o uno stimolo uditivo introducendo parametri e lo stimolo di denominazione. Una rappresentazione grafica degli intervalli interpulse risultante (IPI) e una trama dello stimolo uditivo è mostrati nella finestra a destra. Una descrizione accurata di come implementare questa GUI è descritto nel testo. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 2: struttura e set-up attività. (A), questo pannello mostra una rappresentazione grafica degli intervalli di diverse durate di aperiodici treni di impulsi rappresentata da quadrati grigi. Gli intervalli e i loro indici di periodicità ottenuti da in cima a formula sono mostrati in diverse linee e in funzione delle loro durate. PI = indice di periodicità; P = periodica; AP = aperiodica. (B), questo pannello mostra la sequenza di eventi durante le prove unimodali. Ognuna delle prove è iniziate quando un partecipante rilasciato la barra spaziatrice (SBD). Dopo uno stimolo di riferimento seguito da un interstimulus 1-s, uno stimolo di confronto è stato consegnato, il partecipante rilasciato la barra spaziatrice (SBR) e, in ordine al rapporto se il confronto è stato più o meno lungo rispetto al riferimento, premuto verso l'alto o il basso la chiave di freccia, rispettivamente (a scelta). Il riferimento e quadrati grigi di confronto rappresentano impulsi di effettivi impulsi visivi, acustici e audiovisivi, indicati dalle icone di cui sopra. (C), questo pannello mostra la rappresentazione della disposizione sperimentale. Il materiale comprende un computer, un set di cuffie con eliminazione del rumore, un monitor e una tastiera. Figura 1A e 1B sono adattati da Duarte e Lemus13, sotto la guida con le dichiarazioni di Copyright di frontiere Integrative Neuroscience. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 3: funzioni psicometriche ottengono dal modello di regressione tangente iperbolica. (A), questo pannello mostra le probabilità complessive di dichiarare i confronti più lungo il riferimento come una funzione di confronto intervalli di tempo dei visual periodiche (linee continue) ed esperimenti di visual aperiodico (linee tratteggiate). (B), questo pannello mostra le stesse informazioni come pannello A, ma poi per condizioni acustiche. (C), questo pannello mostra le stesse informazioni come pannello A, ma poi per condizioni audiovisive. I pannelli di destro mostrano la distribuzione dei parametri tanh , come definito nella rientranza nel pannello A. Le barre di errore nei pannelli A - C indicano l'errore standard della media e gli intervalli di confidenza nei pannelli di destro. Gli asterischi rapidi intramodale differenze. P = periodica; AP = aperiodico; V = visual; A = acustica; AV = audiovisivo. Questa figura è stata modificata da Duarte e Lemus13, nelle linee guida con le dichiarazioni di Copyright di frontiere Integrative Neuroscience. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 4: tempi di reazione. (A), questo pannello mostra i tempi di reazione medi per esperimenti di visual. (B) questo pannello mostra i tempi di reazione medi per esperimenti di acustici. (C), questo pannello mostra i tempi di reazione medi per esperimenti audiovisivi. Linee continue = intervalli periodici. Linee tratteggiate = intervalli aperiodici. Le barre di errore indicano l'errore standard della media. Questa figura è stata modificata da Duarte e Lemus13, nelle linee guida con le dichiarazioni di Copyright di frontiere Integrative Neuroscience. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Gli autori non hanno nulla a rivelare.
Psicofisica è essenziale per lo studio di fenomeni di percezione attraverso informazioni sensoriali. Qui presentiamo un protocollo per eseguire un'attività di forzato-scelta di due-intervallo per come è implementato in una precedente relazione sulla psicofisica umana dove i partecipanti stima la durata degli intervalli di visiva, uditivi o audiovisive di aperiodici treni di impulsi.
Questo lavoro è stato supportato dal Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT), CB-256767. Gli autori ringraziano Isaac Morán per la sua assistenza tecnica e Ana Escalante dall'unità del Computer dell'Instituto de Fisiología Celular (IFC) per la sua preziosa assistenza.
| Lapt top Dell Precision | Dell | M6800 CTO | Procesador Intel Core i7-4710MQ, 2.5GHz RAM 16 GB, sistema operativo a 64 bit; schermo da 17.3" 1920 x 1080; frequenza di aggiornamento di 60 Hz |
| Cuffie con blocco del rumore | Bose | QC25 | Cuffie QuietComfort 25, misuratore |
| di decibel | con blocco del rumoreExtech Instruments | SL 130G | Fonometro (dB), intervallo da 30 a 130 dB, questo misuratore è conforme agli standard ANSI e IEC Tipo 2 per fonometri |
| Nome | Azienda | Numero catalogo | Comments |
| Software | |||
| Labview | National Instruments | Labview 2014 | Labview SP1 130, 64 bit, versione 14 |
| Matlab | Mathworks Inc | Matlab 2016a | The Mathworks Inc., Natick, MA, USA |
| GUI Per creare stimoli visivi e acustici. Creato da Fabiola Duarte | Mathworks Inc | Matlab 2016a | The Mathworks Inc., Natick, MA, USA |
