What is sustained visual attention and why does it matter?

Sustained visual attention is the prolonged ability to selectively process aspects of a visual scene. Unlike brief focus required for crossing a street, everyday situations like driving through busy city streets demand sustained attention. In a complex world, paying attention to certain stimuli rather than others is critical for safety and survival.

How does the multiple object tracking experiment work?

Participants mentally track colored discs on a computer screen. Initially, identical blue discs appear; some turn yellow and become targets to track. All discs then return to blue and move for 10 seconds. Participants identify which discs they believe were targets. The tracking load—the number of targets—varies from 2 to 7 across trials.

What is tracking load and how does it affect performance?

Tracking load refers to the number of target discs participants must track during each trial. As tracking load increases from 2 to 7 targets, performance accuracy decreases significantly. Performance approaches chance level when tracking the maximum of 7 targets, demonstrating that sustained attention becomes more difficult as scene complexity increases.

How is performance accuracy measured in multiple object tracking?

Performance accuracy is calculated by dividing the number of targets correctly identified by the total number of targets assigned in each trial. Results are graphed as mean accuracy values plotted against tracking load. This visualization reveals how attention capacity changes with increasing task difficulty.

What preparation steps should researchers take before testing participants?

Researchers must obtain written consent and verify participants have 20-20 vision with or without correction. Position participants approximately 60 centimeters from the monitor using floor tape to mark seat position. Explain instructions emphasizing that difficult trials require best effort and guessing when uncertain. Have participants complete five practice trials with two targets before the actual experiment.

How does distraction affect tracking performance?

Research shows that engaging participants in conversation while performing the task significantly increases tracking errors. This demonstrates why drivers cannot remain attentive if they multitask while driving. Distraction substantially impairs sustained visual attention, revealing the limited capacity of attention when divided among competing demands.

Can multiple object tracking reveal differences in attention abilities?

Yes, the paradigm has investigated attentional differences between individuals with Attention Deficit Hyperactivity Disorder, those receiving therapeutic interventions like Ritalin, and age-matched controls. Participants given Ritalin showed improved sustained attention, making fewer tracking errors as tracking loads increased, demonstrating the paradigm's sensitivity to attention-related conditions.

Monitoraggio di oggetti multipli

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1. Disegno dello stimolo (Figura 1).

Figura 1: Rappresentazione schematica di una tipica prova di tracciamento di più oggetti. Un partecipante tiene traccia di un sottoinsieme di dischi che si muovono in modo casuale all'interni di un gruppo di non target identici.

Il design di base di una prova MOT (Multiple Object Tracking) è relativamente semplice: inizia la prova con un numero di oggetti identici (come i dischi blu) in un display. Per la prova tipica, includere 8 dischi in totale, ma variare il numero è una manipolazione cruciale.
Selezionare casualmente metà dei dischi per ingiallire. Il giallo indica al partecipante quali dischi sono gli obiettivi.
Dopo che diventano gialli, fai in modo che tutti i dischi diventino di nuovo di un colore blu identico e sposta tutti, compresi i non bersagli, attorno al display in modo casuale per circa 10 s.
Istruire il partecipante a tracciare mentalmente i dischi target.
Al termine del periodo di movimento, impedisci a tutti i dischi di muoversi e dì al partecipante di usare il mouse per fare clic una volta su ogni disco che ritiene sia un bersaglio.

2. Procedura.

Per determinare quanti oggetti le persone possono tracciare in media, utilizzare il progetto di base descritto nel passaggio 1 e tradurlo in una procedura per un intero esperimento.
Per questa dimostrazione, scopri quanti oggetti un gruppo di maschi in età universitaria può tracciare.
Reclutare almeno 10 partecipanti all'interno della fascia di età (età 18-22) per partecipare allo studio.
1. Per gli studenti di questa fascia di età, i ricercatori nei campus universitari di solito hanno meccanismi in atto con cui gli studenti possono essere reclutati dai corsi di psicologia.
Quando i partecipanti arrivano, chiedi loro di acconsentire per iscritto a partecipare all'esperimento.
Chiedi ai partecipanti se hanno qualche disabilità visiva nota o se la vista è vicina a 20-20 una volta indossati gli occhiali o i contatti necessari. Se i partecipanti hanno una visione vicina a 20-20, con o senza correzione, sono qualificati per eseguire l'esperimento.
Ospitare un partecipante di fronte a un computer che esegue il programma sperimentale. Assicurarsi che il partecipante si trovi a circa 60 cm di distanza dal monitor (un pezzo di nastro adesivo sul pavimento di fronte al computer segna la posizione del bordo d'attacco del sedile del partecipante).
Spiega le istruzioni al partecipante, sottolineando che alcune prove possono sembrare difficili, ma dovrebbero sempre fare del loro meglio, e se si trovano incerti sull'identità di alcuni obiettivi in alcune delle prove, allora dovrebbero solo indovinare.
Fai in modo che il partecipante completi 5 prove pratiche con solo 2 obiettivi ciascuna. Rimani nella stanza, usando le prove pratiche per assicurarti che il partecipante abbia compreso le istruzioni.
Lascia la sala prove e lascia che il partecipante completi 60 prove in ordine casuale con 10 prove ciascuna, tra cui 2, 3, 4, 5, 6 e 7 obiettivi (e un numero uguale di non bersagli).

3. Analisi.

Calcola il numero di bersagli correttamente identificati in ogni studio(cioè, il numero di elementi selezionati come obiettivi che erano effettivamente obiettivi).
In ogni prova, il risultato è un punteggio di precisione compreso tra 0 e 100%. Media questi punteggi insieme per tutte le prove con lo stesso carico di tracciamento. Questo dà allo sperimentatore un senso del numero di obiettivi che l'individuo può tracciare.

Il tracciamento di oggetti multipli è un paradigma di psicologia sperimentale comune per indagare l'attenzione visiva sostenuta.

L'attenzione visiva sostenuta si riferisce alla capacità prolungata di elaborare selettivamente gli aspetti di una scena visiva.

Ad esempio, le situazioni quotidiane, come guidare un'auto attraverso strade trafficate della città, spesso richiedono un'attenzione sostenuta, al contrario di una breve concentrazione quando si attraversa una strada trafficata.

In un mondo eccezionalmente complesso e coinvolgente, prestare maggiore attenzione a determinati stimoli piuttosto che ad altri è fondamentale per la sicurezza e la sopravvivenza.

Questo video illustra i metodi per indagare l'attenzione visiva sostenuta attraverso il tracciamento di più oggetti, incluso come progettare lo stimolo, eseguire l'esperimento e come analizzare e interpretare i dati.

In questo semplice esperimento, a tutti i partecipanti viene chiesto di tracciare mentalmente dischi specifici sullo schermo di un computer.

In questo caso, più dischi vengono inizialmente presentati come oggetti identici dello stesso colore, come il blu. La metà di essi viene quindi modificata per apparire come un colore diverso, come il giallo. Questi dischi gialli diventano gli obiettivi, che i partecipanti sono invitati a tracciare.

Per ogni prova, il numero di dischi da tracciare, indicato come carico di tracciamento, viene manipolato e presentato in modo casuale per contenere 2, 3, 4, 5, 6 o 7 bersagli con un numero uguale di non bersagli.

Una volta identificati gli obiettivi, tutti i dischi tornano al loro stato blu e si muovono sullo schermo di un computer per 10 secondi.

Allo sdo del periodo di movimento, ai partecipanti viene chiesto di identificare quali ritengono siano obiettivi. Qui, la variabile dipendente è il numero di obiettivi correttamente identificati in ogni studio, noto anche come accuratezza delle prestazioni.

Man mano che vengono monitorati più obiettivi, ci si aspetta che i partecipanti mostrino una minore precisione. Pertanto, l'attenzione sostenuta diventa più difficile quando la scena è più complessa.

Per creare gli stimoli per questo studio, programmare dischi identici da visualizzare in modo casuale sullo schermo di un computer. Si noti che il numero varia da quattro a 14 in totale durante ogni prova e il colore varia, a seconda della fase di prova.

Per iniziare lo studio, salutare il partecipante e chiedere il consenso scritto per partecipare all'esperimento. Assicurarsi che i partecipanti non abbiano disturbi della vista noti e segnalare una visione 20-20, con o senza correzione.

Dopo che il partecipante ha acconsentito all'esperimento, farlo sedere a circa 60 cm di distanza dal monitor. Per garantire questa distanza, utilizzare un pezzo di nastro adesivo sul pavimento per contrassegnare la posizione del bordo d'attacco del sedile.

Prima di iniziare il programma, spiega le istruzioni al partecipante, sottolineando che alcune prove possono sembrare difficili, ma dovrebbero sempre fare del loro meglio e indovinare se sono incerti su come rispondere.

Per assicurarti che ogni partecipante comprenda le indicazioni, carica il programma e guardali completare cinque prove pratiche con solo due obiettivi.

Come passo finale, lascia la sala prove e consenti a ciascun partecipante di completare 60 prove con difficoltà variabile. Si noti che l'attività è programmata per randomizzare il carico di tracciamento durante ogni prova.

Per analizzare i dati, calcolare l'accuratezza delle prestazioni dividendo il numero di target correttamente identificati per il numero di target assegnati per ogni trial.

Per visualizzare le prestazioni di tracciamento, rappresentare graficamente i valori di precisione media in funzione del carico di tracciamento. Si noti che i partecipanti si esibiscono in modo relativamente accurato con solo 2-4 obiettivi da monitorare.

Mentre le prestazioni sono diminuite con l'aumentare del numero di obiettivi, si noti anche che le prestazioni sono più vicine al caso quando ai partecipanti viene chiesto di tenere traccia del massimo di 7 obiettivi.

Ora che hai familiarità con la progettazione di un paradigma di tracciamento di più oggetti, puoi applicare questo approccio per rispondere a domande specifiche sull'attenzione visiva sostenuta.

Ad esempio, i ricercatori interessati ai limiti dell'attenzione sostenuta hanno coinvolto i partecipanti nella conversazione durante l'esecuzione del compito. Forse non sorprende che le persone abbiano commesso molti più errori di tracciamento quando sono state distratte, il che spiega perché i conducenti non possono rimanere attenti se hanno più compiti mentre guidano per strada.

Inoltre, il paradigma è stato utilizzato per indagare le differenze nelle capacità attentive tra gli individui con disturbo da deficit di attenzione e iperattività, quelli a cui sono stati somministrati interventi terapeutici come il Ritalin e controlli di pari età. In questo caso, i partecipanti trattati con Ritalin hanno mostrato una migliore attenzione sostenuta, in modo tale che sono stati commessi meno errori di tracciamento man mano che i carichi di tracciamento aumentavano.

Hai appena visto l'introduzione di JoVE al tracciamento di più oggetti. Ora dovresti avere una buona comprensione di come progettare ed eseguire l'esperimento, nonché di come analizzare i risultati e applicare il fenomeno dell'attenzione visiva sostenuta.

Grazie per l'attenzione!