L'Attentional Blink
Fonte: Laboratorio di Jonathan Flombaum—Johns Hopkins University
Affinché il riconoscimento di un determinato stimolo abbia luogo, l'attenzione visiva…
1. Attrezzatura
- L'esperimento richiede un computer e un software di implementazione dell'esperimento come E-Prime o un ambiente di programmazione come MATLAB o PsychoPy.
2. Progettazione di stimoli e esperimenti
- Questo esperimento si basa su una procedura sperimentale generale chiamata Rapid Serial Visual Presentation, RSVP in breve.
- 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.
- 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.
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.
- Ora, per rendere questo un programma lampeggiante attenzionale, fai come segue:
- Fai prove lunghe 30 immagini,ad esempio. ci saranno 30 caratteri visualizzati, ciascuno per 50 ms, rendendo ogni prova 1,5 s totale.
- 28 dei caratteri di ogni prova sono lettere minuscole come appena descritto, ma due sono numeri.
- 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.
- 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.
- 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.
- Programma l'esperimento per includere 180 prove totali, 30 ciascuna per ogni posizione di ritardo, 1-6.
- 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.
- 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.
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.
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
- 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.
- 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.
- Spiega loro le istruzioni come segue:
- "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?"
- 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.
4. Analisi dei risultati
- 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.
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.
- 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.
- Infine calcola l'accuratezza media della risposta per ciascuna delle sei posizioni di ritardo per il secondo numero.
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!
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Q1: What is an attentional blink and why does it occur?
An attentional blink is a momentary lapse in visual attention that occurs when the brain disengages from focusing on a rapidly changing stimulus. After processing an initial target, attention temporarily shuts down for a brief rest period, causing stimuli appearing during this window to go unperceived. This phenomenon reflects the substantial effort required to sustain focused attention in dynamic environments.
Q2: How does the Rapid Serial Visual Presentation paradigm measure attentional blink?
RSVP presents 30 characters sequentially for 50 milliseconds each, with two target numbers embedded among letters. The first number's position is randomized between positions 8-20, while the second appears 1-6 positions later, creating varying lag positions. Participants report both numbers, and accuracy across lag positions reveals the attentional blink effect and recovery patterns.
Q3: What is lag 1 sparing and what does it reveal about attention?
Lag 1 sparing occurs when the second target immediately follows the first, resulting in high accuracy for both. This demonstrates that focused attention triggered by the first number remains engaged long enough to capture the second target. The phenomenon shows that attention can sustain processing of closely timed stimuli without interruption.
Q4: Why does accuracy drop at lag positions 2 and 3 in attentional blink experiments?
At lag positions 2 and 3, accuracy decreases dramatically because the attentional blink window is at its peak. After processing the first number, attention becomes temporarily disengaged, reducing the brain's ability to process and recognize the second target. This dip in performance directly reflects the attentional blink phenomenon before attention recovers.
Q5: How can fear-inducing stimuli affect the attentional blink?
Fear-inducing objects like spiders can automatically capture attention and produce attentional blinks similar to neutral targets. When researchers inserted spider images into RSVP streams, participants missed subsequent targets more often, demonstrating that emotional stimuli trigger involuntary attention shifts. However, individuals with severe arachnophobia showed no attentional blink, suggesting emotional stimuli have exceptional power over attention allocation.
Q6: What data should be recorded when analyzing attentional blink experiment results?
Create accuracy columns for each target position, marking correct identifications as 1 and incorrect as 0. Graph mean accuracy for the first and second numbers across all lag positions. This reveals the characteristic pattern: high accuracy for the first target, maintained accuracy at lag 1, dramatic drops at lags 2-3, and recovery at lags 4-6, demonstrating investigating visual awareness and inattentional blindness mechanisms.
Q7: How does visual attention support object recognition in dynamic environments?
Visual attention is essential for binding visual features—lines, corners, texture, and color—into coherent objects. In rapidly changing environments like sports, sustaining this attention requires considerable effort. When attention must shift quickly between moving targets, the effort involved causes momentary lapses, preventing perception of stimuli that appear during these disengaged periods.