Misurazione Attenzione e velocità di elaborazione visiva dal Modello di analisi basata su delle decisioni di ordine temporale

L'obiettivo generale di questo protocollo è misurare i parametri di attenzione e di elaborazione visiva per stimoli quasi arbitrari. Ciò si ottiene modellando i dati dei giudizi di ordine temporale, TOJ. In questi, i partecipanti giudicano l'ordine di presentazione di due target, i dati risultanti vengono analizzati con un nuovo modello che permette di misurare come l'attenzione influisce sui tassi di codifica dello stimolo.

La teoria dell'attenzione visiva di Bundesen fornisce vari usi per parametri, come il peso dell'attenzione e i tassi di elaborazione. In genere questi sono stimati nelle attività di report degli articoli in cui vengono utilizzate lettere o cifre, l'utilizzo di qualsiasi cosa diversa da lettere o cifre è difficile e richiede una formazione intensiva e quindi viene eseguita raramente. Ad esempio, è difficile immaginare come si misurerebbe la salienza delle immagini e i display pop-out con questo metodo.

Pertanto proponiamo un nuovo metodo basato sulla TVA, che utilizza un giudizio di ordine temporale che può essere condotto con stimoli quasi arbitrari. I giudizi di ordine temporale sono stati utilizzati per valutare l'attenzione per molto tempo, ma combinati con la TVA, diventano più potenti, fornendo parametri facilmente interpretabili. Nel compito di giudizio dell'ordine temporale, due stimoli, qui identificati come A e B, vengono mostrati in stretta successione o simultaneità.

La percezione dell'ordine temporale può essere modellata con un modello di canali indipendenti. In un modello di questo tipo ci sono canali di elaborazione indipendenti per ogni destinazione. Un comparatore di ordini monitora i canali e registra il conteggio quando un particolare bersaglio, qui A, vi arriva prima dell'altro bersaglio.

Prima che ciò venga dimostrato, descriviamo brevemente la forma in cui i dati sperimentali sono tipicamente rappresentati. La frequenza relativa di un particolare tipo di giudizio, qui A per primo, viene tracciata in funzione della SOA, l'intervallo di tempo tra le presentazioni dei due obiettivi. Ora, con un grande SOA negativo, qui questo significa che lo stimolo A è in testa, è molto probabile che A arrivi per primo al comparatore.

Solo molto raramente lo stimolo B arriva prima. Pertanto, otteniamo un punto dati che rappresenta una frequenza relativa vicina a uno. Per un grande SOA positivo, cioè lo stimolo B conduce, il comparatore registra prima i risultati A solo molto raramente.

Pertanto otteniamo un punto dati vicino allo zero. Se la SOA è zero, gli obiettivi vengono presentati contemporaneamente e viene registrato un punto dati al livello di probabilità del punto cinque. Quando le SOA variavano su un intervallo di valori, il modello risultante può essere descritto con una funzione psicometrica.

Ora, quando l'attenzione è rivolta a uno stimolo, qui, lo stimolo A, arriva prima al comparatore, di conseguenza, qui mostrato per SOA zero, la probabilità di A primi giudizi è aumentata. Questo sposta l'intera funzione psicometrica. La SOA in cui la curva rossa attraversa il livello del punto cinque viene spesso utilizzata per quantificare l'influenza dell'attenzione.

L'autogiudizio temporale sembra essere il modo naturale per valutare la latenza percettiva, e molte domande sull'influenza dell'attenzione e della percezione del tempo sono state risolte con questo metodo. Tuttavia, il TOJ ha una debolezza centrale, e questa è la sua natura relativa. L'autopercezione temporale potrebbe dirci che lo stimolo A viene percepito prima dello stimolo B, ma non ci dice perché.

Potrebbe essere perché lo stimolo A viene elaborato più velocemente o perché B viene elaborato più lentamente. Per aumentare il potere esplicativo è derivato un modello TOJ dalla TVA, che modella i processi di codifica degli stimoli visivi. In ogni canale, si presume che la codifica proceda secondo il modello di razza esponenziale della TVA.

Le probabilità di codificare ogni target entro un certo periodo di tempo vengono trasformate nella probabilità di codificare un target prima dell'altro. La percezione dell'ordine temporale. È importante sottolineare che i due parametri di velocità ereditati dalla TVA consentono di rispondere a domande come: è stato lo stimolo assistito ad essere elaborato più velocemente o è stato il non presidiato ad essere rallentato?

In alternativa, i tassi possono anche essere espressi come pesi dell'attenzione relativa. Seleziona gli stimoli in base alla domanda di ricerca. In generale, deve essere possibile mostrare due bersagli in posizioni diverse sullo schermo.

Più avanti in questo protocollo, mostriamo i risultati di esperimenti con display pop-out, immagini naturali e target di lettere. Ecco un esempio di come è possibile utilizzare lo spazio d'azione e gli oggetti di sfondo nelle immagini naturali. La fotografia con entrambi i bersagli presenti viene sovrapposta a uno con uno senza di essi.

Gli oggetti vengono virtualmente rimossi rendendo l'immagine superiore localmente trasparente. Con questa procedura, vengono create immagini con entrambi, nessuno e uno dei due oggetti presenti, per stabilire TOJ con prima lo sfondo, prima lo spazio d'azione e la presentazione simultanea. Per pianificare il disegno e la dimensione del campione dell'esperimento, è possibile eseguire un'analisi di potenza bayesiana.

Simulare e adattare ripetutamente i dati con il modello previsto, la progettazione dell'esperimento e i parametri ipotizzati. Le proporzioni delle simulazioni per le quali viene raggiunto un criterio di successo, ad esempio una differenza nei pesi attentivi, vengono utilizzate per stimare la potenza dell'esperimento. Utilizza un generatore di esperimenti o una libreria di presentazioni psicofisiche per implementare l'esperimento.

Forniamo un per il generatore di esperimenti open source OpenSesame, per TOJ con lettere, cifre e forme, in cui è necessario specificare solo la tabella delle prove. Forniamo anche un esempio di OpenSesame per TOJ con immagini naturali. Per ogni condizione, creare prove per tutti i SOA pianificati.

Le distribuzioni SOA esemplari sono mostrate nei risultati rappresentativi. I due target sono definiti come sonda e riferimento. Il riferimento è sempre mostrato a zero, ed è il bersaglio non presidiato, mentre lo stimolo della sonda è soggetto alla manipolazione dell'attenzione.

Nelle prove con SOA negativo, presentare prima lo stimolo della sonda e dopo la SOA lo stimolo di riferimento. Per le prove con SOA positivi, presentare prima lo stimolo di riferimento e, dopo un ritardo, la sonda secondo la SOA. Per la SOA pari a zero, presentare entrambi i target contemporaneamente.

In condizioni neutre, l'assegnazione della sonda e del riferimento è arbitraria, ma necessaria per l'analisi dei dati. Crea ripetizioni di tutti i SOA. Randomizzare o variare sistematicamente le influenze che non sono di influenza, come la posizione dello stimolo o l'identità del bersaglio.

Il numero di ripetizioni dipende dalla potenza assistita. Circa 800 prove possono essere presentate in un'ora. Se sono necessarie più ripetizioni, prendi in considerazione la possibilità di suddividere l'esperimento in più sessioni.

Accogliere i partecipanti e informarli sulla procedura generale dell'esperimento. Ottenere il consenso per partecipare. Assicurati che abbiano una vista normale o corretta alla normalità.

Fornisci una cabina tranquilla per l'esperimento. Regolare la sedia, il mentoniera e la tastiera e così via per garantire condizioni ottimali. Rendere i partecipanti consapevoli del fatto che gli esperimenti richiedono attenzione e concentrazione mentale e possono essere faticosi.

Chiedi loro di fare brevi pause quando necessario. Presenta le istruzioni sullo schermo che descrivono in dettaglio le presentazioni e la raccolta delle risposte. Ricordare ai partecipanti che il compito è quello di riportare l'ordine temporale percepito dei bersagli e indovinare nelle prove in cui non possono dire affatto l'ordine.

Per evitare movimenti oculari durante le prove, chiedi ai partecipanti di fissare un marcatore centrale ogni volta che viene mostrato sullo schermo. Chiedi loro di appoggiare la testa sul poggiamento. Chiedi loro di fare delle brevi pause, se necessario.

Esegui un breve allenamento con da dieci a 20 prove. Conferma che i partecipanti hanno compreso l'attività. Lasciate che siano loro a spiegarlo.

Se non hanno altre domande, lascia la cabina per l'esperimento principale. Dopo aver convertito i dati prova per prova in conteggi dei giudizi della prima sonda, i parametri possono essere stimati eseguendo il modello gerarchico beyesiano desiderato. Al termine del processo, tracciare la diagnostica di convergenza per tutti i parametri e confermare che le catene siano convergenti e che forniscano una dimensione effettiva del campione sufficientemente ampia.

Quindi, traccia e valuta i parametri di interesse. I risultati esemplificativi sono mostrati nella sezione successiva di questo video. Il primo esperimento ha misurato l'influenza della salienza visiva sulla velocità di elaborazione.

I partecipanti hanno giudicato quale dei due segmenti di linea target, a sinistra o a destra, in uno schema di sfondo, sfarfallava per primo. Nella metà delle prove, la sonda era a colori pop-out. I dati sono stati dotati di un modello TOJ derivato dal TVA, descritto in precedenza.

Il beneficio dello stimolo saliente può essere visto nella condizione di attenzione, come un aumento del peso attentivo del punto cinque nove per la sonda. Nella condizione di controllo in cui nessun bersaglio era saliente, è stato ottenuto il peso neutro del punto cinque, quindi il peso attenzionale della sonda nella condizione di attenzione era attendibilmente più alto. Zero, nessuna differenza, non è stato incluso nel 95 HDI.

I pesi individuali della sonda e il relativo riferimento mostrano che il vantaggio dello stimolo saliente deriva da una riduzione della velocità di elaborazione di 16 hertz dello stimolo non saliente. È possibile che il bersaglio saliente sopprima l'elaborazione di quello non saliente in una certa misura, e quindi ne tragga beneficio relativamente. Il secondo esperimento ha indagato i vantaggi dell'attenzione nello spazio d'azione raffigurato nelle immagini naturali.

Lo spazio d'azione, la sonda e il riferimento agli oggetti di sfondo, sono apparsi per il TOJ. In un esperimento di controllo è stata registrata una linea di base senza vantaggi nello spazio di azione utilizzando versioni capovolte delle immagini, per le quali la percezione del layout della scena è disturbata. Il parametro posterius indica un vantaggio nello spazio di azione nella condizione di attenzione.

Il peso della sonda è superiore a quello neutro del punto cinque. Curiosamente, questo si trova anche nella condizione di controllo, suggerendo che l'inversione dell'immagine non ha rimosso il potenziale vantaggio dello spazio d'azione. Pertanto, molto probabilmente i vantaggi causati da fattori come la salienza o la visibilità, che non vengono rimossi dall'inversione di scena.

La possibilità che la potenza sperimentale fosse troppo bassa per rilevare l'effetto dello spazio d'azione, è discussa nella parte scritta di questo protocollo. Un segnale periferico viene utilizzato nel terzo esperimento, porta a un grande effetto in un parametro aggiuntivo, che modella il ritardo tra i processi di codifica. Questo esperimento è discusso in dettaglio nella parte scritta di questo protocollo.

In conclusione, il protocollo in questo articolo descrive come condurre semplici TOJ e adattare i dati in base a un modello fondamentale di codifica dello stimolo. In tre esperimenti, abbiamo dimostrato che i risultati possono essere valutati in un quadro di stima bayesiana gerarchica. Abbiamo scoperto che la salienza nei display pop-out porta ad un aumento del peso dell'attenzione.

Inoltre, sono stati stimati pesi aumentati per gli oggetti dello spazio d'azione nelle immagini naturali, tuttavia, a causa del vantaggio persistente, quando le relazioni spaziali sono state disturbate mostrando le immagini capovolte, è probabile che un altro beneficio attentivo abbia portato all'aumento di peso. Un segnale periferico nel terzo esperimento ha portato a un valore elevato per un parametro che modella un ritardo aggiuntivo tra i processi di codifica. I vantaggi del protocollo sono la semplicità del compito TOJ, che può utilizzare stimoli quasi arbitrari.

L'approfondito supporto teorico della TVA e lo schema di valutazione bayesiano. Sebbene la salienza svolga un ruolo importante in molti studi, solo pochi di essi hanno cercato di quantificare la salienza visiva. Quantificare la salienza visiva, tuttavia, ci consentirebbe di confrontare diverse dimensioni delle caratteristiche, come l'orientamento, il colore o il movimento.

Qui, abbiamo studiato l'influenza del contrasto cromatico sui pesi attenzionali del modello formale derivato dalla TVA, ci ha permesso di misurare la salienza quantitativamente e in modo psicologicamente solido. Per il successo di questo protocollo è fondamentale che ci siano solo due stimoli che generano segnali temporali nelle posizioni target. Modellare esplicitamente stimoli aggiuntivi nei TOJ, come i segnali periferici, è l'obiettivo della ricerca futura.