ソース: ジョナサン ・ Flombaum 講座-ジョンズ ・ ホプキンス大学
心理物理学、心理学の部門、どの物理量を説明しようとする神経が発火と大きさの心の表現に変換されます。可知差異 (JND) に関連する 1 セットのこの領域での質問: どのくらい何かが変更を知覚するために変更する必要がありますか?このことについて直感をポンプは、実際に小さな子供が相対的に言えば、巨大な速度で成長するが、1 つほとんど日常的に起こる成長の通知を検討してください。しかし、睡眠離れてキャンプまたは祖父母が長期不在の後、子供を見るときに、子が返されるときの成長のほんの数週間は知覚よりも。それは巨大に見えることができます!日常的に起こる小さな変化が知覚するのには小さすぎるので、高さの変更は不在の後気づいただけ。しかし、ぶり、多くの小さな変更追加します。どのくらいの成長は顕著な場所を取る必要があるか。最低限は、JND です。
心理学者および神経科学者は、多くのドメインで JND を測定します。どのくらい明るい光は、気づかれること必要がありますか。どの程度大きく音がする必要がありますか。彼らは多くの場合強制選択パラダイムを用いて測定を入手します。このビデオは、サイズ、図形の領域が変更されたときに、JND を測定するための標準的なアプローチを示すについて説明します。
1. 機器
2. 刺激と実験デザイン
図 1。サークルのサイズのちょうど顕著な違い (JND) を測定する実験では一つの強制選択試験の模式。まず、準備画面は、裁判が開始されます参加者を求められます。次に、2 つの青いディスクがサイド ・ バイ ・ サイド表示で表示されます。彼らに残してその時点で表示要求の応答を参加者 200 ms のみ。’L’ キーは、左側と右側のオブジェクトを指定するのには、’R’ キー オブジェクトを示すためです。
図 2。強制選択 JND 実験からのサンプル出力テーブル。列は、実験的なプログラムから関連するデータを報告します。
3. 実験を実行しています。
4. 分析結果
図 3。円の半径の JND を見つけるに強制選択実験の結果です。比較刺激の大きさの関数としてプロットは、比較刺激が (参加者) によって大きいとして選択された時間の割合。一定の刺激はいつも半径 10 px。
どのくらい正確に何かは感知されるに違いのため変更する必要は?
、例えば、子どもたちの急速に成長すると思う-日常的に背が高くなっています。しかし、しばしば困難だ微妙な変更を通知する場合は特に、彼らはまだ闘争に到達してバスケット ボール。
はるかに長いスパンでの成長スパートなるよりも知覚;実際には、量が巨大に見えることができます!高さでこれらの変更は、知覚する日常的な差が小さすぎるので経過した後だけ気づかれます。
最低限まだ認識量はちょうど-顕著なの違いは、この例では最小限の成長に気づいた。
このビデオは、ちょうど-顕著な-違いの図形のサイズを測定するための標準的なアプローチを示しています。だけでなくは設計し、実験を実行に必要な手順について述べるが、我々 はまた、データを分析し、ちょうど記述する結果を解釈する方法を説明どのように小面積の変化の知覚されるようにする必要があります。
この実験では、参加者が 2 つの異なる円サイズが異なります、どちらが大きいかを選択する求められます簡潔に表示されます。
他が変化に対し各試用期間中は同じのまわりで 1 つは常に表示します。この方法は、一定の刺激の方法として呼ばれます。
この場合、一定の刺激設計されている 10 の半径 px とランダムに左または画面の右側に位置します。対照的に、比較刺激と呼ばれる、他のサークルは 5 と 9 と 11 と 15 ピクセルの間を変化する半径を持つでしょう。
これらの 10 の可能性を考えると、比較刺激は 200 の試験の合計のためのそれぞれの側に 10 回が表示されます。従属変数は、どの刺激としては大きい方に選ばれた記録されます。
参加者は、彼らは 2 つの刺激の間のサイズの違いを認識する場合は、正しく選択する予定です。ただし、図形は、可知差異の上下のまわりに近づいている、パフォーマンスが減少が予想されます。
実験は、まずラボで参加者を迎えます。それらのタスクの手順を説明する、コンピューターの前に座り、: スペースバーをクリックするまで、画面は、の言葉を”Ready?”を持っています。
2 つの青い刺激されに示す参加者に指示を見る右サイドの応答を左と ‘R’ の ‘L’ キーを押すことによって彼らと思った刺激が大きかった。1 つが大きいが不明のかどうかに彼らする必要があります推測することそれらに思い出させます。
すべての質問に答えた後参加者がありますが、部屋を去る。5 分の期間にわたってすべての 200 の試験を完了するそれらを許可します。完成したら、部屋に戻り、実験に参加をありがちましょう。
データを分析するには、各参加者の応答をキャプチャ プログラムの出力ファイルをまず取得します。パフォーマンスが賢明だったことを確認するデータを一目-すなわち、比較刺激のサイズが 5 〜 15 px になる頃、精度は完璧に近いでした。
次に、記録された答えが正しいかどうかを決定する ‘ 精度’ と呼ばれる出力テーブルに列を追加します。すべての試験の正解に与えられたものを比較します。1 のときに与えられた応答を登録にいった場合、次の修正の使用、それが正しいときは 0。
今、「割合の比較応答 ‘ というラベルの付いたテーブル別列を追加します。列 ‘ ‘応答’ の比較位置を比較し、一定の円を選択した場合、比較刺激が選ばれたときに ‘1’ をマークする新しい IF ステートメントまたは ‘0’ を使用します。
結果を表示するには、散布図を作るプロットの x 軸に比較サイズと y 軸に拡大として選ばれた時間の割合。一定の刺激がいつもある 5 または 6 px 半径と刺激が選ばれたことはほとんどない、14 または 15 とのそれら常に選ばれた理由は 10 px 半径を持っていたことを思い出してください。
9 または 11 ピクセルの半径の比較が難しく、参加者はしばしばミスを犯しています。実際、パフォーマンスだったチャンス レベル、違いが感知されないことを示唆しています。
ちょうど顕著な違いを計算、時間の 75% を選ばれた比較サイズを取る、この場合は 12 時間の 25% を選ばれた比較サイズ マイナスの半径-8 の半径-2 の答えを 2 で結果を分割と px。
つまり、円の半径が少なくとも 2 によって異なる必要があります正確に知覚されるサイズのピクセル。
今、あなたは、視覚的物体の大きさの知覚のちょうど顕著な違いに精通しているが、脳がどのように応答を探索する神経生理学的研究、食品の脂肪レベルの間を区別するなど、その他の行動状況にこのパラダイムを使用する方法を見てみましょう。
研究者が視覚野における調査方法個々 のニューロンがオブジェクトのサイズのように、世界の物理的なプロパティをエンコードします。
刺激提示と組み合わせての発火パターンを計測する電気生理学的記録の技術を使用して、研究者はサイズに敏感なニューロンが時々、実際には異なるサイズのオブジェクトに同じ方法で応答するを発見します。
これはなぜ JND がかろうじて-可知: 時々、脳関連の刺激本当に行う効果を生み出す見分けがつかない。
さらに、研究者は、食品中の脂肪濃度を検出するための個々 のしきい値を特徴付けるために顕著な違いのタスクを使用しています。
彼らは、高いボディマス指数を持つ個人がサンプル中の脂肪酸を試飲する前に高い可知差異またはしきい値を高く、必要な発見しました。これらの結果は、余分な脂肪の消費を制限する新たなアプローチにつながる可能性があります。
ゼウスの入門だけで顕著な違いを見てきただけ。今を分析し、結果を評価する方法と同様、設計および、テストを実行する方法のよい理解が必要です。
見てくれてありがとう!
図 3のグラフはその半径の大きさの関数として選ばれた比較刺激の時間の割合を示しています。一定の刺激は、常にこの実験で 10 px 半径をあることを思い出してください。これは比較を選択ほとんど決して 5 または 6 ピクセルの半径を持つ理由は、14 または 15 半径の選択ほとんどの場合ピクセル。ただし、9 または 11 ピクセルの半径、比較は困難です。参加者は、多くの場合間違いを犯します。JND が次のように定義されている: 時間の 25% を選択した場合、そのサイズを引いた時間の約 75% が選択されたときの比較サイズすべてが 2 で割った値します。ここでは、これらの数字は、12、8、それぞれ。円の半径の JND は 2 px。
なぜこれは、JND、統計情報と正規分布 (ベル曲線) の性質を行うことの正確な計算の詳細な数学的理由があります。しかし、グラフを見ても、計算をより直感的なする必要があります。半径の頃のみ 1 px 小さいか大きい 10、参加者は、多くのミスを犯して、彼女が彼女がちょうど推測された場合に生成する、0.5 に近く非常に実行します。すぐにパフォーマンスとなった 2 のピクセルの違いをはるかに正確なほぼ完璧な 3 のピクセルの違いまたはより大きいだった。図 4は、図 3 JND の計算を示すための注釈付きバージョンです。
図 4。図 3 の注釈付きのバージョン。
具体的には個々 のニューロンの発火が世界についての物理的なプロパティをエンコードする方法を調査するため考案した神経生理学、神経科学、JND の測定に一定の刺激方法の主な用途の 1 つ来ています。これらの研究は通常彼らの視覚野に埋め込まれた電極で猿を伴います。電極焼成またはスパイク、つまり、高速の電気信号を行うことにより、視覚刺激に応答する細胞に浸透します。JND 手法に関する研究, 研究者が個々 のニューロンが騒々しい発見-彼らはサイズ、明るさまたは色刺激のもっとまたはより少なく同じよう、毎回がいくつかの変動に対応します。その結果、2 つの非常によく似た刺激が同じ応答を引き出すだろう時間の一部。10 px は半径の円は時々 9 の半径を持つ円として同じニューロンの応答を得る px または 11 の半径を持つ円 px。これはなぜ JND がかろうじて-可知: 時々、脳関連の刺激本当に行う効果を生み出す見分けがつかない。
Exactly how much does something need to change for a difference to be perceived?
Think of, for instance, young children who grow rapidly—getting taller on a daily basis. However, it’s often difficult to notice subtle changes, especially if they still struggle to reach a basketball.
Over a much longer span, their growth spurt becomes more than perceptible; in fact, the amount can seem enormous! These changes in height are only noticed after a lapse because the small day-to-day differences are too small to be perceivable.
The minimal yet perceived amount is the just-noticeable-difference, which, for this example, is the smallest amount of growth noticed.
This video demonstrates a standard approach for measuring a just-noticeable-difference in shape size. Not only do we discuss the steps required to design and execute an experiment, but we also explain how to analyze the data and interpret the results describing just how small of a change in area is necessary to be perceived.
In this experiment, participants are briefly shown two different circles that vary in size and are forced to choose which one is larger.
During each trial, one is always presented with the same circumference, whereas the other is varied. This approach is referred to as the method of constant stimulus.
In this case, the constant stimulus is designed to have a radius of 10 px and located randomly on either the left or right side of the screen. In contrast, the other circle, called the comparison stimulus, will have a radius that varies between 5 and 9 and between 11 and 15 px.
Given these 10 possibilities, the comparison stimulus is shown 10 times on each side, for a total of 200 trials. The dependent variable is recorded as which stimulus was chosen to be the larger one.
Participants are expected to choose correctly if they perceived a difference in size between the two stimuli. However, when the shapes are closer in circumference and below the just-noticeable difference, performance is predicted to decline.
To begin the experiment, greet the participant in the lab. With them sitting comfortably in front of the computer, explain the task instructions: The screen will have the word “Ready?” on it until they press the space bar.
Watch as two blue stimuli appear and instruct the participant to indicate which stimulus they thought was larger by pressing the ‘L’ key for left- and ‘R’ for right-side responses. Remind them that they should guess if they are not sure which one is larger.
After answering any questions the participant might have, leave the room. Allow them to complete all of the 200 trials over a 5-min period. When they finish, return to the room and thank them for taking part in the experiment.
To analyze the data, first retrieve the programmed output file that captured each participant’s responses. Quickly glance at the data to make sure that performances were sensible—namely, that when the sizes of the comparison stimuli were 5 and 15 px, accuracy was near perfect.
Next, add a column to the output table called ‘Accuracy’ to determine whether the recorded answers are correct or not. Compare those given to the correct responses for all trials. Use the following IF statement to register a 1 when the response given was correct and 0 when it was incorrect.
Now, add another column to the table, labeled ‘Proportion of Comparison Responses’. Compare the column ‘Comparison Position’ with ‘Response’ and use a new IF statement to mark a ‘1’ when the comparison stimulus was chosen or a ‘0’ if the constant circle was chosen.
To visualize the results, make a scatter plot with the size of the comparison on the x-axis and the proportion of times it was chosen as being larger on the y-axis. Recall that the constant stimulus always had a 10-px radius, which is why stimuli with 5 or 6 px radii were almost never chosen and those with 14 or 15 were always chosen.
With a radius of 9 or 11 px, the comparison was more difficult and participants often made mistakes. In fact, performance was at chance level, suggesting that differences were not being perceived.
To calculate the just-noticeable-difference, take the comparison size that was chosen 75% of the time, in this case a radius of 12, minus the comparison size that was chosen 25% of the time—radius of 8—and divide the result by 2 for an answer of 2 px.
In other words, the radii of the circles need to differ by at least 2 px for their sizes to be accurately perceived.
Now that you are familiar with just-noticeable differences in the perception of visual objects’ sizes, let’s look at how this paradigm is used in neurophysiological studies to explore how the brain responds and in other behavioral situations, such as distinguishing between fat levels in food.
Researchers have investigated how individual neurons in the visual cortex encode the physical properties of the world, like objects’ sizes.
Using electrophysiological recording techniques that measure firing patterns in conjunction with stimuli presentation, researchers found that neurons that are sensitive to size will sometimes respond in the same way to objects that are actually different sizes.
This is why JND are just-barely-noticeable: sometimes, in the brain, the relevant stimuli really do produce indistinguishable effects.
In addition, researchers have used a just-noticeable-differences task to characterize individual thresholds for detecting fat concentrations in food.
They found that individuals with a higher body mass index required a higher just-noticeable difference, or higher threshold, before tasting fatty acids in the samples. These results could lead to new approaches to limit excess fat consumption.
You’ve just watched JoVE’s introduction to just-noticeable differences. Now you should have a good understanding of how to design and run the experiment, as well as how to analyze and assess the results.
Thanks for watching!
Related Videos
Sensation and Perception
11.0K 閲覧数
Sensation and Perception
17.2K 閲覧数
Sensation and Perception
11.7K 閲覧数
Sensation and Perception
6.8K 閲覧数
Sensation and Perception
18.2K 閲覧数
Sensation and Perception
17.3K 閲覧数
Sensation and Perception
13.2K 閲覧数
Sensation and Perception
14.8K 閲覧数
Sensation and Perception
15.8K 閲覧数
Sensation and Perception
5.7K 閲覧数
Sensation and Perception
15.4K 閲覧数
Sensation and Perception
15.9K 閲覧数
Sensation and Perception
15.3K 閲覧数
Sensation and Perception
24.2K 閲覧数
Sensation and Perception
6.4K 閲覧数