Name: measuring visual attention with cues
Uploaded: 2023-04-30T06:46:17.000Z
Duration: 7 min 51 s
Channel: JoVE

K12 Standards

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New York State Science Learning Standards

High School

Physical Science

HS. Waves and Electromagnetic Radiation

HS-PS4-5.

Spatial Cueing

1. 장비
<ol><li>이 실험에는 E-Prime과 같은 컴퓨터 및 실험 구현 소프트웨어 또는 MATLAB 또는 PsychoPy와 같은 프로그래밍 환경이 필요합니다.</li>
</ol>2. 자극 및 실험 설계
<ol><li>실험은 참가자가 간단한 시각적 표적을 감지하고 보고해야 하는 짧은 시험을 포함합니다. 각 평가판은 세 프레임으로 구성됩니다. 그림 1은 프레임을 묘사합니다.</li>
</ol><img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/10210/10210fig1.jpg"> 그림 1. 시각적 주의의 결과를 측정하는 데 사용되는 공간 큐링 패러다임에서 이벤트의 순서. 각 평가판은 프레임 1에 표시된 것과 같이 중앙 고정 십자가와 양쪽에 두 개의 녹색 상자가 있는 동일한 방식으로 시작됩니다. 프레임 2에서 고정 십자가는 두 상자 중 하나를 가리키는 화살표로 대체됩니다(각 시간의 50%). 마지막으로 프레임 3에는 두 상자 중 L 또는 T-in 문자가 표시됩니다. 표시된 예제에서 문자는 L입니다. 오른쪽 패널 예제에서 문자가 화살표가 가리키는 상자에 나타나 일치 평가판을 생성합니다. 왼쪽 패널에서 글자 표시가 화살표 맞은편에 나타나 위화감없는 재판을 생성합니다. 관심의 척도는 참가자가 올바른 응답(반응 시간)을 만드는 데 걸리는 시간이며, 특히 합동 및 부조화 시험 의 평균 차이입니다.
<ol start="2"><li>프레임 1에는 두 개의 녹색 상자가 있으며, 1.0in. x 1.0in. 디스플레이의 양쪽에 수직으로 중심이 있습니다. 또한 디스플레이 중앙에 정확히 위치한 0.5인 길이의 빨간색 고정 십자가가 있습니다. 녹색 상자는 디스플레이 가장자리에서 약 1.5인이어야 합니다.</li>
	<li>두 번째 프레임에서 고정 십자가는 두 개의 녹색 상자 중 하나를 가리키는 화살표인 큐로 대체됩니다. 그림 1에표시된 것처럼 화살표를 빨간색으로 만들고 쉽게 볼 수 있습니다.</li>
	<li>프레임 3에서는 두 상자 중 하나에 'T' 또는 'L'이 추가되고 프레임 2의 화살표가 고정 십자가의 재등장으로 대체됩니다.<ol>
<li>참가자의 임무는 상자에 있는 문자가 적절한 키를 사용하여 'L' 또는 'T'인지 를 나타내는 것입니다. 각 문자는 시간의 50 %가 나타납니다.</li>
		<li>시험의 80%에서 화살표가 프레임 2에서 가리키는 문자가 상자에 나타납니다. 이들은 합동 시험이라고 합니다. 나머지 20%의 시험에서는 글자표시가 화살표의 방향 반대에 나타납니다. 이들은 위화감 있는 시험이라고 합니다.</li>
		<li>전반적으로 문자는 오른쪽또는 왼쪽에 똑같이 자주 나타납니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>실험의 순서는 설명된 바와 같이, 임의순서로 합동 및 위화도 시험의 정확한 비율을 포함한다. 총 400회(합동 320회, 부조리 80회)를 포함합니다.</li>
	<li>프레임 1은 100ms, 프레임 2에 대한 각 시험에 존재해야 하며, 응답이 기록될 때까지 프레임 3이 남아 있어야 합니다.</li>
	<li>마지막으로 관련 데이터를 수집하기 위해 실험을 프로그래밍해야 합니다. 출력 파일은 도 2의테이블에 표시된 것과 같은 헤더가 있어야 하며, 한 시험의 데이터를 포함하여 각 행에는 평가판 번호, 나타난 편지의 위치(왼쪽 또는 오른쪽), 나타난 특정 문자(L 또는 T), 평가판이 위화또는 부조리(조건이라고 함), 참가자가 만든 키프레스, 그리고 중요한 것은 참가자에 대한 반응 시간, 참가자에 대한 반응 시간, 참가자에 대한 반응 시간 등을 가져와야 합니다. (이 숫자는 MS에 기록되어야 하며 50에서 500 사이의 범위로 예상됩니다).</li>
</ol><img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/10210/10210fig2.jpg"> 그림 2. 공간 큐잉 실험에서 데이터 출력을 구성하기 위한 샘플 테이블입니다. 관심의 주요 척도는 각 시험의 반응 시간입니다. 또한, 동시 및 부조화 시험에서 반응 시간을 비교하기 위해 조건을 기록해야 하며, 응답 정확도를 평가하기 위해서는 문자 유형과 응답이 필요합니다. 또한 시험이 올바른 비율로 나타나는지 확인하기 위해 편지 위치를 기록하는 것이 좋습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/10210/10210fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
3. 실험 실행
<ol><li>실험을 실행하려면 10~20명의 참가자를 모집합니다.</li>
	<li>참가자가 실험실에 도착하면 시각적 주의의 본질을 조사하고 정보에 입각한 동의 동의를 완료하도록 요청하기 위해 수행 될 실험이 수행 될 것이라고 설명하십시오.</li>
	<li>모니터에서 60cm 떨어진 의자 뒤쪽으로 테스트 컴퓨터 앞에 참가자를 앉히십시오.</li>
	<li>그들에게 지침을 자세히 설명합니다.<ol>
<li>"이 실험의 각 시험은 다소 동일할 것입니다. 각 평가판의 시작 부분에 빨간색 고정 십자가가 표시됩니다. 항상 그 위치에 눈을 고정시키는 것이 중요합니다. 100ms 후 고정 십자가는 디스플레이에있을 두 개의 녹색 상자 중 하나를 가리키는 빨간색 화살표로 대체됩니다. 마지막으로 100ms 후에 화살표가 사라지고 두 상자 중 하나에 문자가 나타납니다. 항상 L 또는 T가 되며 해당 키를 사용하는 키를 보고하는 것이 업무입니다. 정확도를 희생하지 않고 가능한 한 빨리 키프레스를 만들 수 있기를 원하므로 L 키에 오른쪽 검지 손가락과 T 키에 왼쪽 검지 손가락을 항상 유지하는 것이 좋습니다. 응답을 한 후 다음 평가판이 시작되기 전에 반초 지연이 있을 것입니다. 빨간색 화살표가 항상 문자가 결국 나타나는 장소를 가리키는 것은 아닙니다. 당신은 실험의 400 시험을 할 것입니다, 이는 단지 약 5 ~ 10 분 이걸릴 한다. 중간쯤에 2분 간 짧은 휴식이 있을 것입니다. 질문이 있으십니까?"</li>
	</ol>
</li>
	<li>질문에 대답하면 프로그램을 시작하고 참가자가 지침을 이해했는지 확인하기 위해 몇 가지 시험을 관찰하십시오. 그런 다음 실험이 완료될 때까지 시험실을 떠날 수 있습니다.</li>
</ol>4. 결과 분석
<ol><li>실험이 진행됨에 따라 프로그램이 각 참가자의 결과 테이블에 셀을 자동으로 채워야 합니다. 따라서 실험이 끝나면 각 참가자에 대해 400개의 시험을 나타내는 400개의 행이 있는 테이블이 있습니다.</li>
	<li>먼저 제공된 응답이 정확한지 확인합니다. 이렇게 하려면 표에 정확도라는 열을 추가합니다. 그림 3은 채워진 데이터 테이블을 보여 주습니다.<ol>
<li>주어진 응답이 올바른지 확인하려면 표시된 문자의 실제 ID와 제공된 응답을 비교합니다. 테이블에 각 열에 대한 열이 포함되어 있음을 기억하십시오.<ol>
<li>Excel(또는 다른 소프트웨어)은 정확도라는 새 열에 다음 수식을 입력하여 응답이 올바른지 자동으로 확인할 수 있습니다. =if("문자 유형"= "주어진 응답",1,0)이 문자 유형 열의 문자가 응답 지정된 열의 문자와 같으면 정확도 열에 1이 있음을 의미합니다. 그렇지 않으면 0이 되어 잘못된 응답을 나타냅니다.</li>
			<li>새 정확도 열의 값을 함께 평균화하여 각 참가자의 평균 정확도를 계산합니다. 참가자에 대한 올바른 응답 비율이 0.8 미만인 경우 참가자의 결과를 더 이상 분석하지 마십시오. 이는 참가자가 지침을 오해하거나 정확하게 수행하는 데 우선 순위를 두지 않았음을 시사합니다.</li>
		</ol>
</li>
		<li>이제 관심 의 척도를 계산할 수 있습니다. 모든 합동 시험에 참여하는 참가자를 위한 반응 시간을 함께 평균하고, 별도로, 모든 부조리 한 시험에서. 그런 다음 함께 그룹화된 모든 참가자에 대해 합리적이고 위화감이 있는 평균을 계산합니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/10210/10210fig3.jpg"> 그림 3. 25개의 공간 큐잉 시험의 결과로 채워진 데이터 테이블입니다. '정확도'라고 표시된 마지막 열은 실험이 완료된 후 추가되었으며, 정확도 검사를 자동화하는 데 수식이 사용되었습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/10210/10210fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

1970년대 후반에 도입된 이래, 공간 큐잉 작업은 연구원들에 의해 널리 사용되어 왔으며, 예를 들어 자동으로 변화에 주의를 유발할 수 있는 자극의 종류를 식별하기 위해 서 있다. 예를 들어, 연구자들은 밝은 깜박임과 시끄러운 소리가 자동으로 변화에 주의를 유발하는지 여부를 조사했습니다. 이러한 실험에서 식별해야 하는 문자는 예기치 않은 조명과 소리가 선행되기도 합니다. 연구원은 다음 밝은 플래시 때 감지 속도 비교할 수 있습니다., 예를 들어, 같은 위치에 또는 다른 위치에 문자 앞에. 반대 위치에서 플래시와 관련된 비용은 플래시가 자동으로 주의를 끌었다는 것을 의미합니다.
1990 년대 이후, 작업은 공간 주의의 제어에 관련 된 신경 센터를 식별 하기 위해 기능적인 자기 공명 화상 진찰과 함께 사용에 대 한 중요 한 하나가 되었다. 합동 및 위화도 조건에서 두뇌 활동을 대조해서, 연구원은 정수리 엽의 지구가 합동 조건에 비교된 위화증 예심에서 일어나는 추가 주의 교대에 관련된...

공간 큐잉

출처: 조나단 플롬바움 연구소 -존스 홉킨스 대학
주의는 환경에서 다른 자극을 희생하여 처리를 위한 일부 정보를 선택하는 제한된 인간 능력을 말합니다. 시력, 청각, 터치, 심지어 맛과 냄새 : 주의는 모든 감각 양식에서 작동합니다. 그것은 가장 자주 하지만 시각적 도메인에서 공부. 시각적 인 주의를 공부하는 일반적인 방법은 공간 큐킹 패러다임입니다. 이 패러다임은 연구원이 다른 지역이 아닌 일부 위치에서 시각적 주의에 초점을 맞추는 결과를 측정 할 수 있습니다. 이 패러다임은 심리학자 마이클 포스너에 의해 개발되었다 70 년대 후반과 80 년대 초반에 그는 스포트라이트에 관심을 비유하는 논문의 시리즈에서, 선택적으로 장면의 일부를 조명. 1,2 이 비디오는 시각적 인 주의를 조사하기 위한 공간 큐잉 실험에 대한 표준 절차를 보여줍니다.

그림 4는 참가자 그룹의 평균 반응 시간을 보여 주며, 합동 및 부조화 한 시험을 비교합니다. 참가자들은 평균적으로 합동 시험에서 응답하기 위해 약 200 ms더 빠름을 겪었습니다. 이는 한 위치와 관련된 이점과 다른 위치로의 비용을 보여 주어 있습니다. 화살표는 참가자들에게 각 시험에서 편지가 나타나는 위치에 대한 80 %의 신뢰할 수있는 정보를 제공했기 때문에 참가자는 화살표로 가리키는 위치에 시각적주의를 지시했습니다. 그런 다음 편지가 그 위치에 나타났을 때, 대부분의 시간을 보냈을 때 참가자들은 신속하게 처리하고 식별 할 수 있습니다. 편지가 반대로 나타났을 때, 참가자들은 평균적으로 약 200 ms를 촬영한 것으로 보였던 편지를 처리하고 식별하기 위해 화면을 통해 주의를 기울여야했습니다.
<img alt="Figure 4" src="/files/ftp_upload/10210/1021...

Source: Laboratory of Jonathan Flombaum&#8212;Johns Hopkins University
Attention refers to the limited human ability to select some information for ...

다른 자극을 무시하면서 처리할 환경에서 특정 정보를 선택하는 능력을 주의라고 합니다. 시각적 주의는 떠오르는 보름달과 같이 시선이 의식적으로 물체를 향하는 명백한 주의일 수도 있고, 직접 보고 있지 않은 것을 알아차리는 은밀한 것일 수도 있습니다. 예를 들어, 개인은 도로의 갈림길 왼쪽을 가리키는 표지판을 응시하고 있을 수 있습니다. 그러나 그들은 여전히 그 경로 아래에서 근처의 올빼미를 식별할 것입니다. 이 개념은 공간 큐잉(spatial cueing)이라고 불리며, 여기서 은밀한 주의는 특정 신호에 의해 이동됩니다. 심리학자 마이클 포스너(Michael Posner)의 이전 연구를 기반으로 한 이 비디오는 은밀한 시각적 주의의 척도를 조사하는 데이터를 해석하는 방법을 포함하여 컴퓨터화된 공간 신호 작업을 실행하는 방법을 보여줍니다. 이 실험에서 참가자는 초점과 그에 따른 주의력 이동을 보여주는 간단한 시각적 대상을 감지하고 보고해야 합니다. 모든 시도에서 참가자는 순서대로 발생하는 세 가지 프레임을 관찰하도록 요청받습니다: 프레임 1에서는 ?-in으로 만들어진 빨간색 고정 십자가. 긴 선은 디스플레이 중앙에 있습니다. 각각 1 x 1인치인 두 개의 녹색 상자는 1.5인치로 세로로 중앙에 배치됩니다. 디스플레이의 가장자리에서 떨어집니다. 100ms 후 두 번째 프레임이 동일한 기간 동안 나타나지만 이번에는 고정 십자가가 두 개의 녹색 상자 중 하나를 가리키는 빨간색 화살표로 대체됩니다. 세 번째 프레임에서 큐 화살표는 동시에 고정 십자가로 대체됩니다. 시행의 절반에서는 두 상자 중 하나에 문자 'T'가 추가되고 나머지 절반에는 문자 'L'이 포함됩니다. 둘 다 동등하게 분포되어 있습니다. 참가자들은 표시된 편지를 식별해야 합니다. 모든 응답에 따라 짧은 500ms 재판 간 간격이 발생하고 총 400번의 시행에 대해 시퀀스가 반복됩니다. 여기서 트릭은 화살표가 80%를 가리키는 상자에 문자가 나타나는 합동 또는 시도의 20% 동안 화살표 방향과 반대 방향으로 나타나는 불일치입니다. 종속 변수는 참가자가 여러 시도 유형 간에 올바른 응답을 하는 데 걸리는 시간이며, 이는 측면에 관계없이 상자에 표시된 문자를 선택하기만 하면 달성됩니다. 참가자들은 평균적으로 일치하지 않는 실험에 비해 합동 실험에서 더 빨리 반응할 것으로 예상되며, 따라서 주의를 집중해야 하는 공간적 위치를 단서화하는 것과 관련된 이점을 보여줍니다. 실험을 준비하기 위해 소프트웨어 프로그램을 열고 공간 큐 패러다임이 올바르게 작동하는지 확인합니다. 참가자를 모집한 후, 각 참가자를 실험실로 데려와 이 과제가 시각적 주의의 본질을 조사하기 위해 고안되었다고 설명합니다. 진행하기 전에 정보에 입각한 동의서를 작성하도록 요청하십시오. 시작하려면 참가자를 테스터 컴퓨터 앞에 앉히고 의자 등받이를 모니터에서 60cm 떨어진 곳에 앉힙니다. 작업 지침을 설명하고 질문에 답합니다. 참가자가 준비되면 스페이스바를 눌러 프로그램을 시작할 수 있도록 합니다. 몇 번의 시도를 통해 문자를 화면에 나타나자마자 'L' 또는 'T' 키를 누르고 있는지 확인하십시오. 400번의 시험을 마치면 시험장을 나갑니다. 실험 중간에 2분의 휴식을 제공하여 총 작업 시간을 10분 미만으로 만듭니다. 데이터 분석을 시작하려면 먼저 출력 파일로 처음에 프로그래밍된 캡처된 데이터를 검색합니다. 다음 항목에 대한 데이터가 테이블에 자동으로 채워져야 합니다: 시험 번호, 문자 위치, 문자 유형, 조건, 참가자가 제공한 실제 응답, 그리고 중요하게는 문자가 시작될 때부터 키 누름까지 측정된 반응 시간. 다음으로, 테이블에 'Accuracy'라는 열을 추가하여 제공된 응답이 정확한지 확인합니다. 이 열을 채우려면 '문자 유형'과 '주어진 응답'을 비교하는 수식을 만들어 1은 올바른 응답을 나타내고 0은 오답을 나타내도록 합니다. 이제 각 참가자의 총 평균 정확도 값이 0.8 이상인지 확인하여 참가자가 작업 지침을 이해했는지 확인합니다. 데이터를 시각화하려면 임상시험 유형별로 참가자 간의 평균 반응 시간을 그래프로 표시합니다. 그들은 부적합한 시험에 비해 합동에서 약 200ms 더 빠르게 응답했습니다. 이러한 차이는 화살표가 참가자들에게 특정 공간 위치에 주의를 기울이도록 신호를 보내 문자가 나타났을 때 더 빨리 처리하고 식별할 수 있도록 했음을 시사합니다. 이제 공간적 단서를 조사하기 위한 실험을 설계하는 것에 익숙해졌으니, 연구자들이 어떻게 패러다임의 변형을 사용하여 뇌 손상의 경우 주의력 능력이 과제 요구의 변화와 함께 어떻게 변화하는지 조사해 보겠습니다. 기능적 자기 공명 영상(functional magnetic resonance imaging)을 사용한 연구에 따르면 두정엽(parietal lobe) 내의 영역이 공간적 위치로 주의를 집중시키는 능력에 관여하는 것으로 나타났습니다. 뇌졸중이나 종양으로 인한 국소 손상이 있는 환자에서 Posner와 동료들은 합동 시험에 비해 부조화 시 반응 시간이 더 길다는 것을 발견했으며, 특히 두정엽 영역 외부에 병변이 있는 신경학적 대조군과 비교할 때 이 영역의 기능적 중요성을 확인했습니다. 또한, 이미 배웠듯이, 작업에 단서를 포함하면 이러한 기대가 충족되지 않을 수도 있음에도 불구하고주의를 집중해야할 위치에 대한 예상 생각으로 이어집니다. 연구자들은 예상치 못한 밝은 섬광과 같이 자동으로 주의가 이동하도록 유발할 수 있는 자극의 종류를 식별하기 위해 패러다임을 조정했습니다. 이러한 수정은 주의력 결핍 과잉 행동 장애(Attention-Deficit-Hyperactivity Disorder)와 같이 제한된 요구 하에서 집중하는 데 어려움을 겪을 수 있는 개인에게 도움이 될 수 있습니다. 당신은 방금 JoVE의 공간 큐잉에 대한 소개를 보았습니다. 이제 은밀한 시각적 주의 패러다임을 설계하고 수행하는 방법뿐만 아니라 신호가 예상되거나 일치하지 않을 때 주의 요구를 분석하고 해석하는 방법을 잘 이해해야 합니다. 시청해 주셔서 감사합니다!

Education

교육

JoVE Science Education

Psychology

심리학

Sensation and Perception

감각과 지각

measuring visual attention with cues

Visual attention is the limited ability to focus on some information while ignoring other stimuli in the environment. It is studied in many senses, including vision, hearing, touch, taste, and smell. Researchers most often examine it in vision because it is easy to test with controlled displays.

A common method is the spatial cueing paradigm. In this task, a cue appears to guide attention toward one location, and researchers measure what happens when attention is focused there instead of elsewhere. The method helps show the effects of directing visual attention to some places and not others.

The spatial cueing approach was developed by psychologist Michael Posner in the late 1970s and early 1980s. In his papers, he described attention as a spotlight that selectively lights up part of a scene. The procedure shown here demonstrates the standard steps used in a spatial cueing experiment to study visual attention.

Measuring Visual Attention with Cues

color afterimages

Color Opponency and Afterimages

Color afterimages show how the brain uses opponent color signals to process vision. Human color vision can separate millions of hues, even though it depends on fairly simple hardware. A key part of that ability comes from an opponent system in the brain. In an opponent system, the presence of one kind of color signal is treated as evidence for the absence of another. The absence of one signal can also count as evidence for the other. For example, some brain cells respond when blue is present...

finding your blind spot and perceptual filling-in

finding-your-blind-spot-and-perceptual-filling-in

How the Brain Fills In the Blind Spot

The blind spot is a gap in vision created by the retina and optic nerve. The retina contains light-sensitive cells that detect light and send signals to the brain through the optic nerve, a bundle of neural fibers. In each retina, there is one area in the periphery where these outputs collect and the optic nerve exits. That spot has no photosensitivity, so light that lands there does not create a signal. This means humans have a blind spot, or a place in the visual field where incoming stimuli...

perspectives on sensation and perception

Sensory Illusions in Perception

Sensation and perception explain how the brain turns sensory signals into what we see, hear, feel, and taste. Sensation is the process of transducing signals from sensory organs, such as the eyes. Perception is how the brain interprets those messages. This field has a long history that reaches back to the 19th century. During that time, scientists made major progress in understanding the properties of light and how they connect to the visual system. Those findings helped shape modern ideas...

motion-induced blindness

Visual Awareness Through Motion Illusion

Visual awareness and motion-induced blindness show how the brain shapes what people see. In visual perception and sensation, what appears in the world is not a direct copy of physical reality. People may miss real objects, see things that are not there, or see them in a distorted way. Scientists use the word awareness to mean what people actually perceive. To study awareness, vision researchers often rely on illusions and misperceptions. These cases help reveal how the brain builds experience...

the rubber hand illusion

Body Mapping and the Rubber Hand Illusion

The Rubber Hand Illusion shows how the brain builds a map of the body in space. This body map helps people reach for objects, walk without hitting obstacles, and sit down without missing a chair. It depends on proprioception, which is the brain's sense of where the limbs are based on control and feedback signals. The brain does not rely on proprioception alone. It also uses vision, touch, and even sound to represent body parts in space. The classic illusion, first described by Botvinick and...

the ames room

How the Ames Room Warps Depth

The Ames Room is a visual illusion that changes how people judge depth and size. It is built to show how the brain uses assumptions to recover three-dimensional space from a two-dimensional image on the retina. The retina is the light-sensitive tissue inside the human eye. Light from objects in the world reflects onto the retina and creates patterns of stimulation. Objects that are side-by-side in the world usually create side-by-side stimulations on the retina. Distance is harder to recover,...

inattentional blindness

Visual Attention and Missed Objects

Visual attention helps determine which parts of the visual world the brain processes and how well it processes them. Because attention is limited, people cannot take in everything at once, even when an object is right in front of them. Researchers began showing this effect in the 1960s. Ulrich Neisser demonstrated that people can miss visible objects when their attention is distracted. Later, in the 1980s and 1990s, Arien Mack and Irvin Rock built on that work and developed a simple way to...

spatial cueing

Visual attention is the limited ability to focus on some information while ignoring other stimuli in the environment. It is studied in many senses, including vision, hearing, touch, taste, and smell. Researchers most often examine it in vision because it is easy to test with controlled displays. A common method is the spatial cueing paradigm. In this task, a cue appears to guide attention toward one location, and researchers measure what happens when attention is focused there instead of...

the attentional blink

Measuring Visual Attention Lapses

Visual attention is needed to recognize a stimulus. Early in vision, objects are not seen as whole objects. They are processed as features such as lines, corners, texture changes, color, and light. Attention helps later processing combine those features into something the brain can identify. This makes attention a major topic in vision research. A key question is how people sustain attention over time. Sustained attention means keeping focus from moment to moment. It takes effort, especially...

crowding

Peripheral Vision and Letter Crowding

Peripheral vision and letter crowding are shown in this high school science video. The lesson connects how the eye samples light with why objects are harder to recognize at the edge of vision. Human vision depends on light-sensitive neurons in the back of the eye called the retina. These neurons are rods and cones, named for their shapes. They are not spread evenly across the retina. The center region, called the macula, has a dense pack of cones. Cones are especially concentrated in the...

the inverted-face effect

Face Recognition and Upside-Down Faces

Face recognition is a specialized part of human perception. It often feels effortless, but it actually depends on complex and intensive processing. The brain uses dedicated networks to detect faces and tell them apart.

the mcgurk effect

How Lip Reading Shapes Speech Perception

Speech perception depends on both hearing and vision. In many face-to-face conversations, the mouth gives strong visual clues about what a person is saying. Those clues can help the brain sort out speech sounds that are hard to hear clearly. This reliance on visual input is one reason spoken language is easier to understand when the speaker’s face is visible and close up. The mouth can sometimes provide better information than the sound alone. When the brain combines what it sees with what it...

just-noticeable differences

Measuring Size Changes with JND

Psychophysics studies how physical changes become neural signals and mental ideas about magnitude. A key idea in this field is the just-noticeable difference, or JND. A JND is the smallest change people can perceive. Size is a clear way to study JND. Small changes in a child’s height may go unnoticed from day to day. After a longer absence, such as a return from sleep-away camp or a visit after many weeks, those same small changes can seem obvious because they have added up. Researchers...

the staircase procedure for finding a perceptual threshold

the-staircase-procedure-for-finding-a-perceptual-threshold

Measuring Auditory Thresholds with Staircase Testing

Psychophysics studies how the physical strength of a stimulus relates to what people actually perceive. It focuses on perceptual thresholds, which are the smallest amounts of stimulation a person can sense. Examples include the brightness needed to see a light, the pressure needed to feel touch, and the softness of a sound that can still be heard. The staircase procedure is an efficient method for finding a perceptual threshold. Here, the stimulus is adjusted step by step based on a person’s...

object substitution masking

Visual Masking with Object Substitution

Visual masking describes cases where one image is presented, but an observer does not perceive it because a second image appears. In vision science, this kind of interference helps researchers study how the brain selects and stores visual information. Object substitution masking is a surprising form of visual masking. It became an important topic in vision research after it was discovered relatively recently, around 1997, by Enns and Di Lollo. The effect has been studied because it shows that...

sensation and perception

이 컬렉션은 뇌가 어떻게 복잡한 감각을 처리하며 의식적 인식과 시각, 촉각 및 청각 지각에 직면하는 문제를 해결하는지 연구하는 다양한 절차를 탐구합니다

Explore how the spatial cueing paradigm is used to study visual attention, following the cueing method developed by Michael Posner.

Measuring Visual Attention with Cues | JoVE K12

Life Science

Structure and Function

HS-LS1-2.

Jonathan Flombaum

Overview

Stimulus and Experimental Design

Running the Experiment

Representative Results

Applications

Summary

Travelling Waves

A wave is a disturbance that propagates from its source, repeating itself periodically, and is typically associated with simple harmonic motion. ...

Wave Parameters

The simplest mechanical waves are associated with simple harmonic motion and repeat themselves for several cycles. These simple harmonic waves can be ...

Equations of Wave Motion

Mathematically, the motion of a wave can be studied using a wavefunction. Consider a string oscillating up and down in simple harmonic motion, having a ...

Graphing the Wave Function

Consider the wave equation for a sinusoidal wave moving in the positive x-direction. The wave equation is a function of both position and time. From the ...

/files/media/science-education/science-education-thumbs/14721.jpg

Velocity and Acceleration of a Wave

A wave propagates through a medium with a constant speed, known as a wave velocity. It is different from the speed of the particles of the medium, which ...

Speed of a Transverse Wave

The speed of a wave depends on the characteristics of the medium. For example, in the case of a guitar, the strings vibrate to produce the sound. The ...

/files/media/science-education/science-education-thumbs/14722.jpg

problem-solving-tuning-of-a-guitar-string

Problem-Solving: Tuning of a Guitar String

In the case of stringed instruments like the guitar, the elastic property that determines the speed of the sound produced is its linear mass density or ...

/files/media/science-education/science-education-thumbs/14744.jpg

Kinetic and Potential Energy of a Wave

All forms of waves carry energy; this is directly visualized in nature. For instance, the waves of earthquakes are so intense that they can shake huge ...

Energy and Power of a Wave

The total energy associated with a wavelength is the sum of the potential energy and the kinetic energy. The average rate of energy transfer associated ...

Interference and Superposition of Waves

When two waves of the same nature occur in the same region simultaneously, they result in interference. Interference of waves implies that the net effect ...

Reflection of Waves

When a wave travels from one medium to another, it gets reflected at the boundary of the second medium. A common example of this is when a person yells at ...

Propagation of Waves

When a wave propagates from one medium to another, part of it may get reflected in the first medium, and part of it may get transmitted to the second ...

Standing Waves

Sometimes waves do not seem to move; rather, they just vibrate in place. Unmoving waves can be seen on the surface of a glass of milk kept in a ...

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Modes of Standing Waves - I

A close look at earthquakes provides evidence for the conditions appropriate for resonance, standing waves, and constructive and destructive interference. ...

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Modes of Standing Waves: II

The starting point for expressing the modes of standing waves is understanding the boundary conditions that the waves must follow. The boundary conditions ...

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Sound Waves

Sound waves can be thought of as fluctuations in the pressure of a medium through which they propagate. Since the pressure also makes the medium&#39;s ...

Sound as Pressure Waves

Sound waves, which are longitudinal waves, can be modeled as the displacement amplitude varying as a function of the spatial and temporal coordinates. As ...

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Perception of Sound Waves

The human ear is not equally sensitive to all frequencies in the audible range. It may perceive sound waves with the same pressure but different ...

Speed of Sound in Solids and Liquids

Most solids and liquids are incompressible&#8212;their densities remain constant throughout. In the presence of an external force, the molecules tend to ...

Speed of Sound in Gases

The speed of sound in a gaseous medium depends on various factors. Since gases constitute molecules that are free to move, they are highly compressible. ...

Shock Waves

While deriving the Doppler formula for the observed frequency of a sound wave, it is assumed that the speed of sound in the medium is greater than the ...

Echo

The human ear cannot distinguish between two sources of sound if they happen to reach within a specific time interval, typically 0.1 seconds apart. More ...

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Use mathematical representations to support a claim regarding relationships among the period, frequency, wavelength, and speed of waves traveling and transferring energy (amplitude, frequency) in various media.

HS-PS4-1.

Using GIS to Investigate Urban Forestry

Source: Laboratories of Margaret Workman and Kimberly Frye - Depaul University
Urban forests broadly include urban parks, street trees, landscaped ...

Evaluate questions about the advantages of using a digital transmission and storage of information.

HS-PS4-2.

concept-of-resonance-and-its-characteristics

Concept of Resonance and its Characteristics

If a driven oscillator needs to resonate at a specific frequency, then very light damping is required. An example of light damping includes playing piano ...

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Sound Waves: Resonance

Resonance is produced depending on the boundary conditions imposed on a wave. Resonance can be produced in a string under tension with symmetrical ...

Sound Waves: Interference

Sound waves can be modeled either as longitudinal waves, wherein the molecules of the medium oscillate around an equilibrium position, or as pressure ...

Interference: Path Lengths

Consider two sources of sound, that may or may not be in phase, emitting waves at a single frequency, and consider the frequencies to be the same.
Two ...

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The Wave Nature of Light

The nature of light has been a subject of inquiry since antiquity. In the seventeenth century, Isaac Newton performed experiments with lenses and prisms ...

The Electromagnetic Spectrum

The electromagnetic spectrum consists of all the types of electromagnetic radiation arranged according to their frequency and wavelength. Each of the ...

The Quantum-Mechanical Model of an Atom

Shortly after de Broglie published his ideas that the electron in a hydrogen atom could be better thought of as being a circular standing wave instead of ...

Quantum Numbers

It is said that the energy of an electron in an atom is quantized; that is, it can be equal only to certain specific values and can jump from one energy ...

Interference and Diffraction

Source: Yong P. Chen, PhD, Department of Physics &#38; Astronomy, College of Science, Purdue University, West Lafayette, IN
Interference and diffraction ...

Photoelectric Effect

Source: Yong P. Chen, PhD, Department of Physics &#38;&#38; Astronomy, College of Science, Purdue University, West Lafayette, IN
Photoelectric effect ...

Reflection and Refraction

Source: Derek Wilson,&#160;Asantha Cooray, PhD, Department of Physics &#38; Astronomy, School of Physical Sciences, University of California, Irvine, CA
...

Evaluate the claims, evidence, and reasoning behind the idea that electromagnetic radiation can be described either by a wave model or a particle model (quantum theory), and that for some situations one model is more useful than the other.

HS-PS4-3.

Electric Charge in a Magnetic Field

Source: Andrew Duffy, PhD, Department of Physics, Boston University, Boston, MA
This experiment duplicates J.J. Thomson's famous experiment at the end of ...

Electromagnetic Fields

Electric fields generated by static charges, often referred to as electrostatic fields, are characteristically different from electric fields created by ...

Electromagnetic Waves

James Clerk Maxwell formulated a single theory combining all the electric and magnetic effects scientists knew during that time, calling the phenomena his ...

Electromagnetic waves are categorized according to their wavelengths and frequencies, giving the electromagnetic spectrum. These waves are classified as ...

Plane Electromagnetic Waves I

The existence of combined electric and magnetic fields that propagate through space as electromagnetic (EM) waves is the most significant prediction of ...

Plane Electromagnetic Waves II

Consider a plane wavefront traveling in position x-direction with a constant speed. This wavefront can be utilized to obtain the relationship between ...

propagation-speed-of-electromagnetic-waves

Propagation Speed of Electromagnetic Waves

Electromagnetic waves are consistent with Ampere&#39;s law. Assuming there is no conduction current Ampere&#39;s law is given as:


Consider a plane ...

Electromagnetic Waves in Matter

Electromagnetic waves can travel in the vacuum as well as in matter. For example light, which is an electromagnetic wave, can travel through air, water, ...

Energy Carried By Electromagnetic Waves

Anyone who has used a microwave oven knows there is energy in electromagnetic waves. Sometimes, this energy is obvious, such as in the summer sun&#39;s ...

Intensity Of Electromagnetic Waves

The energy transport per unit area per unit time, or the Poynting vector, gives the energy flux of an electromagnetic wave at any specific time. For a ...

Momentum And Radiation Pressure

An object absorbing an electromagnetic wave would experience a force in the direction of propagation of the wave. This force occurs because ...

Cardiac Magnetic Resonance Imaging

Source: Frederick W. Damen and Craig J. Goergen, Weldon School of Biomedical Engineering, Purdue University, West Lafayette, Indiana
In this video, high ...

an-introduction-to-drosophila-melanogaster

An Introduction to Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster, also known as the fruit fly, is a powerful model organism widely used in biological research that has made significant ...

an-introduction-to-the-zebrafish-danio-rerio

An Introduction to the Zebrafish: Danio rerio

Zebrafish (Danio rerio) are small freshwater fish that are used as model organisms for biomedical research. The many strengths of these fish include their ...

Evaluate the validity and reliability of claims in published materials of the effects that different frequencies of electromagnetic radiation have when absorbed by matter.

HS-PS4-4.

Measuring Visual Attention with Cues

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