3: 지연 추정을 통한 시각적 작업 기억의 정밀도

1. 자극 디자인.

색상 작업 메모리 실험의 색상을 선택하는 것은 실험의 성공에 매우 중요합니다. 동일한 정신 색 원에 상주하는 색상을 선택하는 것이 중요하므로 색상은 모두 같은 평면에 거주하는 덕택에 동일한 휘도를 가지며 배경 색과 동일합니다. 물리적으로, 하나의 지각하는 색상은 선형 치수, 표면에서 반사되는 빛의 파장과 관련이 있습니다. 그러나, 지각적으로, 색상 공간 , 즉 색상을 정신적으로 표현하는 방식의 관계는 비선형입니다. 어린 시절에도 아이들은 색 "원"과 "반지"에 대해 생각하도록 배웁니다.

본 비디오에서, 각 실험 시험은 3개의 부분(도 1):파트 A, 180개의 색 중 1~8개가 무작위로 선택되어 디스플레이에 제시되는 샘플 단계, 각각 500ms에 대한 작은 사각형 내의; 부품 B, 샘플이 사라지는 지연, 참가자는 900 ms에 대한 빈 디스플레이에 직면; 및 파트 C, 전체 색상 반지와 함께 빈 사각형이 나타나는 테스트. 참가자의 임무는 샘플 단계(파트 A) 중에 보이는 색상을 기억하고 링의 색상이 있는 마우스로 클릭하는 것입니다.

그림 1. 지연된 추정 절차. 각 평가판에서, 180개의 개별 색상(샘플) 중 하나가 500ms에 표시되고, 디스플레이는 900ms에 대해 비어 있으며, 참가자는 색상 링을 마우스 클릭하여 기억된 샘플 색상을 보고해야 합니다.

1. 평가판에서 평가판까지 자극 역할을 하는 개별 색상의 큰 집합을 선택합니다.
   1. 색상이 다른 색상보다 자연스럽게 더 기억에 남는 것을 방지하기 위해 배경에 비해 동일한 휘도 (빛의 강도)와 동일한 대비를 가지고 있는지 확인합니다.
   2. 색상을 선택할 때, CIELAB을 참조, 이는 세 가지 차원에서 지각 색상 공간을 설명하는 국제적으로 표준화 된 방법입니다. 이렇게 하면 올바른 속성으로 색상을 쉽게 선택할 수 있습니다.
   3. 배경 색을 해당 원의 중심으로 함께 원을 형성하는 색상을 선택합니다. 대부분의 실험은 180개의 개별 색상을 포함하며, 각각 동일한 휘도를 가지고 있지만 색조가 다양합니다(그림2).

그림 2. 180가지 개별 컬러를 포함한 컬러 링. 링은 CIELAB 공간에 렌더링된 표시됩니다. 모든 샘플은 L* 좌표 값이 같기 때문에 휘도가 동일합니다. 링의 중심점(회색으로 정확하게 표시됨)은 샘플 색상과 동일한 휘도가 있는 achromatic point이지만 색도값(예:a*및 b* 좌표가 0과 동일)은 아닙니다. 180개의 개별 색상 샘플은 a*및 b* 값의 측면에서 다양하며, 각 개별 색상을 생성하기 위해 파란색/노란색 및 마젠타/녹색의 비례 혼합물을 지정합니다.

2. 절차.

1. 시작하기 전에 참가자에게 자극과 색상을 기억하도록 지시합니다. 각 시험에서 디스플레이에 180개의 색상 중 1~8색을 500ms에 표시합니다.
   1. 각 평가판의 색상을 임의로 선택하고 작은 사각형의 각 색상을 시각적 각도의 약 1°를 차지합니다. 이러한 사각형은 샘플 자극입니다.
   2. 각 평가판에 1~8개의 사각형이 있는지 확인합니다. 전반적으로 실험에는 각각 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 및 8 개의 샘플 사각형이있는 60 개의 시험이 있어야합니다. 이것은 총 480 의 시험을 만듭니다.
   3. 480실험 외에도 10번의 연습 실험으로 실험을 시작합니다. 처음 다섯 참가자를 수용하기 위해 1-2 샘플 항목만 있어야 합니다.
      1. 실험이 시작될 때 참가자에게 다음과 같이 지침을 설명합니다. 각 평가판에서 여러 사각형이 서로 다른 색상으로 동시에 표시됩니다. 당신의 임무는 당신이 할 수있는 한 정확하게 각 사각형의 색상을 기억하려고하는 것입니다. 약 반 초 후, 사각형은 사라질 것입니다. 그들을 염두에 두십시오. 그런 다음 사각형 중 하나의 위치가 조사되고 색상 휠에서 해당 위치에 있던 사각형의 색상을 보고하는 작업이 됩니다. 우리는 당신이 모든 것에 익숙해 하기 위해 10 연습 시험을 할 거 야. 질문이 있는 경우 언제든지 질문하십시오. 최선을 다하고, 불확실하다고 느끼면 그냥 추측할 수 있습니다."
2. 샘플 사각형이 사라지면 900ms의 빈 디스플레이를 표시합니다. 이 기간은 참가자가 디스플레이에 더 이상 존재하지 않으므로 방금 본 샘플 항목에 대한 메모리를 유지 관리해야 하는 지연 기간입니다.
3. 지연 기간이 테스트 다음에 샘플 디스플레이에서 항목 중 하나를 무작위로 선택하여 시작합니다.
4. 원래 있던 장소에서 검은 색 사각형 윤곽선을 그립니다. 이것은 프로브입니다. 참가자에게 메모리에서 회수할 항목을 알려줍니다.
5. 프로브와 함께 색상이 선택된 색상 링을 제시합니다.
6. 참가자에게 프로브된 샘플 항목에 대해 기억할 수 있는 색상에 가까운 링을 클릭하도록 지시합니다.
   1. 각 테스트 평가판에서 링이 다른 임의 회전으로 표시되므로 참가자는 공간의 특정 부분을 특정 색상과 연결할 수 없습니다.
   2. 참가자에게 어떤 재판에서의 대답에 대해 확신할 수 없다고 생각되면 추측해야 한다고 설명하십시오. 참가자가 색상 링을 클릭할 때마다 평가판이 종료될 때까지 테스트 디스플레이를 그대로 둡니다.
7. 각 평가판에 대해 가능한 한 많은 데이터를 저장합니다. 이 실험의 출력 파일에는 여러 가지가 중요합니다.
   1. 스프레드시트에서 출력 파일을 만듭니다. 시트의 각 줄은 지정된 평가판을 반영합니다.
   2. 비판적으로 평가판의 샘플 항목 수, 프로브된 항목의 실제 색상 및 참가자가 응답으로 선택한 색상 을 기록합니다. 이러한 데이터를 사용하면 true와 응답한 색상 간의 각도 차이를 나중에 계산할 수 있습니다.

3. 분석.

1. 각 시행착오에 대해 각 응답 오류를 계산합니다.
   1. 각 평가판의 올바른 응답과 지정된 응답 사이의 색상 수를 계산한 다음 2°가 각 색상을 분리하기 때문에 해당 수를 2로 곱합니다. 결과는 각 시행기의 각 오류입니다.
   2. 스프레드시트에서 이 열을 만듭니다.
2. 모든 시험에서 각 오류를 함께 평균합니다(한 색이 다른 시험보다 큰 평균 각도 오류를 생성할 이유가 없다는 가정 하에). 이로 인해 다른 각도오류(그림 3)의주파수분포가 발생합니다. 분포의 평균은 0이며 일반적으로 배포됩니다.
3. 각 오류의 분포에서 색상 작업 메모리의 정밀도를 계산합니다.

그림 3. 각 오류의 빈도는 실험 과정에서 모든 시험에서 축소되었습니다. 오류는 0을 중심으로 일반 분포를 형성해야 하며 올바른 응답을 평균 답변으로 표시해야 합니다. 분포의 가변성, 특히 표준 편차는 메모리 정밀도를 추정하는 데 사용할 수 있습니다.

실험 심리학자들은 지연된 추정 패러다임을 사용하여 시각적 기억의 정확성을 평가하고 한 번에 기억하려고 할수록 이러한 기억이 어떻게 저하되는지 평가합니다.

한편으로, 인간의 기억력은 개인이 기억할 수 있는 정보의 수(예: 식료품 저장실에 재고를 보충하는 데 필요한 품목의 수와 같은)에 의해 제한되며, 이는 양적으로 제한되어 있음을 의미합니다.

메모리의 정밀도도 제한될 수 있습니다. 예를 들어, 어떤 사람은 어머니의 목소리를 기억하기 때문에 전화로 어머니를 알아볼 수 있습니다. 그러나 어머니의 목소리에 대한 개인의 "저장된" 기억은 실제 물리적 소리와 완벽하게 일치하지 않을 수 있습니다. 따라서 메모리도 질적으로 제한될 수 있습니다.

지연된 추정 패러다임은 이러한 기억의 양적 한계와 질적 한계 사이의 관계를 평가하는 방법을 제공합니다.

이 비디오는 자극을 설계하는 방법, 지연된 추정 패러다임과 관련된 실험을 수행하는 방법, 결과를 분석하고 해석하는 방법을 포함하여 시각적 작업 기억의 정밀도를 조사하는 방법을 보여줍니다.

이 실험에서 색상은 컬러 링(color ring)으로 알려진 연속적인 비선형 스펙트럼으로 정신적으로 표현될 수 있기 때문에 시각적 작업 기억의 정밀도를 평가하는 이상적인 자극을 제공합니다.

참가자들은 색상 자극을 기억해야 하는 몇 가지 실험을 수행하도록 요청받습니다. 이러한 각 시험은 표본, 지연 및 테스트의 세 단계로 구성됩니다.

샘플 단계에서는 무작위로 색상이 지정된 사각형이 500ms 동안 화면에 나타납니다. 그런 다음 사각형이 사라지고 빈 화면이 남습니다.

이 지연 단계를 통해 참가자는 900ms 동안 빈 화면에 집중해야 하며, 이때 샘플 색상을 기억해야 합니다.

최종 테스트 단계에서는 검은색으로 윤곽선이 그려지고 색상이 없는 프로브가 이전에 표시된 색상 상자와 동일한 위치에 나타납니다.

동시에 참가자들은 180가지 색상으로 구성된 컬러 링을 보여주고 원래 샘플 색상과 가장 유사한 컬러 링 영역을 선택하도록 요청받습니다.

색상 링은 항상 임의의 방향으로 표시되므로 참가자가 화면의 특정 영역을 특정 색상과 연결할 수 없습니다.

과제 난이도를 높이기 위해, 메모리 로드(각 시험에 표시되는 컬러 박스의 수)는 1에서 8까지 다양하다.

종속 변수는 색상 작업 기억의 정밀도, 즉 참가자가 표본 단계에서 표시된 색상을 얼마나 정확하게 기억하는지입니다.

주어진 샘플 색상에 대해 참가자는 "진정한" 색상 범위 내에서 다양할 것으로 예상되지만 크게 다른 색상을 선택하는 경우는 거의 없습니다.

메모리 부하가 증가하면 컬러 작업 메모리의 정밀도가 감소할 수 있습니다.

시작하려면 다양한 색조의 180가지 색상 세트를 선택하여 함께 컬러 링을 형성합니다. 이러한 색상이 화면의 배경색에 비해 동일한 빛의 강도와 대비를 나타내는지 확인하십시오. 이렇게 하면 시험 기간 동안 참가자에게 더 기억에 남는 단일 색상이 없습니다.

참가자가 도착하면 컴퓨터 앞으로 안내하고 실험 절차를 설명합니다.

화면의 특정 영역을 조사할 때 동일한 위치에서 이전에 나타난 상자의 색상만 선택해야 한다는 점을 강조합니다. 또한 참가자에게 프로브된 샘플 색상이 확실하지 않은지 추측하도록 지시합니다.

참가자가 작업을 이해하도록 하려면 10번의 연습 시도를 수행하도록 허용합니다.

참가자가 지침을 이해하면 480번의 실험 시험을 완료하도록 하고, 메모리 부하에 대한 시도 횟수는 1회에서 8회 사이입니다.

각 시도에 대해 메모리 로드, 샘플 상자의 실제 색상 및 지연 기간 후 참가자가 선택한 색상을 기록합니다.

색상과 무관하게 데이터를 분석하려면, 시험에서 표시되고 조사된 모든 샘플 상자에 대해 각도 오차(색상 링에서 실제 응답 색상과 선택한 응답 색상 사이의 거리(도))를 계산합니다.

참가자가 지연 기간 후에 샘플 상자의 정확한 색상을 기억한 경우 각도 오류는 0이어야 합니다.

동일한 메모리 부하를 처리하는 각 시도 그룹에 대해 각도 오류가 X축에 표시되고 빈도가 Y축에 표시되는 빈도 분포 곡선을 만듭니다.

빈도 분포 곡선이 생성되면 표준 편차(각 평균을 중심으로 한 값의 분포)를 계산합니다.

표준 편차의 역을 취하여 메모리 정밀도를 나타내는 값을 생성합니다. 이 값이 크면 시행 그룹에 대한 메모리가 정확하다는 것을 나타냅니다.

데이터를 시각화하려면 계산된 메모리 정밀도 값을 메모리 부하의 함수로 플로팅하십시오. 부하가 증가함에 따라 메모리 정밀도가 감소하는 경향이 있으며, 이는 참가자가 한 번에 기억할 수 있는 항목의 수와 이 정보를 얼마나 정확하게 저장할 수 있는지 사이의 균형을 시사합니다.

이제 지연추정을 사용하여 실험을 설계하고 수행하는 방법을 알았으니, 현재 연구자들이 이 패러다임을 어떻게 사용하여 시각적 기억의 다양한 측면을 구분하고 있는지 살펴보겠습니다.

지금까지 우리는 참가자가 단일 시도를 위해 색상 정보를 잠시 저장하기만 하면 되는 단기 작업 기억을 평가하기 위해 지연 추정이 어떻게 사용되는지에 대해 논의했습니다. 그러나 연구자들은 이 패러다임을 사용하여 장기 색 기억을 조사하여 훨씬 더 오랜 기간에 걸쳐 평가할 수도 있습니다.

또한 이 패러다임은 인테리어 디자이너와 같은 시각 기반 전문가와 변호사 또는 의사와 같이 잠재적으로 시각이 적은 주제와 같은 서로 다른 개인 간의 시각적 기억의 정밀도를 비교하는 데 사용할 수도 있습니다.

마지막으로, 연구자들은 일반적으로 지연된 추정 패러다임을 사용하여 색상에 대한 기억을 평가하지만, 모양과 관련된 다른 유형의 시각적 작업 기억과 같은 신경인지 평가에도 사용할 수 있습니다.

방금 JoVE의 지연된 추정에 대한 소개를 시청했습니다. 이 방법을 수행하는 방법과 참가자 색상 기억 데이터를 수집 및 분석하는 방법을 검토했습니다. 중요한 것은 이 기술이 인간의 색 기억의 질적 한계가 정량적 요인에 의해 어떻게 영향을 받을 수 있는지 이해하는 데 어떻게 도움이 될 수 있는지 주목했다는 것입니다.

시청해 주셔서 감사합니다!