1. Equipment
- Voor dit experiment gebruik je een computer en experimentimplementatiesoftware zoals E-Prime, of een programmeeromgeving zoals MATLAB of PsychoPy.
2. Stimuli en experimentontwerp
- Dit experiment zal herhaalde proeven omvatten met dezelfde basisopzet. Er zullen twee schijven tegelijkertijd op het scherm verschijnen, een aan de linkerkant en een aan de rechterkant. Een zal altijd groter zijn dan de andere, en de taak zal zijn om met een toetsaanslag de grootste te selecteren. De details zijn als volgt:
- Programmeer het experiment om een blauwe schijf met een straal van 10 px te tekenen. De schijf zal in elke proef van het experiment verschijnen, verticaal gecentreerd in de weergave, en gecentreerd horizontaal in het linker- of rechterdeel van de weergave. Het gebruik van één stimulus die in elke proef onveranderd verschijnt, wordt soms de methode van constante stimulus genoemd. Het verwijst gewoon naar het feit dat een van de twee stimuli in elke proef altijd hetzelfde is. De blauwe schijf van 10 px is dus de constante stimulus.
- Tegenover de constante stimulus in elke proef, toon een andere blauwe schijf. Deze schijf wordt de vergelijkingsstimulus genoemd. Deze zal een straal hebben tussen 5 en 9 en tussen 11 en 15 px. Dat is in totaal 10 mogelijkheden. In het experiment zijn er 10 proeven voor elk van de 20 mogelijke vergelijkingsstimuli. Het experiment zal dus 200 proeven omvatten.
- Toon de twee stimuli 200 ms op het scherm, gevolgd door een scherm dat alleen 'Welke was groter L/R?' leest Figuur 1 schematiseert de reeks gebeurtenissen in elke proef.
- 'L' toetsaanslagen zullen aangeven dat het object aan de linkerkant groter was, en 'R' toetsaanslagen zullen aangeven dat de rechterkant werd waargenomen als groter.
- Zorg ervoor dat het programma de volgende belangrijke gegevens in een tabel uitvoert: het proefnummer, de grootte van de vergelijkingsstimulus, de schermpositie van de vergelijkingsstimulus, het juiste antwoord en het antwoord dat door de deelnemer werd gegeven. Figuur 2 toont een voorbeeld van een dergelijke gegevenstabel.
Figuur 1. Een schematische weergave van een enkele forced-choice proef in een experiment om de Just-noticeable difference (JND) voor cirkelgrootte te meten. Eerst geeft een klaar scherm de deelnemers aan dat een proef zal beginnen. Vervolgens verschijnen er twee blauwe schijven zij aan zij in de weergave. Ze blijven slechts 200 ms aanwezig, waarna het display de deelnemer om een antwoord vraagt. De 'L' toets wordt gebruikt om het object aan de linkerkant aan te geven, en de 'R' toets om het object aan de rechterkant aan te geven.
Figuur 2. Een voorbeelduitvoertabel van een forced-choice JND-experiment. De kolommen rapporteren de relevante gegevens uit het experimentele programma.
3. Het experiment uitvoeren
- Recruteer een deelnemer, en wanneer ze in het lab aankomt, vertel haar dat ze een eenvoudig experiment over de perceptie van vorm zal doen. Laat haar vervolgens geïnformeerde toestemming geven.
- Plaats de deelnemer voor de testcomputer en leg de taak als volgt uit:
- Elke proef van dit experiment zal dezelfde basisreeks gebeurtenissen omvatten. Eerst ziet u het woord 'Klaar?' op het scherm. Druk op de spatbalk wanneer u klaar bent om de proef te beginnen. Op dat moment zullen twee blauwe schijven heel kort aan weerszijden van het scherm verschijnen. Wanneer ze verdwijnen, leest het display 'Welke was groter, L/R?' Uw taak is om te rapporteren welke van de twee schijven er groter uitzag voor u, die aan de rechterkant of die aan de linkerkant van het scherm. Er zijn 200 proeven in het experiment, maar ze zijn kort. Het hele experiment duurt minder dan vijf minuten. Heeft u nog vragen?
- Na het beantwoorden van eventuele vragen, start het experimentele programma en laat de deelnemer beginnen. Laat haar in de stille testkamer totdat het experiment voltooid is.
4. De resultaten analyseren
- Om de resultaten te analyseren, is het eerste wat te doen om te bepalen welke antwoorden correct en welke onjuist waren. Voeg een kolom toe aan de gegevenstabel voor deze doeleinden. Vergelijk het gegeven antwoord en het juiste antwoord, en markeer de laatste kolom met een 1 wanneer het gegeven antwoord correct was en 0 wanneer het niet correct was.
- Kijk snel om ervoor te zorgen dat de prestaties redelijk waren - dat de deelnemer bij of dicht bij perfecte nauwkeurigheid was toen de vergelijking 5 en 15 px was, verschillen die groot genoeg waren vergeleken met 10 dat er geen fouten zouden moeten zijn gemaakt.
- Voeg nu een andere kolom toe aan de gegevenstabel, genaamd 'Aandeel van C Antwoorden.' Noteer in de kolom of de vergelijking of de constante door de deelnemer werd gekozen. Als het vergelijkingsobject werd gekozen, markeer een 1 in de kolom. Als de constante werd gekozen, markeer een 0.
- Bereken nu voor elke vergelijkingsgrootte
Bron: Laboratorium van Jonathan Flombaum—Johns Hopkins University
Psychofysica is een tak van psychologie en neurowetenschappen die probeert uit te leggen hoe fysische hoeveelheden worden vertaald in neurale ontsteking en mentale representaties van grootte. Een reeks vragen in dit gebied betreft just-noticeable differences (JND): Hoeveel moet iets veranderen om de verandering waarneembaar te maken? Om intuïties hierover te versterken, denk eens aan het feit dat kleine kinderen enorm groeien, relatief gezien, maar men merkt dagelijks weinig groei op. Wanneer het kind echter terugkomt van een slaapkamp of wanneer een grootouder het kind na een lange afwezigheid ziet, is een paar weken groeien meer dan waarneembaar. Het kan enorm lijken! Veranderingen in lengte worden alleen opgemerkt na een afwezigheid omdat de kleine veranderingen die dagelijks plaatsvinden te klein zijn om waarneembaar te zijn. Maar na een afwezigheid voegen veel kleine veranderingen zich op. Dus hoeveel groei moet er plaatsvinden om het op te merken? De minimale hoeveelheid is de JND.
Psychologen en neurowetenschappers meten JND in vele domeinen. Hoeveel helderder moet een licht zijn om opgemerkt te worden? Hoeveel luider moet een geluid zijn? Ze verkrijgen de metingen vaak door een forced-choice paradigma te gebruiken. Deze video richt zich op grootte en demonstreert een standaardbenadering voor het meten van een JND wanneer het gebied van een vorm verandert.
1. Equipment
- Voor dit experiment gebruik je een computer en experimentimplementatiesoftware zoals E-Prime, of een programmeeromgeving zoals MATLAB of PsychoPy.
2. Stimuli en experimentontwerp
- Dit experiment zal herhaalde proeven omvatten met dezelfde basisopzet. Er zullen twee schijven tegelijkertijd op het scherm verschijnen, een aan de linkerkant en een aan de rechterkant. Een zal altijd groter zijn dan de andere, en de taak zal zijn om met een toetsaanslag de grootste te selecteren. De details zijn als volgt:
- Programmeer het experiment om een blauwe schijf met een straal van 10 px te tekenen. De schijf zal in elke proef van het experiment verschijnen, verticaal gecentreerd in de weergave, en gecentreerd horizontaal in het linker- of rechterdeel van de weergave. Het gebruik van één stimulus die in elke proef onveranderd verschijnt, wordt soms de methode van constante stimulus genoemd. Het verwijst gewoon naar het feit dat een van de twee stimuli in elke proef altijd hetzelfde is. De blauwe schijf van 10 px is dus de constante stimulus.
- Tegenover de constante stimulus in elke proef, toon een andere blauwe schijf. Deze schijf wordt de vergelijkingsstimulus genoemd. Deze zal een straal hebben tussen 5 en 9 en tussen 11 en 15 px. Dat is in totaal 10 mogelijkheden. In het experiment zijn er 10 proeven voor elk van de 20 mogelijke vergelijkingsstimuli. Het experiment zal dus 200 proeven omvatten.
- Toon de twee stimuli 200 ms op het scherm, gevolgd door een scherm dat alleen 'Welke was groter L/R?' leest Figuur 1 schematiseert de reeks gebeurtenissen in elke proef.
- 'L' toetsaanslagen zullen aangeven dat het object aan de linkerkant groter was, en 'R' toetsaanslagen zullen aangeven dat de rechterkant werd waargenomen als groter.
- Zorg ervoor dat het programma de volgende belangrijke gegevens in een tabel uitvoert: het proefnummer, de grootte van de vergelijkingsstimulus, de schermpositie van de vergelijkingsstimulus, het juiste antwoord en het antwoord dat door de deelnemer werd gegeven. Figuur 2 toont een voorbeeld van een dergelijke gegevenstabel.
Figuur 1. Een schematische weergave van een enkele forced-choice proef in een experiment om de Just-noticeable difference (JND) voor cirkelgrootte te meten. Eerst geeft een klaar scherm de deelnemers aan dat een proef zal beginnen. Vervolgens verschijnen er twee blauwe schijven zij aan zij in de weergave. Ze blijven slechts 200 ms aanwezig, waarna het display de deelnemer om een antwoord vraagt. De 'L' toets wordt gebruikt om het object aan de linkerkant aan te geven, en de 'R' toets om het object aan de rechterkant aan te geven.
Figuur 2. Een voorbeelduitvoertabel van een forced-choice JND-experiment. De kolommen rapporteren de relevante gegevens uit het experimentele programma.
3. Het experiment uitvoeren
- Recruteer een deelnemer, en wanneer ze in het lab aankomt, vertel haar dat ze een eenvoudig experiment over de perceptie van vorm zal doen. Laat haar vervolgens geïnformeerde toestemming geven.
- Plaats de deelnemer voor de testcomputer en leg de taak als volgt uit:
- Elke proef van dit experiment zal dezelfde basisreeks gebeurtenissen omvatten. Eerst ziet u het woord 'Klaar?' op het scherm. Druk op de spatbalk wanneer u klaar bent om de proef te beginnen. Op dat moment zullen twee blauwe schijven heel kort aan weerszijden van het scherm verschijnen. Wanneer ze verdwijnen, leest het display 'Welke was groter, L/R?' Uw taak is om te rapporteren welke van de twee schijven er groter uitzag voor u, die aan de rechterkant of die aan de linkerkant van het scherm. Er zijn 200 proeven in het experiment, maar ze zijn kort. Het hele experiment duurt minder dan vijf minuten. Heeft u nog vragen?
- Na het beantwoorden van eventuele vragen, start het experimentele programma en laat de deelnemer beginnen. Laat haar in de stille testkamer totdat het experiment voltooid is.
4. De resultaten analyseren
- Om de resultaten te analyseren, is het eerste wat te doen om te bepalen welke antwoorden correct en welke onjuist waren. Voeg een kolom toe aan de gegevenstabel voor deze doeleinden. Vergelijk het gegeven antwoord en het juiste antwoord, en markeer de laatste kolom met een 1 wanneer het gegeven antwoord correct was en 0 wanneer het niet correct was.
- Kijk snel om ervoor te zorgen dat de prestaties redelijk waren - dat de deelnemer bij of dicht bij perfecte nauwkeurigheid was toen de vergelijking 5 en 15 px was, verschillen die groot genoeg waren vergeleken met 10 dat er geen fouten zouden moeten zijn gemaakt.
- Voeg nu een andere kolom toe aan de gegevenstabel, genaamd 'Aandeel van C Antwoorden.' Noteer in de kolom of de vergelijking of de constante door de deelnemer werd gekozen. Als het vergelijkingsobject werd gekozen, markeer een 1 in de kolom. Als de constante werd gekozen, markeer een 0.
- Bereken nu voor elke vergelijkingsgrootte
Hoeveel moet er precies veranderen voordat een verschil wordt waargenomen?
Denk bijvoorbeeld aan jonge kinderen die snel groeien?die dagelijks groter worden. Het is echter vaak moeilijk om subtiele veranderingen op te merken, vooral als ze nog steeds moeite hebben om een basketbal te bereiken.
Over een veel langere periode wordt hun groeispurt meer dan waarneembaar; in feite kan de hoeveelheid enorm lijken! Deze veranderingen in lengte worden pas opgemerkt na een tijdsverloop, omdat de kleine dagelijkse verschillen te klein zijn om waarneembaar te zijn.
De minimale, maar waargenomen hoeveelheid is de net waarneembare verschil, die in dit voorbeeld de kleinste hoeveelheid groei is die wordt opgemerkt.
Deze video toont een standaardbenadering voor het meten van een net waarneembaar verschil in vormgrootte. We bespreken niet alleen de stappen die nodig zijn om een experiment te ontwerpen en uit te voeren, maar we leggen ook uit hoe de gegevens te analyseren en de resultaten te interpreteren die beschrijven hoe klein een verandering in oppervlakte moet zijn om waargenomen te worden.
In dit experiment worden deelnemers kort twee verschillende cirkels getoond die in grootte variëren en worden gedwongen om te kiezen welke groter is.
Tijdens elke proef wordt er altijd dezelfde omtrek gepresenteerd, terwijl de andere wordt gevarieerd. Deze aanpak wordt de methode van constante stimulus genoemd.
In dit geval is de constante stimulus ontworpen om een straal van 10 px te hebben en willekeurig geplaatst op de linker- of rechterkant van het scherm. Daarentegen zal de andere cirkel, de vergelijkingsstimulus genaamd, een straal hebben die varieert tussen 5 en 9 en tussen 11 en 15 px.
Gezien deze 10 mogelijkheden, wordt de vergelijkingsstimulus 10 keer aan elke kant getoond, voor een totaal van 200 proeven. De afhankelijke variabele wordt geregistreerd als welke stimulus werd gekozen als de grotere.
Van de deelnemers wordt verwacht dat ze correct kiezen als ze een verschil in grootte tussen de twee stimuli waarnemen. Wanneer de vormen echter dichter bij de omtrek liggen en onder het net waarneembare verschil, wordt de prestatie verwacht te dalen.
Om het experiment te beginnen, begroet u de deelnemer in het lab. Laat ze comfortabel voor de computer zitten en leg de taakinstructies uit: Het scherm zal het woord "Klaar?" erop hebben totdat ze op de spatiebalk drukken.
Kijk hoe twee blauwe stimuli verschijnen en instrueer de deelnemer om aan te geven welke stimulus ze groter vonden door op de 'L' toets voor links- en 'R' voor rechts-zijde reacties te drukken. Herinner ze eraan dat ze moeten raden als ze niet zeker weten welke groter is.
Na het beantwoorden van eventuele vragen die de deelnemer zou kunnen hebben, verlaat u de kamer. Laat ze alle 200 proeven gedurende een periode van 5 minuten voltooien. Wanneer ze klaar zijn, keer terug naar de kamer en bedank ze voor hun deelname aan het experiment.
Om de gegevens te analyseren, haal eerst het geprogrammeerde outputbestand op dat de reacties van elke deelnemer heeft vastgelegd. Kijk snel naar de gegevens om er zeker van te zijn dat de prestaties redelijk waren? namelijk, dat wanneer de groottes van de vergelijkingsstimuli 5 en 15 px waren, de nauwkeurigheid bijna perfect was.
Voeg vervolgens een kolom toe aan de uitvoertabel genaamd 'Accuraatheid' om te bepalen of de geregistreerde antwoorden correct zijn of niet. Vergelijk deze met de juiste antwoorden voor alle proeven. Gebruik de volgende ALS-verklaring om een 1 te registreren wanneer het gegeven antwoord correct was en 0 wanneer het onjuist was.
Voeg nu een andere kolom toe aan de tabel, gelabeld 'Verhouding van vergelijkingsreacties'. Vergelijk de kolom 'Vergelijkingspositie' met 'Reactie' en gebruik een nieuwe ALS-verklaring om een '1' te markeren wanneer de vergelijkingsstimulus werd gekozen of een '0' als de constante cirkel werd gekozen.
Om de resultaten te visualiseren, maak een spreidingsplot met de grootte van de vergelijking op de x-as en de verhouding van de keren dat deze als groter werd gekozen op de y-as. Bedenk dat de constante stimulus altijd een straal van 10 px had, daarom werden stimuli met 5 of 6 px straal bijna nooit gekozen en die met 14 of 15 werden altijd gekozen.
Met een straal van 9 of 11 px was de vergelijking moeilijker en deelnemers maakten vaak fouten. In feite was de prestatie op kansniveau, wat suggereert dat er geen verschillen werden waargenomen.
Om het net waarneembare verschil te berekenen, neem de vergelijkingsgrootte die 75% van de tijd werd gekozen, in dit geval een straal van 12, minus de vergelijkingsgrootte die 25% van de tijd werd gekozen?straal van 8?en deel het resultaat door 2 voor een antwoord van 2 px.
Met andere woorden, de straal van de cirkels moet minimaal 2 px verschillen om hun grootte nauwkeurig waargenomen te worden.
Nu u bekend bent met net waarneembare verschillen in de perceptie van visuele objecten?grootte, laten we eens kijken hoe dit paradigma wordt gebruikt in neurofysiologische studies om te onderzoeken hoe de hersenen reageren en in andere gedragssituaties, zoals het onderscheiden tussen vetgehaltes in voedsel.
Onderzoekers hebben onderzocht hoe individuele neuronen in de visuele cortex de fysieke eigenschappen van de wereld coderen, zoals de grootte van objecten.
Met behulp van elektrofysiologische opnametechnieken die ontlaadpatronen meten in combinatie met stimulipresentatie, ontdekten onderzoekers dat neuronen die gevoelig zijn voor grootte soms op dezelfde manier reageren op objecten die eigenlijk verschillende groottes hebben.
Dit is de reden waarom JND net merkbaar waarneembaar zijn: soms produceren de relevante stimuli in de hersenen echt onderscheidbare effecten.
Bovendien hebben onderzoekers een net waarneembaar verschil taak gebruikt om individuele drempels voor het detecteren van vetconcentraties in voedsel te karakteriseren.
Ze ontdek
De grafiek in Figuur 3 toont het aandeel van de tijd waarin de vergelijkingsstimulus werd gekozen als functie van de grootte van zijn radius. Bedenk dat de constante stimulus altijd een straal van 10 px heeft in dit experiment. Dit is de reden waarom met een straal van 5 of 6 px de vergelijking bijna nooit wordt gekozen, en het wordt bijna altijd gekozen met een straal van 14 of 15 px. Bij een straal van 9 of 11 px is de vergelijking echter moeilijk. Deelnemers maken vaak...
Een van de belangrijkste toepassingen van de constante stimulusbenadering voor het meten van een JND is binnen de neurowetenschappen gekomen, specifiek in neurofysiologische studies die zijn ontworpen om te onderzoeken hoe het vuren van individuele neuronen fysische eigenschappen over de wereld codeert. Deze studies omvatten meestal een aap met elektroden geïmplanteerd in hun visuele cortex. De elektroden dringen individuele cellen binnen die reageren op visuele stimulatie door te vuren of te pieken, dat wil zeggen door ...
Chapters in this video
0:00
Overview
1:17
Stimulus and Experimental Design
2:36
Running the Experiment
3:29
Data Analysis and Representative Results
5:40
Applications
7:06
Summary
Videos from this collection:
Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. All rights reserved