Een twee-interval gedwongen-keuze taak voor multisensorische vergelijkingen
9 november 2018
Psychofysica is essentieel voor de studie van perceptie verschijnselen door middel van sensorische informatie. Hier presenteren we een protocol voor het uitvoeren van een taak van de gedwongen-keuze twee-interval zoals dit is geïmplementeerd in een vorig verslag over menselijke Psychofysica waar deelnemers naar schatting van de duur van visuele, auditieve of audiovisuele intervallen van aperiodieke treinen van pulsen.
Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kritische vragen op het gebied van perceptie neurowetenschappen. Zoals hoe tijdsintervallen worden geschat door verschillende zintuiglijke modaliteiten. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het metingen van nauwkeurigheid en reactietijden biedt die perceptuele resultaten van gedragsprocessen zijn.
Hoewel deze methode inzicht kan geven in de menselijke waarneming, kan deze ook worden toegepast op andere diermodellen, zoals getrainde of menselijke primaten. Begin met het openen van de experimentele software. Klik op de optie Pad instellen op het tabblad Menu.
Selecteer vervolgens de knop Map toevoegen, selecteer de GUI-map stimuli en druk op de knop Opslaan. Klik vervolgens op de knop Sluiten. Open het GUI M-bestand met stimuli met de geopende optie onder het tabblad Hoofdmenu en druk op F5 op het toetsenbord om de GUI weer te geven.
Klik vervolgens op het pop-upmenu voor de voorwaarde om de gewenste verdeling van pulsen te selecteren. Selecteer het gewenste aantal pulsen in het pop-upmenu van pulsen. Klik vervolgens op de knop IPI genereren om de waarden van de IPI weer te geven op het vak IPI-waarden en om een plot te zien van de resulterende verdeling van de pulsen.
Klik vervolgens op de knop Video genereren en wacht tot het pop-upvenster grijs, vier graden cirkels weergeeft, sluit. Klik op de knop Afspelen om de gemaakte V-stimulus te zien. Klik tot slot op de knop Audio genereren om een plot van de gemaakte audio te observeren en klik op de knop Afspelen om naar de nieuwe audio te luisteren.
Begin met het maken van sets van P- en AP VA- en AV-proeven door de namen van de gecreëerde stimuli in een spreadsheet op te sommen. Gebruik verschillende kolommen om alle informatie op te nemen die tijdens de taak vereist is, zoals de modaliteit van de referentie- en vergelijkingsstimuli, het aantal herhalingen per studie, de duur van de stimuli en de verwachte respons. Open vervolgens het takenbestand en laad de gemaakte stimuli door de stimulusmap in het configuratiescherm te selecteren.
Gebruik de knoppen Omhoog en Omlaag in het dialoogvenster om een nul weer te geven. Druk vervolgens op het mappictogram om de stimulusmap te selecteren. Druk vervolgens op de witte ruisknop op het bedieningspaneel om het achtergrondgeluid te activeren.
Plaats vervolgens de decibelmeter zo dicht mogelijk bij de hoofdtelefoon en stel de volumeregeling in op 65 dB SPL. Pas de achtergrondvolumeregeling op het bedieningspaneel aan op 55 dB SPL. Test de taak door op de uitvoering te klikken, pijl-rechtspictogram onder het tabblad Extra en enkele testproeven uit te voeren.
Ten slotte houdt u de spatiebalk ingedrukt om elke proefversie te beginnen na het verschijnen van de visuele wachtrij in het midden van het scherm. Laat de spatiebalk los na de levering van een paar stimuli en druk op de pijl-omhoog of neerwaartse toets om de proef af te ronden. Begin met het vragen van de deelnemer om een vragenlijst in te vullen met betrekking tot hun leeftijd, geslacht, handigheid en fysieke of psychologische omstandigheden.
Vertel de deelnemer over het doel, de procedures en de duur van het experiment. Wees voorzichtig geen bias wordt geïnduceerd, dan vraag de deelnemers om een geïnformeerde toestemming formulier te ondertekenen om deel te nemen aan het experiment. Begeleid vervolgens de deelnemer naar de testruimte en laat ze comfortabel voor de monitor zitten.
Gelegen op een afstand van 60 centimeter afstand. Plaats het toetsenbord op een bereikbare afstand en pas de hoofdtelefoon aan het hoofd van de deelnemer aan. Kalibreer de decibelmeter zoals eerder beschreven.
Voer vervolgens de software uit om de trainingsproeven te beginnen. Instrueer de deelnemer om een proef te starten na het verschijnen van de visuele wachtrij door de spatiebalk voor de hele proef ingedrukt te houden. Geef aan de deelnemer aan om de spatiebalk vrij te geven na de presentatie van twee opeenvolgende stimuli en op de pijl-omhoogtoets te drukken als de tweede stimulus langer duurde dan de eerste of om op de neerwaartse pijltoets te drukken als deze een kortere periode duurde.
Geef aan de deelnemer de hoofdtelefoon uit te doen en vertel hem alleen de juiste wijsvinger te gebruiken om de taak te voltooien en commentaar te geven op de mogelijkheid om een pauze van vijf minuten te nemen voor het geval de deelnemer zich moe of afgeleid voelt tijdens het experiment. Schakel de ruisblokkeringsfunctie van de hoofdtelefoon in en laat de deelnemer 10 tot 15 proeven oefenen. Tot slot, laat de deelnemer de taak voltooien.
Niet overlappende betrouwbaarheidsintervallen van de parameters verkregen uit de tanh-functie passen op statistische verschillen. Dit resultaat is zichtbaar bij de visuele aperiodische sigmoid die naar beneden verschuift. Wat suggereert dat de deelnemers de intervallen langer dan de verwijzing als korter beschouwden.
De akoestische en audiovisuele prestaties waren vergelijkbaar tijdens periodieke en aperiodische omstandigheden, wat wijst op een A-dominantie over V in AV-discriminaties. Verder, in de visuele toestand, de overgang van korter naar langer kwam sneller in de aperiodische toestand. Dit resultaat suggereert dat de deelnemers vertrouwen hadden in hun beslissingen, zoals blijkt uit de reactietijden.
In tegenstelling, reactietijden van periodieke en aperiodische audio-visuele lijken op die van de akoestische omstandigheden, ook suggereren een akoestische dominantie. Gelijktijdig met deze procedure kunnen methoden zoals EEG, FMRI of neurofysiologische opnames bij getrainde dieren worden geïmplementeerd om aanvullende vragen te beantwoorden, zoals waar en hoe verschillende hersengebieden de perceptie van tijdsintervallen produceren.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit artikel presenteert een protocol voor het uitvoeren van een twee-interval forced-choice taak om perceptieverschijnselen via sensorische informatie te bestuderen. De focus ligt op de wijze waarop tijdsintervallen worden geschat over verschillende sensorische modaliteiten, waaronder visuele en auditieve stimuli.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschappelijk vakgebied
- Neurowetenschap van de perceptie
- Psychofysica
- Gedragsprocessen
Achtergrond
- Psychofysica is essentieel voor het begrijpen van zintuiglijke waarneming.
- De methode maakt het mogelijk om nauwkeurigheid en reactietijden te meten.
- Het kan worden toegepast op zowel mensen als diermodellen.
- De verkregen inzichten kunnen ons begrip van zintuiglijke modaliteiten verbeteren.
Doel van de studie
- Onderzoeken hoe verschillende sensorische modaliteiten tijdsintervallen schatten.
- Een betrouwbare methode bieden voor het meten van perceptuele uitkomsten.
- De toepasbaarheid van de methode over verschillende soorten verkennen.
Gebruikte methoden
- Implementatie van een twee-interval geforceerde-keuze taak.
- Gebruik van experimentele software voor gegevensverzameling.
- Deelnemers schatten de duur van sensorische intervallen in.
- Analyse van nauwkeurigheid en reactietijden als uitkomsten.
Belangrijkste resultaten
- De bevindingen dragen bij aan het begrip van sensorische verwerking.
- Verschillen in tijdinschatting over verschillende modaliteiten zijn aangetoond.
- Er is een kader geboden voor toekomstig onderzoek naar perceptie.
- De veelzijdigheid van de methode in diverse contexten is benadrukt.
Conclusies
- Het protocol is effectief voor het bestuderen van perceptie bij mensen en dieren.
- Het biedt waardevolle inzichten in interacties tussen sensorische modaliteiten.
- Toekomstige studies kunnen voortbouwen op deze methode om verdere vragen te onderzoeken.
Veelgestelde vragen
Relevantie voor de industrie
Deze psychofysische methode maakt een nauwkeurige meting van de perceptie van sensorische timing mogelijk, wat targetvalidatie bij de ontdekking van neurowetenschappelijke geneesmiddelen ondersteunt door modaliteitsspecifieke perceptuele biases te kwantificeren. Het biedt een gestandaardiseerde gedragsmatige readout voor het verminderen van risico's bij mechanistische hypothesen over sensorische verwerkingspaden in preklinische modellen. De aanpak biedt translationele waarde voor het beoordelen van de effecten van CNS-geneesmiddelen op de temporele perceptie in visuele, auditieve en multisensorische integratiesystemen.
Strategische toepassingen in biofarmaceutisch R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt het mogelijk om therapeutische hypothesen te onderzoeken met betrekking tot de bijdrage van sensorische modaliteiten aan de schatting van tijdsintervallen.
- Operationele waarde: Levert kwantitatieve perceptuele resultaten (nauwkeurigheid, reactietijden) voor biologische risicobeperking van CNS-doelen.
Screening & Assayontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Bereidt gevalideerde perceptuele assay-systemen voor op downstream compound screening in de sensorische neurowetenschappen.
- Operationele waarde: Levert gestandaardiseerde, reproduceerbare metingen van intervaldiscriminatie onder visuele, auditieve en audiovisuele condities.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Wetenschappelijke waarde: Ondersteunt ziekte-relevante systeemmodellering door het karakteriseren van de perceptuele duurinschatting in getrainde diermodellen.
- Operationele waarde: Waarborgt continuïteit van ontdekking tot preklinische validatie via gedragsmatige read-outs die toepasbaar zijn op verschillende soorten.
Integratie van Pipeline & Workflow
De methode past binnen het ontdekkingscontinuüm van target-hypothesetoetsing tot preklinische validatie en biedt een tool voor perceptuele fenotypering voor programma's in de sensorische neurowetenschap.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothesetesten van de dominantie van sensorische modaliteiten bij temporele perceptietaken.
- Screening: Maakt assay-gereedheid mogelijk door gestandaardiseerde protocollen voor stimulusgeneratie en responsverzameling.
- Analytics: Genereert psychometrische functies op basis van vergelijkingsintervaldata om perceptuele gevoeligheid en bias te kwantificeren.
- Translational Research: Verbindt met preklinische continuïteit via toepasbare procedures in menselijke en getrainde primaatmodellen.
- Enterprise Reuse: Vestigt een herbruikbare capaciteit voor multisensorische vergelijkingsassays binnen verschillende discovery-projecten.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Voorspellend vertrouwen bij het verminderen van risico's in sensorische mechanismen via kwantificeerbare perceptuele discriminatiedrempels.
- Operationele waarde: Standaardisatie van stimulus-toediening (ruisonderdrukkende hoofdtelefoons, presentatie via monitor) en responsverzameling (pijltoetsen omhoog/omlaag).
- Strategische waarde: Informeert go/no-go-beslissingen door modaliteitsspecifieke perceptuele biases te onthullen die gedragsmatige eindpunten kunnen beïnvloeden.
- Impact op portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering van CNS-verbindingen mogelijk op basis van effecten op multisensorische temporele verwerking.
Overwegingen voor de implementatie
- Vereiste expertise in het experimentele ontwerp van de psychofysica en sensorische neurowetenschappen.
- De benodigde instrumentatie omvat geluidsisolerende hoofdtelefoons, een computermonitor en apparaten voor responsinvoer.
- Standaardisatie tussen teams vereist een consistente kalibratie van de stimulustiming (65 dB SPL audio, 55 dB achtergrondruis) en kijkafstand (60 cm).
- Overwegingen voor adaptatie over verschillende modelsystemen omvatten trainingsprotocollen voor niet-menselijke primaten en aanpassingen in de responsmapping.
- Praktische beperkingen omvatten potentiële vermoeidheid van participanten, waarvoor geplande pauzes nodig zijn, en zorgvuldige mitigatie van bias tijdens de instructies.
