Name: measuring visual attention lapses
Uploaded: 2023-04-30T06:46:22.000Z
Duration: 8 min 52 s
Channel: JoVE

K12 Standards

new-york-state-science-learning-standards

New York State Science Learning Standards

High School

Physical Science

HS. Waves and Electromagnetic Radiation

HS-PS4-5.

The Attentional Blink

1. Sprzęt
<ol>
	<li>Eksperyment wymaga komputera i oprogramowania do implementacji eksperymentu, takiego jak E-Prime, lub środowiska programistycznego, takiego jak MATLAB lub PsychoPy. </li>
</ol>
2. Projekt bodźca i eksperymentu
<ol>
	<li>Eksperyment ten opiera się na ogólnej procedurze eksperymentalnej zwanej Rapid Serial Visual Presentation, w skrócie RSVP.
	<ol>
		<li>Podstawy RSVP obejmują próby eksperymentalne, w których seria obrazów jest wyświetlana szybko, jeden po drugim. Obrazy zwykle pozostają na wyświetlaczu przez mniej niż 200 ms, zanim zostaną zastąpione innym obrazem, co utrudnia obszerne przetwarzanie obrazów. </li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zacznij od stworzenia podstawowego programu RSVP. Ustaw go tak, aby prezentował strumienie dużych czarnych małych liter (czcionka Helvetica) na środku wyświetlacza, z których każdy trwa tylko 50 ms. Litery powinny zajmować około 2,5 cala. pionowo i 1,5 cala. poziomo. Rysunek 1 przedstawia schemat sekwencji RSVP. </li>
</ol>
<img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/10211/10211fig1.jpg"> 
Rysunek 1: Podstawy szybkiej seryjnej prezentacji wizualnej (RSVP). Seria obrazów jest wyświetlana w krótkich odstępach czasu, w tym przypadku małe litery, z których każda pozostaje tylko przez 50 ms, zanim zostanie zastąpiona kolejną literą. 
<ol start="3">
	<li>Teraz, aby uczynić to programem uważnego mrugania, wykonaj następujące czynności:
	<ol>
		<li>Twórz próby o długości 30 obrazów-i.e. Zostanie wyświetlonych 30 znaków, każdy przez 50 ms, co daje łącznie 1,5 s każdej próby. </li>
		<li>28 znaków w każdej próbie to małe litery, jak właśnie opisano, ale dwie to cyfry. </li>
		<li>W każdym badaniu losowo wybierz dwie liczby od 1 do 9 do pokazania, ale upewnij się również, że dwie liczby w próbie są zawsze różne. </li>
		<li>Losowo wybierz miejsce, w którym pojawia się pierwsza cyfra w granicach prezentowanego elementu 8th oraz 20th. Innymi słowy, w każdej próbie umieść jedną liczbę gdzieś pomiędzy 8th a 20th RSVP. </li>
		<li>Druga liczba pojawia się w dowolnym miejscu pomiędzy bezpośrednio po pierwszej a sześcioma pozycjami po niej. Ponieważ pozycja drugiej liczby jest zdefiniowana względem pierwszej, nazywa się je pozycjami opóźnienia. Druga liczba może mieć pozycję opóźnienia w zakresie od 1 do 6. W rzeczywistości w trakcie całego eksperymentu liczba każdej z pozycji opóźnienia będzie równa od 1 do 6. Rysunek 2 przedstawia koncepcję pozycji opóźnienia. </li>
		<li>Zaprogramuj eksperyment tak, aby obejmował łącznie 180 prób, po 30 dla każdej pozycji opóźnienia, 1-6. </li>
		<li>Na końcu każdej próby na ekranie powinien pojawić się komunikat "Pierwszy? Drugi?", jak pokazano na Rysunek 2, aby skłonić obserwatora do podania liczb, które zaobserwował podczas próby. </li>
		<li>Na koniec skonfiguruj program tak, aby generował wyjściowy arkusz kalkulacyjny, który zawiera wszystkie istotne dane. Każdy wiersz w pliku odpowiada zawartości pojedynczego badania i powinien zawierać następujące informacje, jak pokazano na Rysunek 3: numer próby, pozycja pierwszej liczby w strumieniu RSVP, pozycja opóźnienia drugiej liczby, prawdziwa tożsamość pierwszej liczby, prawdziwa tożsamość drugiej liczby, oraz naciśnięcie klawisza przez uczestnika w celu zidentyfikowania pierwszej cyfry i to samo dla drugiej. </li>
	</ol>
	</li>
</ol>
<img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/10211/10211fig2.jpg"> 
Rysunek 2: Metody mrugania uwagi. Po gotowym ekranie następuje strumień RSVP składający się głównie z liter, w sumie 30 obrazów. Wśród liter osadzone są dwie cyfry. Pierwsza liczba pojawia się w dowolnym miejscu pomiędzy 8 a 20. w strumieniu. Pozycja drugiej liczby nazywana jest opóźnieniem i definiowana względem pojawienia się pierwszej liczby, tak że następująca bezpośrednio po pierwszej nazywa się opóźnieniem 1, następna pozycja opóźnieniem 2 i tak dalej. Eksperyment składa się z 30 prób w każdym z opóźnień 1-6. 
<img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/10211/10211fig3.jpg"> 
Rysunek 3: Organizacja tabeli wyjściowej danych dla eksperymentu z uważnym mruganiem. Każdy wiersz odpowiada próbie eksperymentu. Ważnymi parametrami, które należy zarejestrować, są pozycja pierwszej liczby w strumieniu (wartość od 8 do 20), opóźnienie do drugiej liczby (wartość od 1 do 6), tożsamość dwóch pokazanych liczb oraz odpowiedzi udzielone przez uczestnika na koniec próby. 
3. Przeprowadzanie eksperymentu
<ol>
	<li>W przypadku pełnego eksperymentu idealnie jest przetestować od 10 do 20 uczestników, ale wynik tego eksperymentu powinien być widoczny w danych większości indywidualnych uczestników. </li>
	<li>Aby przetestować uczestnika, posadź go przed monitorem komputera tak, aby oparcie krzesła znajdowało się w odległości około 60 cm. </li>
	<li>Wyjaśnij im instrukcje w następujący sposób:
	<ol>
		<li>"Ten eksperyment ma na celu zbadanie szybkości ludzkiej uwagi. Każda próba będzie mniej więcej taka sama. Zobaczysz ekran z napisem "Gotowy?" . Ekran pozostanie taki, dopóki nie naciśniesz spacji, aby rozpocząć próbę. Po rozpoczęciu próby zobaczysz, że seria małych liter pojawi się szybko na środku ekranu w ciągu 1,5 sekundy. Między literami pojawią się dwie cyfry. Pojawią się one w losowych pozycjach i niekoniecznie bezpośrednio po sobie. Twoim zadaniem jest zwrócenie szczególnej uwagi na sekwencję liter i próba rozpoznania dwóch pojawiających się liter. Pod koniec próby zostaniesz poproszony o wprowadzenie liczb, które Twoim zdaniem się pojawiły, oraz w kolejności, w jakiej Twoim zdaniem je zauważyłeś, najpierw pierwsza, a następnie druga. W sumie odbędzie się 180 prób, więc eksperyment powinien trwać tylko 5-10 minut. Bardzo ważne jest jednak, abyś dał z siebie wszystko. Jeśli nie masz pewności co do tożsamości liczby w jakiejkolwiek próbie, po prostu zgadnij. Masz pytania?"</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Po udzieleniu odpowiedzi na dowolne pytania rozpocznij eksperyment dla uczestnika, obserwując, jak wykonuje on kilka prób na wypadek, gdyby pojawiły się dalsze pytania. Następnie pozwól uczestnikowi dokończyć eksperyment. </li>
</ol>
4. Analiza wyników
<ol>
	<li>Pierwszą rzeczą, którą należy zrobić, aby przeanalizować wyniki, jest dodanie dwóch kolumn do teraz wypełnionego arkusza kalkulacyjnego danych, kolumny o nazwie Dokładność 1 i kolumny o nazwie Dokładność 2, która ma wskazać, czy uczestnik poprawnie zidentyfikował liczbę na każdej pozycji w tym badaniu. Porównaj rzeczywistą liczbę, która pojawiła się w każdym badaniu z udzieloną odpowiedzią, wypełniając kolumnę cyfrą 1 w przypadku poprawnej odpowiedzi i 0 w przypadku nieprawidłowej odpowiedzi. Rysunek 4 pokazuje, jak powinna wyglądać tabela w tym momencie. </li>
</ol>
<img alt="Figure 4" src="/files/ftp_upload/10211/10211fig4.jpg"> 
Rysunek 4: Wypełnione dane wyjściowe dla eksperymentu z mrugnięciem uwagi. Kolumny Dokładność 1 i Dokładność 2 informują, czy odpowiedź wprowadzona przez uczestnika była zgodna z rzeczywistą tożsamością liczby przedstawionej podczas każdego badania. 1 oznacza poprawną odpowiedź, a 0 oznacza niepoprawną odpowiedź. 
<ol start="2">
	<li>Teraz oblicz ogólną dokładność odpowiedzi uczestnika dla pierwszej liczby. W tym celu należy uśrednić liczby w kolumnie Dokładność 1 w arkuszu kalkulacyjnym. Powinien to być bardzo wysoki poziom, od 0,90 do 1. </li>
	<li>Na koniec oblicz średnią dokładność odpowiedzi dla każdej z sześciu pozycji opóźnienia dla drugiej liczby. </li>
</ol>

Podobnie jak wiele innych zadań laboratoryjnych do badania uwagi, mruganie uwagi stało się powszechnym narzędziem w badaniach nad uszkodzeniem mózgu, a także w badaniach, które wykorzystują techniki neuroobrazowania do badania obszarów mózgu zaangażowanych w kontrolowanie i koordynowanie uwagi.
Paradygmat mrugania uwagi został również wykorzystany do zbadania rodzajów rzeczy, które mogą automatycznie przyciągać uwagę, a nawet tego, w jaki sposób lęk i inne problemy ze zdrowiem psychicznym mogą...

uważne mrugnięcie

Źródło: Laboratorium Jonathana Flombauma – Uniwersytet Johnsa Hopkinsa
Aby doszło do rozpoznania określonego bodźca, uwaga wzrokowa musi być skierowana na ten bodziec. Dla najwcześniejszych części systemu wizualnego obiekty nie są obiektami, są zbiorami cech wizualnych – linii, narożników, zmian w fakturze, kolorze i świetle. Uwaga jest zasobem, który jest niezbędny do późniejszego przetwarzania w celu rozpoznania, do czego składa się dany pakiet funkcji. To sprawia, że uwaga jest centralnym punktem badań. Jeden ze szczególnie ważnych zestawów pytań dotyczy tego, w jaki sposób ludzie utrzymują uwagę, to znaczy w jakim stopniu mogą stale utrzymywać skupienie uwagi z chwili na chwilę. Obecnie wiadomo, że ciągła uwaga wymaga dużego wysiłku. Kiedy uwaga musi być bardzo szybko skupiona na czymś, co porusza się lub zmienia bardzo szybko, związany z tym wysiłek powoduje chwilowy zanik uwagi, gdy jest ona odłączona. Ten rodzaj zaniku uwagi nazywa się mrugnięciem uwagi. To tak, jakby mózg mrugał przez chwilę, wyłączając uwagę na odpoczynek. Bodźce, które pojawiają się podczas mrugania uwagi, nie będą odbierane. 
W 1992 roku grupa badaczy opracowała paradygmat do badania mrugania uwagi, a paradygmat ten stał się znany pod tą samą nazwą. 1 Pokazuje niektóre z wyzwań związanych z utrzymaniem skupienia uwagi. Ten film pokazuje, jak wdrożyć paradygmat mrugania uwagi w celu zbadania trwałej uwagi wzrokowej.

Wykres średniej dokładności odpowiedzi dla pierwszej liczby wraz z dokładnością odpowiedzi dla drugiej liczby w funkcji pozycji opóźnienia. Rysunek 5 pokazuje przykład. 
<img alt="Figure 5" src="/files/ftp_upload/10211/10211fig5.jpg"> 
Rysunek 5: Wyniki eksperymentu z mruganiem uwagi. Jak pokazano, uczestnicy są na ogół w stanie podać pierwszą liczbę w sekwencji z bardzo du...

Uważne mrugnięcie

Source: Laboratory of Jonathan Flombaum&#8212;Johns Hopkins University
In order for recognition of a certain stimulus to take place, visual attention ...

Przetwarzanie informacji w szybko zmieniającym się środowisku jest wymagające, a uwaga wzrokowa jest niezbędna do rozpoznania obiektów. Na przykład, aby rozpoznać, w jaki sposób grupa cech składa się na obiekt, taki jak ta piłka nożna, wymagana jest uwaga wzrokowa, a jej utrzymanie wymaga znacznego wysiłku. W dynamicznych sytuacjach, w których przedmioty poruszają się szybko – jak piłka nożna i zawodnicy na boisku podczas meczu – związany z tym wysiłek skupienia uwagi powoduje chwilowy zanik uwagi po jej odłączeniu, na przykład gdy rozgrywający szuka odbiorcy. Ten zanik jest określany jako mrugnięcie uwagi – tak jakby mózg mrugał przez chwilę, wyłączając uwagę na odpoczynek – w którym bodźce, takie jak przeciwnik, nie są odbierane. Opierając się na metodach zapoczątkowanych przez Raymonda, Shapiro i Arnella w 1992 roku, ten film pokazuje, jak wdrożyć zjawisko Attentional Blink, omawiając kroki wymagane do zaprojektowania bodźców i realizacji paradygmatu, a także jak analizować dane i interpretować wyniki opisujące dokładność odpowiedzi w badaniach o różnym poziomie zaangażowania uwagi. W tym eksperymencie seria obrazów, takich jak duże czarne małe litery i cyfry zapisane czcionką Helvetica, jest prezentowana przez 50 ms jeden po drugim - eksperymentalna procedura zwana Rapid Serial Visual Presentation, w skrócie RSVP. Każda próba jest zaprogramowana tak, aby wyświetlała łącznie 30 znaków, przy czym dwa obrazy to różne liczby od 1 do 9. Pierwsza cyfra jest losowo umieszczana gdzieś między ósmą a dwudziestą pozycją RSVP, podczas gdy druga cyfra jest losowo umieszczana w miejscu bezpośrednio po pierwszej liczbie, do sześciu miejsc po niej. Ten odstęp nazywa się pozycją opóźnienia, która może wynosić od 1 do 6. W trakcie eksperymentu przeprowadzono 180 prób, po 30 w każdej z 6 pozycji opóźnienia. Po każdym badaniu uczestnicy są proszeni o podanie numerów, w kolejności, w jakiej się pojawiły, podczas RSVP. Zmienna zależna jest rejestrowana jako liczba prawidłowych odpowiedzi w różnych pozycjach opóźnienia. Logika stojąca za paradygmatem polega na tym, że pierwsza liczba przyciągnie uwagę uczestnika, co prowadzi do bardzo wysokiej dokładności w nazywaniu pierwszych. Jednak w zależności od pozycji opóźnienia oczekuje się, że wydajność będzie się różnić podczas raportowania drugiej liczby. Jeśli pojawi się natychmiast po pierwszym, wydajność powinna być nadal bardzo wysoka - koncepcja zwana oszczędzaniem lag 1. Dokładność powinna być najbardziej dramatycznie zmieniona, gdy druga liczba znajduje się w drugiej i trzeciej pozycji opóźnienia - ze względu na zjawisko mrugania uwagi - a dokładność będzie mniej zakłócona w późniejszych pozycjach opóźnienia, tych, które występują po krótkim oknie mrugnięcia uwagi. Przed eksperymentem skonfiguruj program tak, aby generował wyjściowy arkusz kalkulacyjny, który zawiera wszystkie istotne dane do późniejszej analizy, w tym numer próby, pozycję pierwszej cyfry w strumieniu RSVP i opóźnienie, prawdziwą tożsamość pierwszej i drugiej cyfry oraz udzielone odpowiedzi. Na początek przywitaj się z uczestnikiem w laboratorium i poprowadź go do pokoju eksperymentalnego. Poproś ich, aby usiedli wygodnie przed komputerem, z oparciem krzesła w odległości około 60 cm. Teraz wyjaśnij instrukcje dotyczące zadania: Na ekranie pojawi się słowo "Gotowy?" aż do naciśnięcia spacji, po czym natychmiast i szybko pojawi się seria liter i cyfr. Poproś uczestnika, aby wskazał, jakie liczby zobaczył, naciskając odpowiednie klawisze w tej samej kolejności, w jakiej je zobaczył. Przypomnij im, że jeśli nie są pewni, jakie liczby widzieli, niech po prostu zgadną. Po udzieleniu odpowiedzi na wszelkie pytania opuść pokój i pozwól im ukończyć 30 prób we wszystkich pozycjach opóźnienia, co daje w sumie 180. Kiedy skończą, podziękuj im za udział w eksperymencie. Aby rozpocząć analizę danych, otwórz arkusz kalkulacyjny z danymi wyjściowymi eksperymentu. Dodaj dwie kolumny o nazwach "Dokładność 1" i "Dokładność 2", aby wskazać, czy uczestnik prawidłowo zidentyfikował liczbę na każdej pozycji. W odniesieniu do każdej próby, w kolumnie oznaczonej "Dokładność 1", należy wskazać, czy prawidłowo zidentyfikowali pierwszą liczbę, umieszczając cyfrę 1, czy nieprawidłowo, przypisując jej cyfrę 0. Zduplikuj to dla kolumny oznaczonej "Dokładność 2". Następnie wykreśl średnią dokładność ze wszystkich prób dla pierwszej z nich, wraz ze średnimi dla drugich podanych liczb? Dokładność 2'?według pozycji opóźnienia. Zauważ, że odpowiedź dla pierwszej liczby? Dokładność 1'?była bardzo wysoka, co pokazuje, że nawet jeśli liczba pojawia się bardzo krótko, w nieprzewidywalnym miejscu i osadzona między literami, skupiona uwaga może wspierać szczegółowe przetwarzanie i rozpoznawanie. Zgodnie z przewidywaniami, gdy druga liczba nastąpiła natychmiast po pierwszej, dokładność pozostała wysoka ze względu na oszczędność opóźnienia 1. W ten sposób skupiona uwaga wyzwalana przez pierwszą liczbę pozostaje zaangażowana, co pozwala na uchwycenie drugiej liczby. Jednak w przypadku pozycji opóźnienia 2 i 3 średnie wartości dokładności drastycznie spadły, co odzwierciedla zjawisko mrugania uwagi. Oznacza to, że po przetworzeniu pierwszej liczby uwaga zostaje tymczasowo wyłączona, zmniejszając w ten sposób przetwarzanie i rozpoznawanie. Jednak mrugnięcie uwagi nie trwało długo, o czym świadczy lepsza wydajność dla pozycji opóźnienia 4, 5 i 6. Teraz, gdy jesteś już zaznajomiony z tym zjawiskiem, przyjrzyjmy się, w jaki sposób paradygmat jest używany do bardziej szczegółowego badania podstawowych ograniczeń uwagi wzrokowej, w tym rodzajów rzeczy, które mogą ją automatycznie przechwytywać, a nawet tego, jak lęk i inne problemy ze zdrowiem psychicznym mogą ją przekierować. W podobnym zadaniu RSVP z wykorzystaniem zdjęć, uczestnicy zostali poproszeni o zidentyfikowanie obrazu docelowego - takiego, który został obrócony w nietypowej pozycji. Na przykład jako cel uwzględniono odwrócony do góry nogami pokój, a uczestnicy zgłaszali, czy była to scena wewnętrzna, czy zewnętrzna. W niektórych próbach naukowcy dodali zdjęcie pająka do strumienia w pozycji poprzedzającej cel. Postawili hipotezę, że może to automatycznie przyciągać uwagę ze względu na strach, jaki wywołuje. W tym przypadku doszli do wniosku, że powinno to wywołać mrugnięcie uwagi, co prowadzi do przeoczenia obróconego celu. Rzeczywiście, uczestnicy reagowali niedokładnie, gdy pająk poprzedzał cel, co pokazuje, że obiekty wywołujące strach mogą automatycznie przyciągać uwagę i wywoływać mrugnięcia uwagi. Naukowcy wykorzystali również ten sam paradygmat do zbadania różnic między osobami z poważnymi fobiami a tymi, którzy mają typową niechęć do pająków. W tym przypadku zadanie jest odwrotne: obrócone pomieszczenie jest pokazane wcześniej, przedstawiając pająka w pozycji lag 2. Dla większości uczestników percepcja pająka jest więc blokowana przez mrugnięcie uwagi. Co ciekawe, osoby z ciężką arachnofobią nie wykazywały mrugnięcia uwagi, ponieważ zgłaszały, że widziały pająka – co sugeruje, że czasami bodźce emocjonalne bardzo silnie przyciągają uwagę, podczas gdy w przeciwnym razie byłaby ona niezaangażowana. Właśnie obejrzałeś wprowadzenie JoVE do mrugnięcia uwagi. Teraz powinieneś dobrze zrozumieć, jak zaprojektować i wykonać zadanie angażujące uwagę, a także analizować i oceniać wyniki. Dzięki za oglądanie!

Education

JoVE Science Education

Psychology

Psychologia

Sensation and Perception

Wrażenia i percepcja

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 when attention must shift very quickly to something that is moving or changing rapidly.

That effort can cause a brief lapse after attention is disengaged. This lapse is called an attentional blink. During that short pause, stimuli that appear are not perceived. Researchers use the attentional blink paradigm, named for this effect, to study how well people maintain focused visual attention.

The paradigm was first devised in 1992. It shows some of the challenges of keeping attention steady under fast-changing conditions. The method in this video demonstrates how to implement the attentional blink paradigm for studying sustained visual attention.

Measuring Visual Attention Lapses

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

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...

the attentional blink

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

This collection delves into a variety of procedures to study how the brain processes our complex sensory world and solves problems confronting conscious awareness and visual, tactile, and auditory perception. 

Explore how the attentional blink reveals brief lapses in visual attention and how researchers use the paradigm to study sustained attention in fast-changing scenes.

Measuring Visual Attention Lapses | JoVE K12

Life Science

Structure and Function

HS-LS1-2.

Jonathan Flombaum

Overview

Stimulus and Experimental Design

Running the Experiment

Data Analysis and 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 ...

/files/media/science-education/science-education-thumbs/12783.jpg

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. ...

/files/media/science-education/science-education-thumbs/12784.jpg

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 ...

/files/media/science-education/science-education-thumbs/14723.jpg

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 ...

/files/media/science-education/science-education-thumbs/14724.jpg

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 ...

/files/media/science-education/science-education-thumbs/14729.jpg

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 ...

/files/media/science-education/science-education-thumbs/12772.jpg

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 ...

/files/media/science-education/science-education-thumbs/14727.jpg

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 Lapses

Description

Transcript

Tags

More videos by Standards