Method Article

Dwuinterwałowe zadanie wymuszonego wyboru do porównań multisensorycznych

DOI:

10.3791/58408

November 9th, 2018

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Psychofizyka jest niezbędna do badania zjawisk percepcji poprzez informacje sensoryczne. Poniżej przedstawiamy protokół do wykonania dwuinterwałowego zadania wymuszonego wyboru, jak zaimplementowano w poprzednim raporcie z psychofizyki człowieka, w którym uczestnicy oszacowali czas trwania wizualnych, słuchowych lub audiowizualnych interwałów aperiodycznych ciągów impulsów.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Przedstawiamy procedurę eksperymentu psychofizycznego na ludziach opartego na wcześniej opisanym paradygmacie, którego celem jest scharakteryzowanie percepcyjnego czasu trwania interwałów w zakresie milisekund wizualnych, akustycznych i audiowizualnych ciągów aperiodycznych sześciu impulsów. W tym zadaniu każda z prób składa się z dwóch następujących po sobie interwałów intramodalnych, w których uczestnicy naciskają strzałki w górę, aby poinformować, że drugi bodziec trwał dłużej niż odniesienie, lub strzałki w dół, aby wskazać inaczej. Wynikiem analizy zachowania są funkcje psychometryczne prawdopodobieństwa oszacowania bodźca porównawczego jako dłuższego niż odniesienie, w funkcji interwałów porównawczych. Podsumowując, rozwijamy sposób implementacji standardowego oprogramowania programistycznego do tworzenia bodźców wizualnych, akustycznych i audiowizualnych oraz do generowania zadania wymuszonego wyboru w dwóch odstępach czasu (2IFC) poprzez dostarczanie bodźców przez słuchawki blokujące hałas i monitor komputera.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Celem tego protokołu jest przekazanie procedury standardowego eksperymentu na psychofizyce. Psychofizyka to nauka o zjawiskach percepcji poprzez pomiar reakcji behawioralnych, wywoływanych przez bodźce sensoryczne1,2,3. Zazwyczaj ludzka psychofizyka jest niedrogim i niezbędnym narzędziem do wdrożenia w obrazowaniu lub eksperymentach neurofizjologicznych4. Jednak nigdy nie jest łatwo wybrać najodpowiedniejszą metodę psychofizyczną spośród wielu, które istnieją, a wybór zależy w pewnym stopniu od doświadczenia i preferencji. Niemniej jednak zachęcamy początkujących do gruntownego zapoznania się z dostępnymi metodologiami w celu zapoznania się z kryteriami wyboru5,6,7. W tym miejscu przedstawiamy procedurę wykonywania zadania 2IFC, którą wielu badaczy często wykorzystuje do badania procesów percepcyjnych, takich jak pamięć robocza8, podejmowanie decyzji9,10, lub percepcja czasu11,12,13.

Aby poprowadzić czytelników przez tę metodę, tworzymy raport na temat percepcyjnego czasu trwania interwałów wzrokowych (V), słuchowych (A) i audiowizualnych (AV) aperiodycznych sekwencji impulsów. Będziemy nazywać to zadanie aperiodyczną dyskryminacją interwałową (AID) task13. Próbując opisać ten paradygmat w żargonie psychofizycznym, byłoby to zadanie dyskryminacji klasy A, typu 1, oparte na wynikach, zależne od kryterium, które wykorzystuje nieadaptacyjną metodę stałych i model stycznej hiperbolicznej (tanh) do obliczenia progu różnicowego. Nawet jeśli taka charakterystyka brzmi nieco zagmatwano, użyjemy jej, aby wprowadzić czytelnika w pewne ogólne aspekty psychofizyki, mając nadzieję, że dostarczymy kryteriów decyzyjnych dla nowych eksperymentów, a może nawet umożliwimy dostosowanie obecnego protokołu do innych potrzeb.

Każdy eksperyment psychofizyczny, taki jak zadanie 2IFC, wymaga implementacji bodźców, zadania, metody, analizy i pomiaru6. Celem jest uzyskanie funkcji psychometrycznej, która lepiej uwzględnia mierzoną wydajność14. Zadanie 2IFC polega na przedstawieniu uczestnikom, którzy są naiwni co do celu eksperymentu, prób dwóch kolejnych bodźców. Po porównaniu bodźców informują o wyniku, wybierając jedną i tylko jedną z dwóch możliwych odpowiedzi, która lepiej pasuje do ich percepcji.

W przypadku bodźców, odnosimy się do technicznych rozważań na temat badanej modalności sensorycznej. Eksperyment klasy A polega na porównaniu bodźców o tej samej modalności w ramach próby, podczas gdy eksperymenty klasy B obejmują porównania międzymodalne. Inne istotne kwestie dotyczące bodźców obejmują ich realizację, takie jak techniczne sposoby modulowania bodźców w wymaganym zakresie. Na przykład, jeśli chcemy znaleźć tylko zauważalną różnicę (JND) między dwiema częstotliwościami trzepotania wibrującymi na skórze15, potrzebujemy precyzyjnego stymulatora do generowania częstotliwości w granicach trzepotania (tj. 4 - 40 Hz). Innymi słowy, dynamiczny zakres działania elementów technicznych zależy od dynamicznego spektrum każdej modalności sensorycznej.

Wybór zadania dotyczy badanego zjawiska percepcyjnego. Na przykład ustalenie, czy dwa bodźce są takie same lub równoważne, może opierać się na innych mechanizmach mózgowych niż te, które rozwiązują, jeśli bodziec jest dłuższy lub krótszy niż odniesienie16 (jak w paradygmacie AID). Wewnętrznie dobór bodźców określa rodzaj uzyskiwanych reakcji. Eksperymenty typu 1, niekiedy ściśle związane z tzw. eksperymentami wydajnościowymi, obejmują poprawne lub niepoprawne odpowiedzi. W przeciwieństwie do tego, eksperyment typu 2 (lub eksperyment z wyglądem) daje głównie jakościowe odpowiedzi, które zależą od kryteriów uczestnika, a nie od jakiegokolwiek wyraźnie narzuconego kryterium; Innymi słowy, eksperymenty niezależne od kryteriów. Warto zauważyć, że odpowiedzi na zadania 2IFC są zależne od kryterium, ponieważ w każdej próbie bodziec standardowy (czasami nazywany bodźcem podstawowym lub referencyjnym) stanowi kryterium, od którego zależy percepcja porównania.

Metoda może odnosić się do trzech rzeczy; po pierwsze, może odnosić się do mechanizmu wyboru zakresu bodźców do testowania lub, innymi słowy, do już znanego zakresu zmienności bodźców, w przeciwieństwie do metod adaptacyjnych mających na celu ustalenie odpowiedniego zakresu17. Te kwestie adaptacyjne są zalecane do szybkiego znajdowania progów wykrywania i dyskryminacji oraz do minimalnej liczby powtórzeń próby18. Metody adaptacyjne są również optymalne dla eksperymentów pilotażowych. Drugą definicją metody jest skala modulacji bodźców (np. metoda stałych) lub skala logarytmiczna. Wybrana skala może, ale nie musi być bezpośrednią konsekwencją wyniku metody adaptacyjnej, ale przede wszystkim dotyczy dynamiki badanej modalności sensorycznej. Wreszcie, metoda odnosi się również do liczby prób i kolejności ich prezentacji.

Jeśli chodzi o analizę, odnosi się ona do statystyk pomiarów eksperymentalnych. Niezależnie od wyboru odpowiednich metod analitycznych do porównań między grupą testową i kontrolną, psychofizyka polega głównie na pomiarze bezwzględnych lub różnicowych progów między dwoma warunkami (np. obecność vs. brak bodźca lub JND między dwoma bodźcami), szczególnie w 2IFC19. Takie pomiary wywodzą się z funkcji psychometrycznych (tj. ciągłych modeli zachowania jako funkcji prawdopodobieństwa wykrycia lub rozpoznania jednego z rozpatrywanych warunków). Wybór funkcji modelu zależy od skali, czyli innymi słowy, od rozstawu wartości zmiennej niezależnej. Funkcje takie jak skumulowana normalna, logistyczna, szybka i Weibull są odpowiednie dla wartości rozmieszczonych liniowo, podczas gdy Gumbel i log-Quick lepiej nadają się do odstępów logarytmicznych. Istnieją również alternatywne modele, takie jak tanh zastosowany w zadaniu AID. Co ważne, wybór odpowiedniego modelu zależy od interesujących nas parametrów, które zostały uwzględnione w projekcie eksperymentu20. Po dopasowaniu danych do modelu powinno być możliwe wyprowadzenie dwóch parametrów: parametrów α i β. W przypadku funkcji logistycznej zwykle stosowanej w paradygmacie 2IFC, odnosi się α do wartości odciętych rzutujących do punktu subiektywnej równości (tj. przy połowie logistyki). Parametr β odnosi się do nachylenia przy wartości α (tj. nachylenia przejścia między warunkami). Wreszcie, parametrem powszechnie uzyskiwanym z krzywej psychometrycznej jest różniczka limen21 (DL). W eksperymencie 2IFC DL odnosi się do β, ale ściśle odpowiada minimalnej postrzeganej różnicy między dwoma interwałami. Wzór na określenie DL to następujące równanie (1).

figure-introduction-1(1)

Tutaj x oznacza wartości zmiennych niezależnych rzutujące na wydajność 0,75 i 0,25 mierzoną bezpośrednio na krzywej sigmoidalnej. Do tej pory omówiliśmy tylko niektóre ogólniki dotyczące funkcji psychometrycznych. Zalecamy dalsze badania nad szacowaniem i interpretacją funkcji psychometrycznych z tymi i innymi parametrami22.

Inne aspekty techniczne, które należy wziąć pod uwagę podczas przeprowadzania eksperymentu psychofizycznego, są związane ze sprzętem i oprogramowaniem. Pojemność pamięci i szybkość komputerów komercyjnych jest obecnie zwykle optymalna do przetwarzania w zadaniach wizualnych i słuchowych o wysokiej wierności. Co więcej, dynamiczna rozdzielczość materiałów uzupełniających, takich jak słuchawki blokujące szumy, głośniki i monitory, musi spełniać częstotliwość próbkowania, przy której działają modalności sensoryczne (np. częstotliwość, amplituda, kontrast i częstotliwość odświeżania). Ponadto programy takie jak PsychToolbox23 i PsychoPy24 są łatwe do wdrożenia i bardzo wydajne w synchronizowaniu zdarzeń i sprzętu zadań.

Poprzednio opisane zadanie AID łączy wiele z opisanych powyżej tematów dla paradygmatu 2IFC. Co ciekawe, bada percepcję interwałów V, A i AV w zakresie milisekund, gdzie zachodzi większość procesów zachodzących w mózgu25,26,27. Paradoksalnie, jest to również trudny błąd w badaniu wzroku, który w porównaniu ze słuchem powoduje nieco ograniczoną częstotliwość próbkowania28. W tym sensie porównania multimodalne wymagają dodatkowych zakresów teoretycznych12,29,30. Czasami wymagają one dalszego dostosowania, aby objąć wspólne spektrum modulacji lub uzyskać spójne interpretacje.

Ten protokół skupia się na zadaniu dyskryminacji (tj. 2IFC, gdzie bodziec podstawowy, zwany również referencyjnym lub standardowym, jest przeciwstawiany zestawowi bodźców porównawczych lub testowych w celu znalezienia JND lub, innymi słowy, progu dyskryminacji). W tym przypadku zadanie ma na celu zbadanie zdolności ludzi do rozróżniania interwałów czasowych aperiodycznych wzorców V, A lub AV impulsów13. Dostarczamy informacji na temat tworzenia i parametryzacji bodźców, a także na temat analiz dokładności i czasów reakcji. Co ważne, omawiamy, jak interpretować percepcję czasu badanych na podstawie statystycznych parametrów wyników psychometrii oraz niektóre eksperymentalne i analityczne alternatywy w ramach tematów metody psychofizycznej 2IFC.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Eksperymenty zostały zatwierdzone przez Komitet Bioetyczny Instytutu Fizjologii Komórkowej UNAM (Nie. CECB_08) i przeprowadzane zgodnie z wytycznymi Kodeksu Etycznego Światowego Stowarzyszenia Lekarzy.

1. Konfiguracja eksperymentalna

  1. Przygotowanie materiału i bodźców do wykonania zadania z dyskryminacją interwałową aperiodyczną (AID)
    1. Wykonaj ten eksperyment na komputerze z co najmniej 8 GB pamięci RAM, procesorem 2,5 GHz i monitorem częstotliwości odświeżania 60 Hz, aby utworzyć i uruchomić zadanie.
    2. Zaopatrz się w zestaw słuchawek z redukcją szumów, aby dźwięki otoczenia nie rozpraszały uczestników podczas wykonywania zadania.
    3. Użyj miernika decybeli, aby ustawić głośność słuchawek na ~65 dB SPL.
    4. Utwórz bodźce V, A i AV dla zadania, uruchamiając graficzny interfejs użytkownika (GUI) zawarty w tym protokole (Rysunek 1) lub używając programów takich jak PsychToolbox lub PsychoPy.
      1. Pobierz plik Stimuli_GUI.zip z http://www.ifc.unam.mx/investigadores/Luis-lemus. Następnie otwórz MATLAB (2016a lub nowszy dla tego graficznego interfejsu użytkownika).
        1. Kliknij opcję SetPath na karcie menu MATLAB, aby dodać folder Stimuli_GUI do obszaru roboczego. Najpierw wybierz przycisk Dodaj folder, wybierz folder Stimuli_GUI i naciśnij przycisk Zapisz. Na koniec zamknij okno, klikając przycisk Zamknij.
        2. Otwórz plik Stimuli_GUI.m za pomocą opcji Otwórz na karcie Menu główne. Następnie naciśnij F5 na klawiaturze, aby wyświetlić GUI (Rysunek 1).
      2. Kliknij menu kontekstowe Warunek, aby wybrać preferowany rozkład impulsów (tj. Okresowy dla tworzenia bodźca impulsów w równej odległości lub Aperiodyczny dla rozkładu losowego). Następnie wybierz żądaną liczbę impulsów (tj. 2 - 6) w menu kontekstowym Liczba impulsów. Na koniec wprowadź żądany czas trwania bodźca w oknie dialogowym Czas trwania.
        UWAGA: Aby uniknąć fuzji migotania V (tj. dwa lub więcej impulsów jest odbieranych jako tylko jeden), konieczne jest utworzenie interwałów międzyimpulsowych (IPI) wynoszących co najmniej 30 ms. W związku z tym, biorąc pod uwagę, że każdy z impulsów jest predefiniowany na czas trwania 50 ms, maksymalna liczba impulsów w bodźcu jest ograniczona przez IPI. Impulsy przekraczające minimalny IPI powodują błąd.
        Uwaga: Program generuje obrazy w formacie Audio Video Interleave (AVI) z szybkością 60 klatek na sekundę. Można je jednak tworzyć online podczas każdej próby za pomocą PsychToolbox lub PsychoPy. Rozważ utworzenie impulsów 50 ms, łącząc co najmniej trzy klatki szarych okręgów o kącie 4° na czarnym tle. W tym przypadku metoda generuje pliki AVI i WAV do implementacji w LabVIEW, sugerując tym samym możliwość wykorzystania bardziej złożonych klipów wideo lub audio.
      3. Kliknij przycisk Generuj IPI, aby wyświetlić wartości IPI w polu Wartości IPI i zobaczyć wykres wynikowego rozkładu impulsów.
        Uwaga: Wartości IPI są aktualizowane automatycznie po każdym kliknięciu przycisku Generuj IPI. Wartości te można kopiować i zapisywać w celu dalszej analizy.
      4. Wygeneruj i zapisz bodziec V, wpisując opisową nazwę pliku (np. PeriodicVisual500ms.avi) w oknie dialogowym Wprowadź nazwę pliku wideo. Kliknij przycisk Generuj wideo i poczekaj, aż okienko pop-up wyświetlające szare kółka ~4° się zamknie. Następnie kliknij przycisk Odtwórz, aby zobaczyć utworzony bodziec V.
        UWAGA: Podczas generowania obrazów przez program nie klikaj na inne figury, ponieważ może to spowodować utratę uchwytu figury i wyświetlenie wadliwego wideo.
        Uwaga: Amplitudę kątową obiektu V uzyskuje się za pomocą następującego równania (2).
        figure-protocol-1(2)
        Tutaj a to amplituda V wyrażona w stopniach, S to rozmiar obrazu w centymetrach, mierzony na ekranie, a D to odległość w centymetrach od obserwatora do ekranu.
      5. Wygeneruj i zapisz bodziec A przy użyciu tych samych wartości V IPI, wpisując opisową nazwę pliku (np. AperiodicAcoustic500ms.wav) w oknie dialogowym Wprowadź nazwę pliku audio. Kliknij przycisk Generuj dźwięk, aby obserwować wykres utworzonego dźwięku i kliknij przycisk Odtwórz, aby posłuchać nowego audio.
        Uwaga: Predefiniowana częstotliwość impulsów A wynosi 1 kHz; Można go jednak zmienić w oknie dialogowym Częstotliwość dźwięku (Hz).
      6. Powtórz kroki od 1.1.4.2 do 1.1.4.5, aby utworzyć 10 bodźców aperiodycznych (AP) dla każdego z interwałów porównawczych zadania AID (tj. interwały V i A od 500 ms do 1 100 ms w krokach co 100 ms). Utwórz tylko jeden bodziec okresowy (P) dla każdego z interwałów zestawów kontrolnych.
    5. Wygeneruj rozszerzony klip z białym szumem (np. 30 minut) do wykorzystania jako tło podczas eksperymentu lub pobierz go z biblioteki internetowej.
    6. Utwórz biały krzyżyk 3° i zapisz go w pliku JPEG, aby użyć go jako wskazówki dla uczestników do rozpoczęcia próby.
      Uwaga: Bodźce dożylne powstają w wyniku nakładania się na siebie przystających klipów V i A podczas wykonywania zadania. Przesuń bodźce A do 90 ms po wystąpieniu V, aby wytworzyć jednoczesność percepcyjną32.
  2. Projektowanie i realizacja zadań
    1. Utwórz zestawy prób P i AP V, A i AV, wymieniając nazwy utworzonych bodźców w arkuszu Excel. Użyj różnych kolumn, aby zawrzeć wszystkie informacje wymagane podczas zadania, takie jak modalność bodźców referencyjnych i porównawczych, liczba powtórzeń w próbie, czas trwania bodźców i oczekiwana reakcja (zobacz przykładowy plik CSV zawarty w Stimuli_GUI.zip pliku). Zapisz każdy z zestawów w formacie wartości rozdzielanych przecinkami (CSV).
      Uwaga: Eksperyment ma na celu uzyskanie funkcji psychometrycznych prawdopodobieństwa percepcji bodźców testowych (tj. bodźców porównawczych) dłuższych niż odniesienie w funkcji zmienności bodźców porównawczych. W związku z tym w próbach generowania funkcji psychometrycznych należy stosować bodziec referencyjny ustalony w połowie zakresu interwałów (tj. 800 ms). Jednak, aby zagwarantować, że kryteria uczestników opierają się na bodźcu referencyjnym, muszą oni zawsze brać pod uwagę zarówno odniesienie, jak i porównanie. W związku z tym należy uwzględnić próby o różnych odniesieniach, aby zrównoważyć liczbę różnych porównań. Na koniec rozważ przedstawienie bloków badań V, A i AV, aby uniknąć efektów uwagi. Jednak zawsze obecne badania P i AP są losowo interkalowane.
    2. Stwórz program do automatycznego uruchamiania zadania za pomocą PsychToolbox lub PsychoPy, lub pobierz i uruchom automatyczną 2IFC_Task dostępną pod adresem http://www.ifc.unam.mx/investigadores/Luis-lemus (do uruchomienia w LabVIEW 2014 lub nowszym).
      1. Otwórz 2IFC_Task, klikając dwukrotnie plik zadania.
      2. Załaduj utworzone bodźce, wybierając folder bodźców w Panelu sterowania. Najpierw użyj przycisków w górę i w dół w oknie dialogowym, aby wyświetlić wartość 0. Następnie naciśnij ikonę folderu, aby wybrać folder bodźca.
      3. Powtórz krok 1.2.2.2, aby ustawić ścieżkę pliku na 1, 2, 3 lub 4, aby załadować zestaw CSV pliku próbnego, plik wyjściowy TXT, dźwięk w tle WAV i sygnał białego krzyżyka w formacie JPEG, odpowiednio.
        Uwaga: Podczas programowania zadania przechowuj dane w wygodnym formacie do analizy offline (np. w formacie TXT lub CSV). Uwzględnij informacje o badaniu: kolejność pojawiania się i wyniki zachowań, takie jak trafienia, błędy, czasy reakcji i czasy odpowiedzi.
      4. Naciśnij przycisk Biały szum znajdujący się na Panelu sterowania, aby aktywować szum tła. Następnie umieść miernik decybeli jak najbliżej słuchawek i ustaw regulator głośności systemu operacyjnego na ~65 dB SPL. Na koniec dostosuj regulator głośności tła znajdujący się na Panelu sterowania do ~55 dB SPL.
      5. Użyj okien dialogowych Pre_S1 i Inter_Stim, aby określić odpowiednio upływ czasu pierwszej dostawy bodźca i separacji między bodźcami.
        Uwaga: Domyślne czasy to 1,000 ms. Inne wskaźniki graficzne umożliwiają egzaminatorowi obserwowanie wyników w czasie rzeczywistym (np. wykres słupkowy wydajności dla każdego warunku oraz wyświetlanie liczby trafień, błędów, fałszywych alarmów i aktualnej liczby prób).
      6. Przetestuj zadanie, klikając ikonę strzałki Uruchom w prawo na karcie Narzędzia i wykonaj kilka prób testowych.
        Uwaga: Zalecamy korzystanie z dwóch monitorów, jednego do dostarczania zadania, a drugiego do monitorowania zadania w trybie online.
        1. Rozpocznij każdą próbę, przytrzymując spację po pojawieniu się wizualnej wskazówki na środku ekranu. Zwolnij spację po dostarczeniu pary bodźców i naciśnij strzałki w górę lub w dół, aby zakończyć próbę.
        2. Powtarzaj krok 1.2.2.6.1, aż zestaw zostanie zakończony. Zadanie zostanie automatycznie zatrzymane. Możesz też przerwać zadanie, klikając przycisk Zatrzymaj w menu Panelu sterowania.

2. Uczestnicy

  1. Zrekrutuj od 10 do 30 praworęcznych uczestników płci męskiej i żeńskiej, z różnicą wieku nie większą niż dziesięć lat między nimi, z normalnym lub skorygowanym do normalnego widzeniem i bez deficytów słuchowych.
  2. Poproś uczestników o wypełnienie kwestionariusza dotyczącego ich wieku, płci, sprawności manualnej oraz warunków fizycznych lub psychicznych (np. deficytów wzrokowych lub słuchowych, treningu muzycznego i przyjmowania narkotyków).
  3. Opowiedz uczestnikom o celu, procedurach i czasie trwania eksperymentu. Uważaj, aby nie wywołać uprzedzeń (np. mówiąc im o występowaniu stanów P lub AP). Następnie poproś uczestników o wyrażenie pisemnej zgody na udział w eksperymentach.

3. Procedura eksperymentalna

  1. Wykonuj eksperymenty w cichym pomieszczeniu ze stałym oświetleniem.
  2. Uruchom zadanie.
  3. Skalibruj miernik decybeli i powtórz procedurę opisaną w kroku 1.2.2.4.
    UWAGA: Przez cały czas trwania eksperymentu bodźce akustyczne powinny być dostarczane obuusznie przy ~65 dB SPL. Konieczne jest użycie miernika decybeli do przetestowania amplitudy akustycznej przed eksperymentem, aby uniknąć obrażeń
  4. .
  5. Poproś uczestnika, aby usiadł wygodnie przed monitorem, w odległości 60 cm. Następnie umieść klawiaturę w osiągalnej odległości i dopasuj słuchawki do głowy uczestnika (Rysunek 2C).
  6. Poinstruuj uczestnika, aby rozpoczął próbę po pojawieniu się wskazówki wizualnej, naciskając i przytrzymując spację przez cały czas trwania próby. Wskaż uczestnikowi, aby zwolnił spację po prezentacji dwóch kolejnych bodźców i nacisnął strzałki w górę, jeśli drugi bodziec trwał dłużej niż pierwszy, lub nacisnął strzałki w dół, jeśli trwał krócej (Rysunek 2B).
  7. Na koniec poinstruuj uczestnika, aby używał tylko prawego palca wskazującego do wykonania zadania i skomentuj możliwość zrobienia 5-minutowej przerwy na wypadek, gdyby uczestnik czuł się zmęczony lub rozproszony podczas eksperymentu.
  8. Włącz funkcję blokowania szumów w słuchawkach i pozwól uczestnikowi przećwiczyć 10 - 15 prób.
    Uwaga: Na tym etapie zaleca się podanie wizualnych danych wejściowych dla poprawnych odpowiedzi. Możliwe jest również przekazanie informacji zwrotnej podczas eksperymentu; Należy jednak pamiętać o możliwych uprzedzeniach.
  9. Uruchom zadanie.

4. Analiza danych

  1. Obliczyć średnią i błąd standardowy średniej wydajności każdego z bloków prób P i AP, V, A i AV.
  2. Wygeneruj wykresy punktowe prawdopodobieństwa postrzegania bodźca porównania dłużej niż odniesienie w funkcji interwałów porównania. Następnie dopasuj funkcję logistyczną do data.
    Uwaga: Jak wspomniano we wprowadzeniu, wybór wygodnego modelu zależy od eksperymentu i danych. Przykładem modelu jest tanh zgłoszony dla zadania AID. Taki model dostarcza cztery parametry (wstawka w Rysunek 3A) zdefiniowane przez:
    figure-protocol-2
    Parametr a odpowiada wielkości wydajności mierzonej od punktu przegięcia do płaskowyżu. Parametr β odpowiada pierwszej pochodnej w punkcie przegięcia. Im wyższa wartość, tym łatwiej dostrzec przejście między dłuższym a krótszym w porównaniu z kategoriami referencyjnymi. Parametr θ lub X0 jest wartością odciętą rzutu punktu przegięcia (tj. punktu subiektywnej równości). Przesunięcie takiego parametru reprezentuje ogólne odchylenia czasowe. Wreszcie c lub Y0 reprezentuje punkt przegięcia na rzędnej i ujawnia odchylenia w kierunku określonej odpowiedzi. Alternatywnymi procedurami dopasowywania i analizowania funkcji psychometrycznych są Palamedes toolbox6 i quickpsy33.
  3. Powtórz procedurę od kroku 4.1, aby przeanalizować czasy reakcji i czasy reakcji.
  4. Wykonaj analizy statystyczne, aby porównać rozkłady dokładności P i AP w ramach każdej z modalności sensorycznych.
  5. Wykonaj dodatkowe analizy, takie jak korelacje Pearsona, aby znaleźć związek między wskaźnikami okresowości a dokładnością oraz między wskaźnikami okresowości a czasami reakcji.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ten protokół przedstawił metodę przeprowadzenia eksperymentu psychofizycznego na ludziach. Technika ta powieliła wcześniejsze badania nad dyskryminacją interwałów ciągów AP impulsów V, A i AV, które przeprowadzono przy użyciu metody 2IFC. Bodźce wynikały z rozkładów P i AP pociągów sześciu impulsów 50 ms w różnych odstępach czasu w zakresie milisekund (tj. od 500 ms do 1100 ms w krokach co 100 ms). Rysunek 2A pokazuje niektóre interwały i ich obliczo...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

W psychofizyce wybór zadania zależy od partykularnych zainteresowań zjawiskami percepcyjnymi 5,6. Na przykład, protokół ten polegał na odtworzeniu wcześniej opisanego paradygmatu percepcji bodźców wzrokowych, słuchowych i audiowizualnych w odstępach czasowych impulsów rozmieszczonych aperiodycznie, w wyniku czego zaimplementowano metodę 2IFC13. Tutaj, podobnie jak w większości zadań psychofizycznych, odpowiedni sprzęt i oprogramowanie są n...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ta praca była wspierana przez Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT), CB-256767. Autorzy dziękują Isaacowi Moránowi za jego pomoc techniczną oraz Anie Escalante z Działu Komputerowego Instituto de Fisiología Celular (IFC) za jej cenną pomoc.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Lapt top Dell PrecisionDellM6800 CTOProcesador Intel Core i7-4710MQ, 2,5 GHz RAM 16 GB, 64-bitowy system operacyjny; 17,3-calowy ekran 1920 x 1080; częstotliwość odświeżania 60 Hz
Słuchawki blokujące hałasSłuchawki BoseQC25QuietComfort 25, blokujący hałas
miernik decybeliExtech InstrumentsSL 130GMiernik poziomu dźwięku (dB), zakres od 30 do 130 dB, ten miernik spełnia normy ANSI i IEC Type 2 mierników poziomu dźwięku
NazwaCompanyNumer katalogowyKomentarze
Software
LabviewNational InstrumentsLabview 2014Labview SP1 130, 64-bitowy, wersja 14
MatlabMathworks IncMatlab 2016aThe Mathworks Inc., Natick, MA, USA
GUI Do tworzenia bodźców wizualnych i akustycznych. Utworzone przez Fabiola DuarteMathworks IncMatlab 2016aThe Mathworks Inc., Natick, MA, Stany Zjednoczone

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Fechner, G. T. Elements of Psychophysical Theory. Elements of Psychophysics. , (1860).
  2. Dehaene, S. The neural basis of the Weber-Fechner law: A logarithmic mental number line. Trends in Cognitive Sciences. 7 (4), 145-147 (2003).
  3. Romo, R., et al. From sensation to action. Behavioural Brain Research. 135 (1-2), 105-118 (2002).
  4. Johnson, K. O., Hsiao, S. S., Yoshioka, T. Neural coding and the basic law of psychophysics. Neuroscientist. 8 (2), 111-121 (2002).
  5. Gescheider, G. A. Psychophysics: The Fundamentals. , Available from: https://books.google.com/books?id=fLYWFcuamPwC&printsec=frontcover#v=onepage&q&f=false (1997).
  6. Kingdom, F. A. A., Prins, N. Psychophysics: A Pratical Introduction. , Academic Press. London, San Diego, Waltham, Oxford. (2016).
  7. García-Pérez, M. A. Does time ever fly or slow down? The difficult interpretation of psychophysical data on time perception. Frontiers in Human Neuroscience. 8, 415(2014).
  8. Romo, R., Brody, C. D., Hernández, A., Lemus, L. Neuronal correlates of parametric working memory in the prefrontal cortex. Nature. 399 (6735), 470-473 (1999).
  9. Britten, K. H., Shadlen, M. N., Newsome, W. T., Movshon, J. A. The analysis of visual motion: a comparison of neuronal and psychophysical performance. The Journal of Neuroscience. 12 (12), 4745-4765 (1992).
  10. Lemus, L., et al. Neural correlates of a postponed decision report. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104 (43), 17174-17179 (2007).
  11. Getty, D. J. Counting processes in human timing. Perception & Psychophysics. 20 (3), 191-197 (1976).
  12. Grondin, S., McAuley, J. D. Duration discrimination in crossmodal sequences. Perception. 38 (10), 1542-1559 (2009).
  13. Duarte, F., Lemus, L. The Time Is Up: Compression of Visual Time Interval Estimations of Bimodal Aperiodic Patterns. Frontiers in Integrative Neuroscience. 11, 17(2017).
  14. Bausenhart, K. M., Dyjas, O., Vorberg, D., Ulrich, R. Estimating discrimination performance in two-alternative forced choice tasks: Routines for MATLAB and R. Behavior Research Methods. 44 (4), 1157-1174 (2012).
  15. LaMotte, R. H., Mountcastle, V. B. Capacities of humans and monkeys to discriminate vibratory stimuli of different frequency and amplitude: a correlation between neural events and psychological measurements. Journal of Neurophysiology. 38 (3), 539-559 (1975).
  16. Grondin, S. Violation of the scalar property for time perception between 1 and 2 seconds: Evidence from interval discrimination, reproduction, and categorization. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 38 (4), 880-890 (2012).
  17. García-Pérez, M. A. Adaptive psychophysical methods for nonmonotonic psychometric functions. Attention, Perception, and Psychophysics. 76 (2), 621-641 (2014).
  18. García-Pérez, M. A., Alcalá-Quintana, R. Sampling plans for fitting the psychometric function. Spanish Journal of Psychology. 8 (2), 256-289 (2005).
  19. Ulrich, R., Miller, J. Threshold estimation in two-alternative forced-choice (2AFC) tasks: The Spearman-Kärber method. Perception and Psychophysics. 66 (3), 517-533 (2004).
  20. García-Pérez, M. A., Alcalá-Quintana, R. Improving the estimation of psychometric functions in 2AFC discrimination tasks. Frontiers in Psychology. 2, 96(2011).
  21. Ulrich, R., Vorberg, D. Estimating the difference limen in 2AFC tasks: Pitfalls and improved estimators. Attention, Perception, and Psychophysics. 71 (6), 1219-1227 (2009).
  22. Green, D. M., Swets, J. A. Signal detection theory and psychophysics. , Wiley. (1966).
  23. Brainard, D. H. The Psychophysics Toolbox. Spatial Vision. 10 (4), 443-446 (1997).
  24. Peirce, J. W. PsychoPy-Psychophysics software in Python. Journal of Neuroscience Methods. 162 (1-2), 8-13 (2007).
  25. Ivry, R. B., Hazeltine, R. E. Perception and production of temporal intervals across a range of durations: Evidence for a common timing mechanism. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 21 (1), 3-18 (1995).
  26. Karmarkar, U. R., Buonomano, D. V. Timing in the Absence of Clocks: Encoding Time in Neural Network States. Neuron. 53 (3), 427-438 (2007).
  27. Merchant, H., Harrington, D. L., Meck, W. H. Neural Basis of the Perception and Estimation of Time. Annual Review of Neuroscience. 36 (1), 313-336 (2013).
  28. Levinson, J. Z. Flicker fusion phenomena. 160 (3823), Science. New York, NY. 21-28 (1968).
  29. Grahn, J. A., Henry, M. J., McAuley, J. D. FMRI investigation of cross-modal interactions in beat perception: Audition primes vision, but not vice versa. NeuroImage. 54 (2), 1231-1243 (2011).
  30. Lemus, L., Hernández, A., Luna, R., Zainos, A., Romo, R. Do sensory cortices process more than one sensory modality during perceptual judgments? Neuron. 67 (2), 335-348 (2010).
  31. Fabiola Duarte GUI Fabiola Duarte. , Available from: https://www.ifc.unam.mx (2018).
  32. Chandrasekaran, C., Trubanova, A., Stillittano, S., Caplier, A., Ghazanfar, A. A. The Natural Statistics of Audiovisual Speech. PLoS Computational Biology. 5 (7), e1000436(2009).
  33. Linares, D., López-Moliner, J. quickpsy: An R Package to Fit Psychometric Functions for Multiple Groups. The R Journal. 8 (1), 122-131 (2016).
  34. García-Pérez, M. A., Núñez-Antón, V. Nonparametric tests for equality of psychometric functions. Behavior Research Methods. , (2017).
  35. García-Pérez, M. A., Alcalá-Quintana, R. The indecision model of psychophysical performance in dual-presentation tasks: Parameter estimation and comparative analysis of response formats. Frontiers in Psychology. 8, 1142(2017).
  36. Merchant, H., Harrington, D. L., Meck, W. H. Neural Basis of the Perception and Estimation of Time. Annual Review of Neuroscience. 36 (1), 313-336 (2013).
  37. Chandrasekaran, C., Lemus, L., Ghazanfar, A. A. Dynamic faces speed up the onset of auditory cortical spiking responses during vocal detection. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (48), E4668-E4677 (2013).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Two interval Forced choice TaskMultisensory ComparisonsPerceptual Duration EstimationVisual Acoustic Audiovisual StimuliNoise blocking HeadphonesPsychometric Function AnalysisReaction Time MeasurementEEG FMRI Neurophysiological RecordingsHuman Perception NeuroscienceSensory Modality Discrimination

Related Articles