Why did Franciscus Donders measure reaction time to study mental events?

Donders reasoned that mental events cannot be directly observed, weighed, or measured in a laboratory. By measuring the time it takes to complete tasks, he could treat reaction time as a proxy for the duration of unobservable mental operations. This innovative approach allowed experimental psychologists to indirectly study cognitive processes that were otherwise inaccessible to measurement.

How does Donders' Method of Subtraction isolate a specific mental operation?

The method requires designing two nearly identical tasks that differ in only one hypothesized mental operation. Researchers measure reaction time for both tasks, then subtract the faster time from the slower time. The difference represents an estimate of how long that specific mental operation takes to execute, effectively isolating it from other cognitive processes.

What conflict does the Stroop task measure in reaction time experiments?

The Stroop task creates a conflict between reading the written color name and identifying the actual color of the ink. Participants must report the ink color while ignoring the word itself. This conflict between competing information sources tests the ability to resolve contradictory stimuli, making it ideal for measuring how long conflict resolution takes using reaction time.

How do you calculate the time needed to resolve a single instance of conflict in the Stroop task?

First, subtract the no-conflict reaction time from the conflict reaction time to get the total time difference. Then divide that difference by the number of words on the card. For example, if the difference is 11.6 seconds across 12 words, each word-color conflict takes approximately 1 second to resolve.

Why is counterbalancing important when testing multiple participants in a Stroop experiment?

Counterbalancing ensures that half the participants complete the no-conflict condition first while the other half complete the conflict condition first. This controls for order effects, such as fatigue or practice, that might bias results. By distributing task order randomly across participants, researchers can confidently attribute reaction time differences to the conflict manipulation rather than to sequence effects.

What does a positive difference between conflict and no-conflict reaction times indicate?

A positive difference indicates that resolving conflict between printed color and word names is a mental operation involved in the conflict condition but not in the no-conflict condition. This confirms the hypothesis that conflict resolution is a distinct cognitive process. The magnitude of the difference estimates how long that process takes, supporting the validity of Donders' Method of Subtraction.

How has Donders' Method of Subtraction expanded beyond reaction time measurements?

The logic of Donders' Method underpins diverse experimental approaches in psychology, including measures like infant gaze duration and blood-oxygen-level-dependent (BOLD) responses in fMRI studies. In fMRI experiments, researchers subtract brain activity patterns from two conditions to isolate neural areas involved in a specific mental process, extending the subtraction principle to studying visual perception neural correlates and other cognitive functions.

Pomiar czasu reakcji i metoda odejmowania Dondersa

0 wyświetleń09:43 min

1. Wybierz zadanie i materiał do jego realizacji.

Aby skorzystać z metody odejmowania Dondersa, najpierw potrzebna jest interesująca nas operacja umysłowa oraz para zadań, które uważa się za różniące się pod względem operacji. Dla celów bieżących ten film bada zdolność do rozwiązywania konfliktów między różnymi źródłami informacji – ważny aspekt zdolności do wywierania samokontroli nad zachowaniem. Zadanie Stroopa jest dobrą podstawą do mierzenia czasu potrzebnego na rozwiązanie konfliktu między źródłami informacji.
Zadanie Stroopa można łatwo zaprogramować na komputerze, ale jedną fajną cechą jest to, że można je również zrealizować za pomocą zaledwie kilku kart indeksowych i magicznych markerów.
Tak więc pierwsze potrzebne rzeczy to: cztery magiczne znaczniki (po jednym w kolorze czerwonym, żółtym, niebieskim i zielonym), dwie duże karty indeksowe i stoper.

2. Wytwarzaj bodźce "Brak konfliktu".

Weź jedną z kart indeksowych, umieszczając ją przed sobą tak, aby linie były poziome. Złóż go na pół, tworząc pionowy południk dla dwóch kolumn bodźców.
W każdym wierszu w lewej kolumnie napisz wyraźnymi, wielkimi literami jeden z czterech terminów oznaczonych kolorem: "CZERWONY, ŻÓŁTY, NIEBIESKI, ZIELONY". Odpisz każde słowo tuszem za pomocą odpowiadającego mu magicznego markera. Wybieraj kolory mniej lub bardziej losowo. Może to być łatwiejsze, rzucając kostką z jednym z czterech kolorów przypisanych do każdej liczby.
Powtórz 2,2 w każdym wierszu prawej kolumny, wyrównając z zagięciem na karcie.
Masz teraz bodźce dla warunku "braku konfliktu" w tym klasycznym eksperymencie (Ryc. 1, po lewej).

Rysunek 1A
Rysunek 1. Przykładowe bodźce stroopa, bez przykładów konfliktów.

3. Wytwarzaj bodźce 'Konflikt'

Weź drugą kartę indeksu i powtórz krok 2.1.
Teraz ponownie napiszesz termin kolorystyczny w każdym wierszu i w każdej kolumnie. Ale co najważniejsze, namaluj każdy termin dowolnym markerem, z wyjątkiem odpowiedniego koloru. Innymi słowy, utwórz konflikt między kolorem atramentu a słowem, które piszesz w każdym wierszu. Ponownie, chcesz wybierać słowa i kolory mniej lub bardziej losowo. Jeśli używasz kostki, możesz nią rzucić raz, aby wybrać swoje słowo, a drugi raz, aby wybrać atrament (tocząc ponownie, jeśli zdarzy się, że się zgadzają). Możesz też oczywiście użyć dwóch kości.
Masz teraz bodźce dla swojego stanu "Konfliktu" (Rysunek 1, po prawej). Pamiętaj, że karty "Konflikt" i "Brak konfliktu" powinny zawierać równą liczbę słów.

Rysunek 1B
Rysunek 1. Przykładowe bodźce stroopa, przykłady konfliktów.

4. Przetestuj uczestnika.

Jesteś teraz gotowy, aby przetestować swojego pierwszego uczestnika. Możesz też się przetestować, ale będziesz potrzebować kogoś do obsługi stopera.
Połóż jedną ze swoich kart indeksowych zakrytą na stole przed uczestnikiem.
Ustaw stoper na 0.
Wyjaśnij uczestnikowi, że kiedy powiesz "idź", może odwrócić kartę i tak szybko, jak to możliwe, powinien spojrzeć na każdą linię karty indeksowej, przesuwając się w dół lewej kolumny, a następnie prawej kolumny, wypowiadając na głos kolor atramentu. Innymi słowy, nie powinna czytać tego słowa, a jedynie zgłaszać jego kolor atramentu. Podkreśl, że musi poprawnie zgłosić każdą linijkę, zanim przejdzie do następnej, ale powinna starać się przejść tak szybko, jak to możliwe. Powinna powiedzieć "GOTOWE" po zgłoszeniu ostatniej linii.
Mówisz idź, aktywuj timer i przygotuj się do zatrzymania timera, gdy obiekt powie "GOTOWE".
Zapisz czas, jaki to zajęło.
Teraz powtórz 4,5-4,8, ale z drugą kartą indeksu. Chcesz, aby uczestnik wykonał zadanie raz za pomocą bodźców "Brak konfliktu", a drugi raz za pomocą bodźców "Konflikt". Kolejność nie ma znaczenia. Ale jeśli miałbyś uruchomić wielu uczestników, chciałbyś zrównoważyć sytuację, w której połowa uczestników wykonuje jedną kolejność, a pozostała połowa drugą.

5. Analiza

Powinieneś teraz mieć dwa czasy reakcji: czas, w którym uczestniczka przeszła przez kartę "Konflikt" i czas, jaki zajęła jej karta "Brak konfliktu". Odejmij czas "Brak konfliktu" od czasu "Konflikt". Jeśli liczba jest dodatnia, oznacza to, że rozwiązanie konfliktu między kolorem atramentu a pisanymi słowami jest krokiem, który jest związany z warunkiem "Konflikt", a nie warunkiem "Brak konfliktu". A różnica polega na oszacowaniu, ile czasu zajmuje rozwiązanie konfliktu.
Zwróć uwagę, że każda karta zawierała kilka słów. Ale ponieważ obie karty zawierały taką samą liczbę słów, różnica między warunkami może być wykorzystana do oszacowania czasu rozwiązania pojedynczego przypadku konfliktu. Ponieważ różnica między kartami jest różnicą między sumami kilku przypadków, które zawierały konflikt, i tylu, ile takich, które tego nie zrobiły, po prostu podziel różnicę czasu między dwiema kartami przez liczbę słów na każdej karcie. Wynikiem jest szacunkowy czas potrzebny na rozwiązanie pojedynczego konfliktu.

Ambicją psychologii eksperymentalnej jest scharakteryzowanie zdarzeń psychicznych, które wspierają ludzką zdolność do rozwiązywania problemów, postrzegania świata i przekształcania myśli w słowa i zdania.

Ale ludzie nie mogą zobaczyć ani poczuć tych mentalnych wydarzeń, nie można ich zważyć, połączyć w probówkach ani wyhodować w naczyniu.

Chcąc jednak badać życie umysłowe, Franciscus Donders, holenderski okulista z początku XIX wieku, wymyślił właściwość, którą mógł zmierzyć – nawet w tamtych czasach; mierzył czas potrzebny ludziom na wykonanie prostych zadań, rozumując, że może traktować te pomiary jako wskaźniki czasu potrzebnego do wykonania nieobserwowalnych operacji umysłowych.

W rzeczywistości Donders poszedł o krok dalej, rozwijając podstawowy paradygmat eksperymentalny znany jako metoda odejmowania.

Ta metoda po prostu prosi eksperymentalnego psychologa o zaprojektowanie dwóch zadań, które są identyczne pod prawie każdym względem, z wyjątkiem tego, że jedno zadanie obejmuje hipotetyczną operację umysłową, a drugie nie.

Następnie badaczka mierzy czas potrzebny na wykonanie każdego zadania i odejmując wyniki, wyodrębnia szacunkowy czas potrzebny na wykonanie jednej interesującej go operacji umysłowej.

W ten sposób metoda pozwala badaczowi wyizolować operację umysłową. Czas potrzebny na wykonanie zadania stał się znany jako "czas reakcji" lub "opóźnienie". Obecnie czas reakcji jest najbardziej rozpowszechnioną zmienną zależną w psychologii eksperymentalnej.

Ten film pokaże pomiar czasu reakcji przy użyciu metody odejmowania Dondersa.

Aby skorzystać z metody odejmowania Dondersa, najpierw potrzebna jest interesująca nas operacja umysłowa oraz para zadań, które uważa się za różniące się pod względem operacji. W tym filmie wykorzystamy zadanie Stroopa, aby zbadać zdolność do rozwiązywania konfliktów między różnymi źródłami informacji - ważny aspekt zdolności do wywierania samokontroli na zachowanie.

Zadanie Stroopa jest dobrą podstawą do mierzenia czasu potrzebnego na rozwiązanie konfliktu między źródłami informacji. Tutaj pojawia się konflikt między czytaniem nazwy koloru a oglądaniem koloru, w którym słowo jest napisane.

Zadanie Stroopa można łatwo zaprogramować na komputerze, ale jedną fajną cechą jest to, że można je również zrealizować za pomocą zaledwie kilku kart indeksowych i kolorowych kredek. Tak więc pierwsze potrzebne rzeczy to cztery kolorowe kredki, po jednej w kolorze czerwonym, pomarańczowym, niebieskim i zielonym, a także dwie duże karty indeksowe, stoper i sześciościenne kostki.

Weź jedną z kart indeksowych, umieszczając ją przed sobą tak, aby linie były poziome. Złóż go na pół, tworząc pionowy południk dla dwóch kolumn bodźców.

W każdym wierszu w lewej kolumnie napisz wyraźnymi, wielkimi literami jeden z czterech terminów oznaczonych kolorem. Dla każdego słowa użyj odpowiadającego mu kolorowego kredka. Chcesz wybierać kolory mniej lub bardziej losowo. Może to być łatwiejsze, rzucając kostką z jednym z czterech kolorów przypisanych do każdej liczby.

Powtórz tę samą procedurę w każdym wierszu prawej kolumny, wyrównanym z zagięciem na karcie.

Weź drugą kartę indeksową i ponownie umieść ją przed sobą tak, aby linie były poziome. Ponownie złóż go na pół, tworząc pionowy południk dla dwóch kolumn bodźców.

Teraz ponownie napiszesz termin koloru w każdym wierszu i w każdej kolumnie. Ale co najważniejsze, wydrukuj każdy termin dowolnym ołówkiem, z wyjątkiem odpowiedniego koloru. Innymi słowy, utwórz konflikt między kolorem ołowiu a słowem, które piszesz w każdym wierszu.

Ponownie, chcesz wybierać słowa i kolory mniej lub bardziej losowo. Jeśli używasz kości, możesz nią rzucić raz, aby wybrać słowo, a drugi raz, aby wybrać kolor ołówka, rzucając ponownie, jeśli zdarzy się, że pasują. Możesz też oczywiście użyć dwóch kości.

Masz teraz bodźce dla swojego stanu "Konfliktu". Pamiętaj, że karty "Konflikt" i "Brak konfliktu" powinny zawierać równą liczbę słów.

Jesteś teraz gotowy, aby przetestować swojego pierwszego uczestnika.

Połóż jedną ze swoich kart indeksowych zakrytą na stole przed uczestnikiem.

Ustaw stoper na 0 i wyjaśnij zadanie uczestnikowi.

Po tym, jak uczestnik potwierdzi, że rozumie zadanie, uruchom minutnik i powiedz...

Uczestnik powinien spojrzeć na każdą linię po lewej stronie karty indeksowej i jak najszybciej wypowiedzieć na głos kolor słowa. Oznacza to, że nie powinni czytać słowa po nazwie, tylko w kolorze, w którym jest wydrukowane.

Uczestnik musi poprawnie zgłosić każdą linijkę, zanim przejdzie do następnej.

Po zgłoszeniu kolorów znajdujących się po lewej stronie karty, uczestnik powinien powtórzyć procedurę z kolorami znajdującymi się po prawej stronie karty.

Uczestnik mówi "GOTOWE" po zgłoszeniu ostatniej linii, a Ty zatrzymujesz stoper.

Teraz powtórz test z pomiarem czasu, ale z drugą kartą indeksową.

Chcesz, aby uczestnik wykonał zadanie raz za pomocą bodźców "Brak konfliktu", a drugi raz za pomocą bodźców "Konflikt". Kolejność nie ma znaczenia. Ale jeśli miałbyś uruchomić wielu uczestników, chciałbyś "zrównoważyć", tak aby połowa uczestników wykonywała jedną kolejność, a pozostała połowa drugą.

Powinieneś teraz mieć dwa czasy reakcji: czas, w którym uczestniczka przeszła przez kartę "Konflikt" i czas, jaki zajęła jej karta "Brak konfliktu".

Odejmij czas "Brak konfliktu" od czasu "Konflikt". Jeśli liczba jest dodatnia, oznacza to, że rozwiązanie konfliktu między drukowanymi nazwami kolorów i słów jest krokiem, który jest związany z warunkiem "Konflikt", a nie warunkiem "Brak konfliktu". A różnica polega na oszacowaniu, ile czasu zajmuje rozwiązanie konfliktu.

Zwróć uwagę, że każda karta zawierała kilka słów, więc różnica czasu reakcji to różnica między całkowitym czasem potrzebnym na przejście przez każdą kartę. Dzieląc tę różnicę przez liczbę słów na karcie, możesz uzyskać oszacowanie, ile czasu zajmuje rozwiązanie każdego pojedynczego przypadku konfliktu między słowem a kolorem.

Trudno jest wyciągnąć wnioski z jednego obiektu, dlatego eksperyment zazwyczaj testuje wiele osób, około 20 w przypadku zadania Stroopa, agregując ich wyniki w celu wyciągnięcia wiarygodnych wniosków. Dla każdego uczestnika otrzymujesz dwa czasy reakcji: jeden z warunku "Konflikt" i jeden z warunku "Brak konfliktu". W arkuszu kalkulacyjnym uporządkowałbyś wyniki mniej więcej tak.

Wyniki te można podsumować za pomocą prostego wykresu średniego czasu reakcji u wszystkich uczestników w każdym stanie. Jak widać tutaj, uczestnicy czytali kartę z bodźcami bez konfliktu o około 11,6 sekundy szybciej niż czytali kartę z bodźcami konfliktu. Jeśli chodzi o metodę Dondersa, sugeruje to, że rozwiązanie konfliktu między kolorem wydruku a odczytem zajmuje około 11,6 sekundy na kartę. Ponieważ na każdej karcie w tym eksperymencie napisano 12 słów, oznacza to, że rozwiązanie konfliktu między kolorem druku a czytaniem zajmuje średnio około 1 sekundy na słowo.

Metoda odejmowania Dondersa może być stosowana z pomiarami czasu reakcji w różnych obszarach psychologii eksperymentalnej, nie tylko z paradygmatami Stroopa lub konfliktu.

Ponadto metoda odejmowania stanowi podstawę podstawowej logiki dla szerokiego wachlarza podejść do psychologii eksperymentalnej ze zmiennymi zależnymi poza czasem reakcji. Obejmują one pomiary tak różne, jak to, jak długo niemowlę wpatruje się w bodziec oraz reakcja zależna od poziomu tlenu we krwi (BOLD) mierzona w ludzkim mózgu za pomocą zaawansowanych urządzeń fMRI.

W wielu eksperymentach fMRI naukowcy uzyskują wzorce aktywności mózgu z dwóch identycznych warunków eksperymentalnych, z wyjątkiem udziału procesu umysłowego będącego przedmiotem zainteresowania, takiego jak konflikt i próby bez konfliktu w zadaniu Stroopa. Odejmując jeden wzorzec od drugiego, mogą wyizolować obszary mózgu zaangażowane w ten interesujący ich proces.

Właśnie obejrzałeś wprowadzenie JoVE do metody odejmowania Dondersa. Teraz powinieneś dobrze zrozumieć, jak przeprowadzić proste zadanie Stroopa, aby określić czas potrzebny na rozwiązanie konfliktów i prezentowanych bodźców. Istnieje wiele sposobów na zastosowanie techniki. Więc idź tam i spraw, by Donders był dumny.