6.8: Podpowiedzi przestrzenne

1. Sprzęt

1. Eksperyment wymaga komputera i oprogramowania do implementacji eksperymentu, takiego jak E-Prime, lub środowiska programistycznego, takiego jak MATLAB lub PsychoPy.

2. Projekt bodźca i eksperymentu

1. Eksperyment składa się z krótkich prób, w których uczestnicy muszą wykryć i zgłosić krótki cel wizualny. Każda próba składa się z trzech ramek. Rysunek 1 przedstawia ramki.

Rysunek 1. Sekwencja zdarzeń w paradygmacie wskazówek przestrzennych używanym do pomiaru konsekwencji uwagi wzrokowej. Każda próba rozpoczyna się w ten sam sposób, jak pokazano w pierwszej klatce, z centralnym krzyżykiem fiksacyjnym i dwoma zielonymi polami po obu stronach. W drugiej klatce krzyżyk fiksacyjny jest zastąpiony strzałką, wskazującą jedno z dwóch pól (każde w 50% przypadków). Wreszcie w trzeciej klatce pokazana jest litera - L lub T - w jednym z dwóch pól. W pokazanym przykładzie litera to L. W przykładzie z prawym panelem litera pojawia się w polu, na które wskazuje strzałka, tworząc spójną próbę. W panelu po lewej stronie litera pojawia się naprzeciwko strzałki, tworząc niespójną próbę. Miarą zainteresowania jest czas potrzebny uczestnikowi na udzielenie poprawnej odpowiedzi (czas reakcji), w szczególności średnia różnica między badaniami kongruentnymi i niezgodnymi.

2. W pierwszej klatce znajdują się dwa zielone pola o średnicy 1,0 cala. x 1,0 cala po obu stronach wyświetlacza, wyśrodkowany w pionie. Dodatkowo znajduje się czerwony krzyż mocujący wykonany z 0,5 cala. długie linie, znajdujące się dokładnie na środku wyświetlacza. Zielone pola powinny mieć około 1,5 cala. z dala od krawędzi wyświetlacza.
3. W drugiej klatce krzyżyk fiksacyjny jest zastąpiony cue, strzałką wskazującą na jedno z dwóch zielonych pól. Spraw, aby strzałka była czerwona i była dobrze widoczna, jak pokazano na Rysunek 1.
4. W klatce trzeciej do jednego z dwóch pól dodaje się literę "T" lub "L", a strzałka z klatki drugiej jest zastępowana ponownym pojawieniem się krzyża fiksacyjnego.
   1. Zadaniem uczestnika jest wskazanie, czy litera w pudełku to "L" czy "T" za pomocą odpowiednich kluczy. Każda litera pojawi się w 50% przypadków.
   2. W 80% prób litera pojawia się w polu, na które wskazuje strzałka w drugiej klatce. Są to tak zwane próby kongruentne. W pozostałych 20% prób litera pojawia się w kierunku przeciwnym do kierunku strzałki. Są to tak zwane próby niezgodne.
   3. Ogólnie rzecz biorąc, litery będą pojawiać się równie często po prawej lub lewej stronie.
5. Ułóż eksperyment zgodnie z opisem, aby uwzględnić prawidłowe proporcje zgodnych i niezgodnych prób w losowej kolejności. Uwzględnij łącznie 400 prób (320 zgodnych i 80 niezgodnych).
6. Klatka pierwsza powinna pozostać obecna w każdym badaniu przez 100 ms, klatka 2 przez 100 ms, a klatka trzecia powinna pozostać obecna do momentu zarejestrowania odpowiedzi.
7. Na koniec pamiętaj, aby zaprogramować eksperyment tak, aby zbierał odpowiednie dane. Plik wyjściowy powinien mieć nagłówek taki jak ten pokazany w tabeli w Rysunek 2, przy czym każdy wiersz zawiera dane z jednej próby: numer próby, pozycję litery, która się pojawiła (po lewej lub po prawej), konkretną literę, która się pojawiła (L lub T), czy próba była zgodna czy niezgodna (zwana warunkiem), naciśnięcie klawisza przez uczestnika i, co ważne, czas reakcji - czas potrzebny uczestnikowi na naciśnięcie klawisza, mierzony od początku litery. (Liczba ta powinna być zapisana w ms i oczekuje się, że będzie mieścić się w przedziale od 50 do 500).

Rysunek 2. Przykładowa tabela do organizowania danych wyjściowych w eksperymencie z podpowiedziami przestrzennymi. Podstawową miarą zainteresowania jest czas reakcji w każdej próbie. Ponadto warunek musi zostać zapisany w celu porównania czasu reakcji w próbach zgodnych i niezgodnych, a rodzaj litery i udzielona odpowiedź są niezbędne do oceny dokładności odpowiedzi. Dobrym pomysłem jest również zapisanie pozycji litery, aby upewnić się, że próby pojawiają się we właściwych proporcjach. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

3. Przeprowadzanie eksperymentu

1. Aby przeprowadzić eksperyment, zrekrutuj od 10 do 20 uczestników.
2. Kiedy uczestnik przybędzie do laboratorium, wyjaśnij, że eksperyment, który przeprowadzi, ma na celu zbadanie natury uwagi wzrokowej i poproś go o wypełnienie umowy o świadomej zgodzie.
3. Posadź uczestnika przed komputerem testowym, tak aby oparcie krzesła znajdowało się w odległości 60 cm od monitora.
4. Wyjaśnij im szczegółowo instrukcje:
   1. "Każda próba tego eksperymentu będzie mniej więcej taka sama. Na początku każdej próby zobaczysz czerwony krzyżyk fiksacji. Ważne jest, aby przez cały czas skupiać wzrok na tej pozycji. Po 100 ms krzyżyk fiksacji zostanie zastąpiony czerwoną strzałką wskazującą na jedno z dwóch zielonych pól, które również znajdą się na wyświetlaczu. Wreszcie po 100 miesiącach strzałka zniknie, a w jednym z dwóch pól pojawi się litera. Zawsze będzie to litera L lub T, a Twoim zadaniem jest zgłoszenie, który z nich jest za pomocą odpowiedniego klucza. Chcemy, aby naciśnięcie klawisza nastąpiło tak szybko, jak to możliwe, bez poświęcania dokładności, dlatego dobrym pomysłem jest trzymanie prawego palca wskazującego na klawiszu L, a lewego palca wskazującego na klawiszu T przez cały czas. Po udzieleniu odpowiedzi nastąpi półsekundowe opóźnienie przed rozpoczęciem następnej próby. Zwróć uwagę, że czerwona strzałka nie zawsze będzie wskazywać miejsce, w którym ostatecznie pojawi się litera. Wykonasz 400 prób eksperymentu, które powinny zająć tylko około 5 do 10 minut. Nastąpi krótka dwuminutowa przerwa, gdy będziesz w połowie drogi. Masz pytania?"
5. Po udzieleniu odpowiedzi na wszelkie pytania uruchom program i obserwuj uczestnika przez kilka prób, aby upewnić się, że zrozumiał instrukcje. Następnie możesz opuścić pomieszczenie testowe do czasu zakończenia eksperymentu.

4. Analiza wyników

1. Program powinien automatycznie wypełniać komórki w tabeli wyników dla każdego uczestnika w miarę postępu eksperymentu. W ten sposób na końcu eksperymentu będziesz mieć tabelę z 400 wierszami reprezentującymi 400 prób dla każdego uczestnika.
2. Najpierw sprawdź, czy udzielone odpowiedzi są dokładne. W tym celu dodaj do tabeli kolumnę o nazwie Dokładność. Rysunek 3 przedstawia wypełnioną tabelę danych.
   1. Aby ustalić, czy udzielona odpowiedź była poprawna, porównaj udzielone odpowiedzi z rzeczywistą tożsamością pokazanych liter. Przypomnijmy, że tabela zawiera kolumnę dla każdego z nich.
      1. Excel (lub inne oprogramowanie) jest w stanie automatycznie określić, czy odpowiedzi są poprawne, wprowadzając następującą formułę do nowej kolumny o nazwie Dokładność:
         =if("Typ litery"= "Udzielona odpowiedź",1,0)Oznacza to, że jeśli znak w kolumnie Typ litery jest taki sam jak ten w kolumnie Udzielona odpowiedź, w kolumnie dokładności pojawi się 1. W przeciwnym razie pojawi się 0, co oznacza nieprawidłową odpowiedź.
      2. Oblicz średnią dokładność dla każdego uczestnika, uśredniając wartości w nowej kolumnie Dokładność. Jeśli odsetek poprawnych odpowiedzi dla uczestnika jest mniejszy niż 0,8, nie analizuj dalej wyników uczestnika; Sugeruje to, że uczestnik albo źle zrozumiał instrukcje, albo nie przywiązywał wagi do ich dokładnego wykonania.
   2. Teraz można obliczyć miarę zainteresowania. Uśrednij razem czas reakcji uczestnika we wszystkich zgodnych próbach i osobno we wszystkich niezgodnych próbach. Następnie oblicz przystającą i nieprzystającą średnią dla wszystkich uczestników zgrupowanych razem.

Rysunek 3. Tabela danych wypełniona wynikami z 25 prób wskazówek przestrzennych. Ostatnia kolumna, oznaczona jako "Dokładność", została dodana po zakończeniu eksperymentu, a formuła została użyta do zautomatyzowania sprawdzania dokładności. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Nasza zdolność do wybierania pewnych informacji w środowisku do przetworzenia, ignorując jednocześnie inne bodźce, jest określana jako uwaga.

Uwaga wzrokowa może być albo jawna – gdy oczy są świadomie skierowane na obiekt, taki jak wschodzący księżyc w pełni – albo ukryta, w której osoba zauważa coś, na co nie patrzy bezpośrednio.

Na przykład osoba może wpatrywać się w znak wskazujący na lewą stronę rozwidlenia dróg. Jednak nadal będą dostrzegać pobliską sowę dalej na tej ścieżce, ponieważ jest to kierunek, w którym mają się udać. Koncepcja ta jest określana jako wskazówki przestrzenne - gdzie ukryta uwaga jest przenoszona przez określony sygnał.

Opierając się na wcześniejszych pracach psychologa Michaela Posnera, ten film pokazuje, jak wykonać skomputeryzowane zadanie podpowiedzi przestrzennej, w tym jak interpretować dane badające miarę ukrytej uwagi wzrokowej i czasy reakcji w przystających i nieprzystających próbach.

W tym eksperymencie uczestnicy muszą wykryć i zgłosić krótkie cele wizualne, które pokazują skupienie i późniejsze zmiany uwagi.

Podczas każdej próby uczestnicy są proszeni o obserwację trzech klatek, które występują w kolejności: W klatce 1 czerwony krzyżyk fiksacyjny, wykonany z ?-in. długie linie, znajduje się na środku wyświetlacza. Dwa zielone pola, każde o wymiarach 1 na 1 cal, są wyśrodkowane pionowo, 1,5 cala. z dala od krawędzi wyświetlacza.

Po 100 ms pojawia się druga klatka na ten sam czas, ale tym razem krzyżyk fiksacji jest zastępowany czerwoną strzałką, która wskazuje na jedno z dwóch zielonych pól.

W trzeciej klatce strzałka cue jest jednocześnie zastępowana krzyżykiem fiksacyjnym. W połowie prób do jednego z dwóch pól dodaje się literę "T", podczas gdy w drugiej połowie umieszcza się literę "L"; Oba są równomiernie rozłożone. Uczestnicy proszeni są o zidentyfikowanie pokazanej litery.

Po każdej odpowiedzi następuje krótka 500-milisekundowa przerwa między próbami, a sekwencja jest powtarzana przez łącznie 400 prób.

Tutaj sztuczka polega na tym, że są one albo zgodne, gdzie litera pojawia się w polu, na które wskazuje strzałka w 80% przypadków, albo niezgodne, gdy pojawiają się naprzeciwko kierunku strzałki przez 20% prób.

Zmienną zależną jest zatem czas potrzebny uczestnikowi na udzielenie poprawnej odpowiedzi we wszystkich typach próby, co osiąga się po prostu wybierając literę pokazaną w polu, niezależnie od strony.

Oczekuje się, że uczestnicy będą średnio szybciej reagować podczas badań kongruentnych w porównaniu z nieprzystającymi próbami, pokazując w ten sposób korzyści związane ze wskazaniem przestrzennej lokalizacji, na której należy skupić swoją uwagę.

Przygotowując się do eksperymentu, otwórz program i sprawdź, czy paradygmat wskazówek przestrzennych działa poprawnie.

Po zrekrutowaniu uczestników zaproś każdego z nich do laboratorium i wyjaśnij, że zadanie ma na celu zbadanie natury uwagi wzrokowej. Zanim przejdziesz dalej, poproś ich o wypełnienie formularza świadomej zgody.

Aby rozpocząć, posadź uczestnika przed komputerem testującym, tak aby oparcie krzesła znajdowało się w odległości 60 cm od monitora. Wyjaśnij instrukcje dotyczące zadania i odpowiedz na wszelkie pytania.

Gdy uczestnik będzie gotowy, pozwól mu uruchomić program, naciskając spację. Obserwuj je przez kilka prób, aby upewnić się, że naciskają klawisz "L" lub "T", gdy tylko litera pojawi się na ekranie.

Opuść pomieszczenie testowe, gdy zakończą 400 prób. W połowie eksperymentu zapewnij 2-minutową przerwę, dzięki czemu całkowity czas zadania będzie krótszy niż 10 minut.

Aby rozpocząć analizę danych, najpierw pobierz przechwycone dane, które zostały początkowo zaprogramowane w pliku wyjściowym.

Należy pamiętać, że dane dotyczące następujących pozycji powinny być automatycznie wprowadzane do tabeli: numer próby, pozycja litery, rodzaj litery, warunek, rzeczywista odpowiedź udzielona przez uczestnika i co ważne, czas reakcji – mierzony od początku litery do naciśnięcia klawisza.

Następnie sprawdź, czy udzielone odpowiedzi są dokładne, dodając do tabeli kolumnę o nazwie "Dokładność". Aby wypełnić tę kolumnę, utwórz formułę porównującą wartość "Typ litery" z "Udzieloną odpowiedzią", tak aby 1 oznaczało poprawną odpowiedź, a 0 oznaczało nieprawidłową odpowiedź.

Teraz sprawdź, czy łączne uśrednione wartości dokładności dla każdego uczestnika przekraczają 0,8, aby upewnić się, że uczestnicy zrozumieli instrukcje zadania.

Aby zwizualizować dane, należy przedstawić na wykresie średni czas reakcji uczestników według typu badania. Zauważ, że zareagowali o około 200 ms szybciej w próbach kongruentnych w porównaniu z niezgodnymi.

Różnica ta sugeruje, że strzałka wskazywała uczestnikom do zwrócenia uwagi na określoną lokalizację przestrzenną, co pozwalało im szybciej przetworzyć i zidentyfikować literę, gdy się tam pojawiła.

Teraz, gdy jesteś już zaznajomiony z projektowaniem eksperymentu w celu zbadania wskazówek przestrzennych, przyjrzyjmy się, w jaki sposób naukowcy wykorzystali warianty paradygmatu, aby zbadać, jak zmienia się zdolność uwagi w przypadkach uszkodzenia mózgu wraz ze zmianami w wymaganiach dotyczących zadań.

Badania z wykorzystaniem funkcjonalnego rezonansu magnetycznego wykazały, że obszary w obrębie płata ciemieniowego są zaangażowane w zdolność do ukierunkowania uwagi na lokalizację przestrzenną.

U pacjentów z ogniskowymi uszkodzeniami spowodowanymi udarami lub nowotworami, Posner i współpracownicy odkryli, że czasy reakcji były dłuższe podczas badań niezgodnych w porównaniu z badaniami zgodnymi, a zwłaszcza w porównaniu z kontrolami neurologicznymi - tymi ze zmianami poza obszarem ciemieniowym - co potwierdza funkcjonalne znaczenie tego regionu.

Ponadto, jak już się dowiedziałeś, włączenie wskazówek do zadania prowadzi do antycypacyjnych myśli o tym, na czym skupić uwagę, nawet jeśli te oczekiwania mogą nie zostać spełnione.

Naukowcy dostosowali paradygmat, aby zidentyfikować rodzaje bodźców, takich jak nieoczekiwane jasne błyski, które mogą automatycznie powodować zmianę uwagi. Takie modyfikacje mogą przynieść korzyści osobom, które mogą mieć problemy z koncentracją pod ograniczonymi wymaganiami, na przykład osoby z zespołem nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi.

Właśnie obejrzałeś wprowadzenie JoVE do wskazówek przestrzennych. Teraz powinieneś dobrze zrozumieć, jak zaprojektować i przeprowadzić ukryty paradygmat uwagi wizualnej, a także jak analizować i interpretować wymagania uwagi, gdy wskazówki są zarówno oczekiwane, jak i niedopasowane.

Dzięki za oglądanie!