Uważne mrugnięcie
Źródło: Laboratorium Jonathana Flombauma – Uniwersytet Johnsa Hopkinsa
Aby doszło do rozpoznania określonego bodźca, uwaga wzrokowa musi być skierowan…
1. Sprzęt
- 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
- Eksperyment ten opiera się na ogólnej procedurze eksperymentalnej zwanej Rapid Serial Visual Presentation, w skrócie RSVP.
- 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.
- 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.
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.
- Teraz, aby uczynić to programem uważnego mrugania, wykonaj następujące czynności:
- Twórz próby o długości 30 obrazów-i.e. Zostanie wyświetlonych 30 znaków, każdy przez 50 ms, co daje łącznie 1,5 s każdej próby.
- 28 znaków w każdej próbie to małe litery, jak właśnie opisano, ale dwie to cyfry.
- 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.
- 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.
- 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.
- Zaprogramuj eksperyment tak, aby obejmował łącznie 180 prób, po 30 dla każdej pozycji opóźnienia, 1-6.
- 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.
- 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.
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.
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
- W przypadku pełnego eksperymentu idealnie jest przetestować od 10 do 20 uczestników, ale wynik tego eksperymentu powinien być widoczny w danych większości indywidualnych uczestników.
- Aby przetestować uczestnika, posadź go przed monitorem komputera tak, aby oparcie krzesła znajdowało się w odległości około 60 cm.
- Wyjaśnij im instrukcje w następujący sposób:
- "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?"
- 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.
4. Analiza wyników
- 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.
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.
- 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.
- Na koniec oblicz średnią dokładność odpowiedzi dla każdej z sześciu pozycji opóźnienia dla drugiej liczby.
Zaloguj się lub , aby uzyskać dostęp do pełnej treści. Dowiedz się więcej o dostępie Twojej instytucji do treści JoVE tutaj
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!
View the full transcript and gain access to JoVE Science Education videos
Q1: What is an attentional blink and why does it occur?
An attentional blink is a momentary lapse in visual attention that occurs when the brain disengages from focusing on a rapidly changing stimulus. After processing an initial target, attention temporarily shuts down for a brief rest period, causing stimuli appearing during this window to go unperceived. This phenomenon reflects the substantial effort required to sustain focused attention in dynamic environments.
Q2: How does the Rapid Serial Visual Presentation paradigm measure attentional blink?
RSVP presents 30 characters sequentially for 50 milliseconds each, with two target numbers embedded among letters. The first number's position is randomized between positions 8-20, while the second appears 1-6 positions later, creating varying lag positions. Participants report both numbers, and accuracy across lag positions reveals the attentional blink effect and recovery patterns.
Q3: What is lag 1 sparing and what does it reveal about attention?
Lag 1 sparing occurs when the second target immediately follows the first, resulting in high accuracy for both. This demonstrates that focused attention triggered by the first number remains engaged long enough to capture the second target. The phenomenon shows that attention can sustain processing of closely timed stimuli without interruption.
Q4: Why does accuracy drop at lag positions 2 and 3 in attentional blink experiments?
At lag positions 2 and 3, accuracy decreases dramatically because the attentional blink window is at its peak. After processing the first number, attention becomes temporarily disengaged, reducing the brain's ability to process and recognize the second target. This dip in performance directly reflects the attentional blink phenomenon before attention recovers.
Q5: How can fear-inducing stimuli affect the attentional blink?
Fear-inducing objects like spiders can automatically capture attention and produce attentional blinks similar to neutral targets. When researchers inserted spider images into RSVP streams, participants missed subsequent targets more often, demonstrating that emotional stimuli trigger involuntary attention shifts. However, individuals with severe arachnophobia showed no attentional blink, suggesting emotional stimuli have exceptional power over attention allocation.
Q6: What data should be recorded when analyzing attentional blink experiment results?
Create accuracy columns for each target position, marking correct identifications as 1 and incorrect as 0. Graph mean accuracy for the first and second numbers across all lag positions. This reveals the characteristic pattern: high accuracy for the first target, maintained accuracy at lag 1, dramatic drops at lags 2-3, and recovery at lags 4-6, demonstrating investigating visual awareness and inattentional blindness mechanisms.
Q7: How does visual attention support object recognition in dynamic environments?
Visual attention is essential for binding visual features—lines, corners, texture, and color—into coherent objects. In rapidly changing environments like sports, sustaining this attention requires considerable effort. When attention must shift quickly between moving targets, the effort involved causes momentary lapses, preventing perception of stimuli that appear during these disengaged periods.