Metody prezentacji rzeczywistych obiektów w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych
June 21st, 2019
Opisujemy metody prezentacji rzeczywistych obiektów i dopasowanych obrazów tych samych obiektów w ściśle kontrolowanych warunkach eksperymentalnych. Metody są opisane w kontekście zadania decyzyjnego, ale to samo podejście w świecie rzeczywistym można rozszerzyć na inne domeny poznawcze, takie jak percepcja, uwaga i pamięć.
W tym miejscu opisujemy metody wprowadzania świata rzeczywistego do laboratorium. Jak przygotować i zaprezentować rzeczywiste obiekty oraz dopasować dwuwymiarowe obrazy tych samych przedmiotów w ściśle kontrolowanych warunkach oglądania. Obecna wiedza na temat ludzkiego wzroku wywodzi się z badań, które opierały się na bodźcach w postaci skomputeryzowanych dwuwymiarowych obrazów.
Nie jest jednak jasne, czy obrazy obiektów wywołują podobne podstawowe procesy poznawcze i neuronalne, jak w przypadku rzeczywistych obiektów stałych. Chociaż praca z rzeczywistymi obiektami w kontekście eksperymentalnym wiąże się z licznymi wyzwaniami praktycznymi, podejście to przyniesie ważne nowe informacje na temat mechanizmów leżących u podstaw widzenia naturalistycznego. Tutaj porównujemy rzeczywiste obiekty i wizję obrazu w kontekście podejmowania decyzji.
Jednak ogólne podejście można rozszerzyć o badanie innych procesów poznawczych, takich jak percepcja, pamięć lub uwaga. Zacznij od stworzenia okrągłej drewnianej podstawy gramofonu o średnicy dwóch metrów i okrągłym centralnym rdzeniu z 20 szczelinami. Utwórz 20 przegródek i wsuń każdą przegrodę do środkowego rdzenia gramofonu, aby utworzyć 20 komórek.
Umieść rdzeń na obracającym się cylindrze, co pozwoli na łatwe obracanie. Utwórz pionową przegrodę między gramofonem a uczestnikiem i umieść ją 26 centymetrów od gramofonu, pozostawiając miejsce na monitor komputerowy LCD za przegrodą. Zbuduj otwór w przegrodzie i upewnij się, że szerokość otworu jest regulowana, aby w ostatecznej konfiguracji uczestnik mógł widzieć tylko jeden element na gramofonie na raz.
Następnie umieść przesuwaną platformę i monitor uczestnika między gramofonem a przegrodą, aby umożliwić szybkie przejścia między warunkami formatu wyświetlania. Użyj małego biurka lub półki na monitor eksperymentatora. Przymocuj półkę na klawiaturę do podstawy gramofonu myszy, bezpośrednio pod otworem w przegrodzie.
Następnie przymocuj kurtynę między bokami gramofonu a ścianą, aby uniemożliwić uczestnikowi oglądanie bodźców, a eksperymentatorowi podczas eksperymentu. Po złożeniu gramofonu zdobądź 60 popularnych przekąsek. Otwórz opakowanie każdej żywności i umieść zarówno opakowanie, jak i część żywności na talerzu.
Następnie umieść talerz z jedzeniem na talerzu obrotowym i przygotuj się do sfotografowania bodźca na talerzu obrotowym tak, aby tło bodźca na obrazie 2D pasowało do rzeczywistego odpowiednika jedzenia. Aby to zrobić, ustaw aparat na statywie 50 centymetrów od krawędzi gramofonu. Rzeczywiste obiekty i dopasowane obrazy muszą znajdować się w odległości dotarcia uczestnika.
Na koniec, utrzymując stałe źródło oświetlenia w pomieszczeniu testowym, sfotografuj prawdziwe potrawy na talerzu obrotowym za pomocą aparatu ze stałą wartością przysłony i czasem otwarcia migawki. Dopasuj ogólną luminancję, wzory cieniowania i refleksy w różnych formatach wyświetlania tak dokładnie, jak to możliwe. Zacznij od stworzenia skryptu za pomocą eksperymentalnego oprogramowania, które losowo przeplata rzeczywiste i obrazowe próby.
Przygotuj w scenariuszu listę, które prawdziwe przedmioty należy umieścić na gramofonie i w jakiej kolejności przed rozpoczęciem eksperymentu. Następnie umieść prawdziwe przedmioty na talerzu obrotowym we właściwej kolejności. Umieść monitor w otworze i upewnij się, że wszystkie inne przedmioty i eksperymentator są zamaskowane przed wzrokiem uczestnika.
Następnie posadź uczestnika w odległości około 50 centymetrów od gramofonu i odtwórz biały szum w pomieszczeniu testowym. Daj uczestnikowi okulary okluzyjne do założenia i upewnij się, że są w zamkniętym stanie nieprzezroczystym. Spójrz na monitor eksperymentatora, aby zobaczyć, jakiego rodzaju schorzeniem będzie nadchodzące badanie.
W przypadku prób z obiektami rzeczywistymi należy cofnąć monitor uczestnika z otworu podglądu za pomocą przesuwnej platformy, tak aby rzeczywisty obiekt był widoczny dla uczestnika na gramofonie. Wydaj polecenie komputerowe za pomocą naciśnięcia przycisku, aby uruchomić otwieranie i zamykanie szklanek, dzięki czemu prawdziwe jedzenie będzie widoczne na talerzu obrotowym przez trzy sekundy. Gdy okulary się zamkną, ustaw monitor uczestnika z powrotem przed przysłoną i naciśnij, aby otworzyć okulary, aby umożliwić uczestnikowi udzielenie odpowiedzi.
Niech okulary zamykają się automatycznie, gdy uczestnik wprowadzi swoją odpowiedź. Następnie sprawdź monitor eksperymentatora, aby przygotować bodziec do następnej próby i naciśnij, aby przejść do następnej próby. W przypadku prób obrazu 2D umieść monitor LCD w viewprzysłona.
Pozostaw monitor w viewapertura i naciśnij, aby otworzyć okulary, aby uczestnik mógł udzielić odpowiedzi. Upewnij się, że następny bodziec jest gotowy do wyświetlenia, a następnie naciśnij, aby przejść do następnej próby. Na koniec, po zakończeniu testu, podziękuj uczestnikowi za udział w badaniu i zapytaj, czy ma jakieś pytania na ten temat.
Wyniki wskazują na silną pozytywną zależność między ofertami pieniężnymi a ocenami preferencji żywieniowych z wyższymi ofertami na żywność, która była bardziej lubiana. Co ważne, istotny był główny wpływ formatu wyświetlania, w którym stawki za prawdziwe produkty spożywcze były wyższe niż za dopasowane obrazy żywności. Podobnie, zaobserwowano istotną pozytywną zależność między ofertami a rzeczywistą gęstością kaloryczną, przy czym wyższe oferty dotyczyły żywności o wyższej gęstości kalorycznej.
Nie stwierdzono istotnej interakcji między efektywnym formatem wyświetlania a gęstością kaloryczną. Ważne jest, aby jak najdokładniej dopasować wygląd rzeczywistych obiektów i obrazów, a także czas wydarzeń podczas każdej próby. Przyszłe badania mogą ocenić wpływ stereopsji poprzez prezentację rzeczywistych obiektów w warunkach obserwacji monokularowej lub zbadać mechanizm efektu poprzez manipulowanie osiągalnością bodźca.
Na przykład, korzystając z podobnych metod, wykazaliśmy, że rzeczywiste obiekty przyciągają uwagę bardziej niż dopasowane obrazy 2D lub 3D, ale tylko wtedy, gdy rzeczywiste obiekty są w zasięgu.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Przegląd
Ten artykuł opisuje metody prezentacji rzeczywistych obiektów obok ich dopasowanych obrazów w kontrolowanym środowisku eksperymentalnym. Celem jest zadanie decyzyjne, z zastosowaniem do zrozumienia percepcji, uwagi i pamięci.
Kluczowe komponenty badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Psychologia poznawcza
- Metody eksperymentalne
Tło
- Tradycyjne badania często wykorzystują skomputeryzowane dwuwymiarowej obrazy.
- Procesy poznawcze i neuronowe wywoływane przez obrazy a nie prawdziwe obiekty nie są w pełni zrozumiałe.
- Praca z rzeczywistymi obiektami stawia praktyczne wyzwania w kontekście eksperymentalnym.
- Przez to podejście można uzyskać wgląd w mechanizmy naturalnej wizji.
Cel badania
- Porównanie wpływu rzeczywistych obiektów i obrazów na decyzje.
- Zbadanie podstawowych procesów poznawczych zaangażowanych w naturalnej wizji.
- Zgłębienie zrozumienia ludzkiej wizji poprzez stymulację rzeczywistego świata.
Stosowane metody
- Przygotowanie rzeczywistych obiektów do warunków laboratoryjnych.
- Prezentacja dopasowanych dwuwymiarowych obrazów w kontrolowanych warunkach.
- Zastosowanie zadania decyzyjnego w celu oceny odpowiedzi poznawczych.
- Porównanie reakcji na rzeczywiste obiekty i obrazy.
Główne wyniki
- Rzeczywiste obiekty mogą wywoływać różne reakcje poznawcze w porównaniu z obrazami.
- Z wglądu w procesy decyzyjne można uzyskać informacje z rzeczywistych stymulacji.
- Badanie podkreśla znaczenie kontekstu w badaniach poznawczych.
- Wyniki sugerują potencjalne implikacje dla różnych domeny poznawczych.
Wnioski
- Rzeczywiste obiekty dostarczają cennych informacji na temat mechanizmów poznawczych.
- Przyszłe badania powinny rozważyć użycie rzeczywistych obiektów w projektach eksperymentalnych.
- To podejście może zwiększyć zrozumienie percepcji, uwagi i pamięci.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
Understanding how real-world stimuli influence decision-making provides critical insights for target validation in neuroscience and behavioral pharmacology. This method enables mechanistic de-risking by isolating perceptual variables that affect cognitive processing, supporting predictive confidence in early discovery. By comparing responses to tangible objects versus images, researchers can assess translational relevance of sensory inputs in disease-relevant systems.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Interrogates whether neural pathways engaged by real objects differ from those activated by images, clarifying target engagement mechanisms.
- Operational Value: Enables biological de-risking through controlled comparison of stimulus formats in decision-making paradigms.
- Predictive Value: Supports portfolio triage by identifying whether target modulation yields consistent effects across ecologically valid and artificial stimuli.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares validated biological systems for downstream workflows by establishing baseline responses to real versus imaged stimuli.
- Operational Value: Addresses assay standardization and reproducibility through tightly controlled viewing conditions and matched luminance across formats.
- Scalability: Highlights platform reuse via interleaved trial designs that allow rapid transitions between real and image conditions.
Translational & Preclinical Research
- Translational Continuity: Describes how real-world stimulus presentation bridges discovery through preclinical validation by testing naturalistic vision mechanisms.
- Biomarker Alignment: Supports translational biomarker development when linked to decision-making outputs like willingness-to-pay or preference ratings.
- Risk-Adjusted Advancement: Informs go/no-go decisions by revealing whether target effects persist under ecologically valid conditions.
Pipeline & Workflow Integration
This method positions within the discovery continuum from hypothesis testing in early biology to assay readiness in screening, supporting lead identification through quantifiable behavioral outputs.
- Discovery Biology: Explains how the method supports hypothesis testing by isolating the independent variable of stimulus format (real vs. image) while controlling for visual appearance.
- Screening: Describes assay readiness through quantitative outputs such as bidding behavior and preference ratings that enable compound or condition comparison.
- Analytics: Highlights measurements like willingness-to-pay and caloric density correlations that help teams compare stimulus-driven responses across conditions.
- Translational Research: Connects the method to preclinical continuity by demonstrating how real-object stimuli can model naturalistic vision in disease-relevant systems.
- Enterprise Reuse: Frames the method as a reusable capability for studying perception, attention, or memory beyond food valuation, reducing redundant setup costs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence in target validation through reduction of mechanistic ambiguity between artificial and natural stimuli.
- Operational Value: Standardization, reproducibility, and scalability achieved via rotating turntable, aperture masking, and interleaved trial scripting.
- Strategic Value: Better go/no-go decisions, capital efficiency, and reduced late-stage biological risk by validating targets under ecologically valid conditions.
- Portfolio Impact: Risk-adjusted prioritization and advancement decisions based on whether target effects generalize from images to real-world objects.
Implementation Considerations
- Required scientific expertise in experimental design, stimulus control, and behavioral testing paradigms.
- Instrumentation and analytical infrastructure needs including rotating turntable, adjustable aperture, occlusion glasses, and synchronized monitoring systems.
- Cross-team standardization requirements for stimulus preparation, luminance matching, and trial scripting across laboratories.
- Adaptation considerations across model systems such as varying object size, reachability, and sensory modality (e.g., monocular vs. binocular viewing).
- Practical limitations including setup complexity, stimulus degradation over time, and constraints on object size and weight due to turntable mechanics.
