Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

En to-intervall tvunget valg oppgave for flere sammenligninger

Published: November 9, 2018 doi: 10.3791/58408
Automatic Translation
1, 1, 1
1Neurociencia Cognitiva, Instituto de Fisiología Celular, Universidad Nacional Autónoma de México

Summary

Psychophysics er avgjørende for å studere oppfatning fenomener gjennom sensoriske informasjonen. Her presenterer vi en protokoll for å utføre en to-intervall tvunget valg aktivitet som gjennomføres i en tidligere rapport om menneskelig psychophysics der deltakerne beregnet varighet visuell, auditiv eller audiovisuelle intervaller av aperiodic togene pulser.

Abstract

Vi tilbyr en prosedyre for et psychophysics eksperiment i mennesker basert på en tidligere beskrevet paradigme rettet å karakterisere perseptuell varigheten av intervaller innen millisekunder visuelle, akustisk og audiovisuelle aperiodic tog seks pulser. I denne oppgaven består hver av av to sammenhengende intramodal intervallene der deltakerne trykker nøkkelen pil oppover rapporterer at i andre stimulans varte lenger enn referansen eller nedpilen nøkkelen til tilsier noe annet. Analyse av virkemåten fører psykometriske funksjoner av sannsynligheten for estimering sammenligning stimulans være lengre enn referansen, som en funksjon av sammenligning intervaller. Avslutningsvis vi forhånd en måte å implementere programmering programvare å lage visuelle, akustisk og audiovisuelle stimuli og generere en to-intervall tvunget valg (2IFC) aktivitet ved å levere stimuli gjennom støy-blokkerende og skjermen.

Introduction

Formålet med denne protokollen er å formidle en prosedyre for en standard eksperiment på psychophysics. Psychophysics er studiet av persepsjon fenomener gjennom mål på atferdsdata svar, skapte ved sensoriske innganger1,2,3. Vanligvis er menneskelige psychophysics et billig og viktig verktøy i imaging eller nevrofysiologiske eksperimenter4. Men det er aldri lett å velge den mest passende psykofysiske metoden av mange som finnes, og valget avhenger noe av erfaring og preferanse. Likevel, vi oppfordrer nybegynnere å revidere tilgjengelige metoder grundig for å lære om utvalg kriterier5,6,7. Her gir vi en prosedyre for å utføre en 2IFC aktivitet, som mange forskere bruker ofte for å studere perseptuell prosesser som arbeider minne8, avgjørelse gjør9,10eller tid oppfatning11 , 12 , 13.

For å guide leserne langs metoden, gjenopprette vi en rapport på perseptuell varigheten av visual (V), auditiv (A) og audiovisuelle (AV) intervaller på aperiodic sekvenser pulser. Vi vil referere til aktiviteten som en aperiodic intervall diskriminering (AID) aktivitet13. Når du prøver å beskrive dette paradigmet i psychophysics sjargong, ville det være en klasse A, type-1, prestasjonsbasert, kriteriet-avhengige diskriminering aktivitet som bruker en ikke-adaptive konstanter og en hyperbolsk tangens (tanh) modell for å beregne en differensiell terskel. Selv når slike en karakterisering lyder litt innviklet, vil vi bruke det introdusere leseren til noen generelle aspektene ved psychophysics, håper å angi beslutning vilkår for nye eksperimenter og kanskje også muligheten til å skreddersy gjeldende protokollen for å andre behov.

Noen psykofysiske eksperimentet, som en 2IFC oppgave, krever implementere stimuli, en oppgave, en metode, en analyse og en måling6. Målet er å få funksjonen psykometriske at bedre regnskapet for den målte ytelse14. En 2IFC oppgave består av presentere deltakerne, som naiv til formålet med eksperimentet, prøvelser to sekvensiell stimuli. Etter sammenlignende stimuli, rapporterer de resultatet ved å velge én og bare én av to mulige reaksjoner passer bedre deres oppfatning.

Med stimuli referere vi til tekniske betraktninger om sensoriske modalitet under studien. En klasse A eksperiment består av sammenligningen av stimuli av samme modalitet i en prøve, mens klasse B-eksperimenter inkluderer cross-modalt sammenligninger. Andre viktige betraktninger om stimuli er deres implementering, som de tekniske måtene modulerende stimuli innenfor et nødvendig spekter. For eksempel, hvis vi skal finne bare merkbar forskjellen (JND) mellom to flagre frekvenser vibrerer på huden15, trenger vi en presisjon stimulator generere frekvenser innenfor rammen av flagre (dvs., 4-40 Hz). Med andre ord, dynamisk rekkevidden av de tekniske elementene, avhenger av dynamiske spekteret av hver sensoriske modalitet.

Velge en aktivitet er om perseptuell fenomenet under studien. For eksempel finne om to stimuli er den samme eller tilsvarende, kan stole på ulike hjernen mekanismer enn de løse hvis en stimulans er lengre eller kortere enn en referanse16 (som HJELPEMIDDEL paradigmet). Egentlig, definerer stimuli valget typen fått svar. Type-1 eksperimenter, noen ganger nært knyttet til den såkalte ytelse eksperimenter, inkluderer riktig og galt svar. I kontrast, produserer en type 2 eksperimentet (eller utseende forsøket) hovedsakelig kvalitativ svar som avhenger av deltakerens kriterier og ikke noen eksplisitt pålagt kriterium; med andre ord, uavhengig av vilkår eksperimenter. Det er bemerkelsesverdig at 2IFC oppgave svar er kriteriet avhengige fordi, i hver prøve, standard stimulans (også kalt base eller referanse stimulans) utgjør kriteriet sammenligningens oppfatning avhengig.

Metoden kan referere til tre ting; Først finner den mekanismen for å merke området stimuli teste eller, med andre ord, for en allerede kjent stimulans variasjon, i motsetning til dynamiske metoder å etablere de tilstrekkelige utvalg17. Problemstillingene adaptive anbefales for raskt å finne gjenkjenning og diskriminering terskler og minste prøve repetisjoner18. Også er adaptive metoder optimale for piloten eksperimenter. Andre definisjonen av en metode er omfanget av stimuli modulasjoner (f.eks., metoden av konstanter) eller en logaritmisk skala. Den valgte målestokken kan eller ikke kan være en direkte konsekvens av utfallet av en adaptiv måte, men først og fremst det gjelder dynamikken i studerte sensoriske modalitet. Til slutt, metoden også refererer til antall forsøk og deres presentasjon.

Som for analyse gjelder statistikk for eksperimentell målinger. Uavhengig velge riktig analytiske metoder for sammenligninger mellom test og kontroll grupper, psychophysics er mest om måling absolutt eller differensiell grensene mellom to betingelser (f.eks, tilstedeværelse og fravær av en stimulans, eller JND mellom to stimuli), spesielt i 2IFC19. Slike målinger avledet fra psykometriske funksjoner (dvs., kontinuerlig modeller av atferd som en funksjon av sannsynligheten for å oppdage eller kresne ett av på spill). Velge funksjonen modell avhenger på skalaen, eller med andre ord, på avstanden mellom verdiene for den uavhengige variabelen. Fungerer som kumulative normal, logistikk, rask, og Weibull passer for verdier linjeavstand lineært, mens Gumbel og logg-rask er bedre egnet for logaritmisk avstand. Alternative modeller også finnes, for eksempel tanh ansatt i aktiviteten hjelp. Viktigst, avhenger å velge riktig modell på parametrene av interesse, som vurdert i utformingen av eksperimentet20. Etter passende dataene til en modell, bør det være mulig å utlede to parametere: α og β . Ved en logistisk funksjon vanligvis ansatt i et 2IFC paradigme, α refererer til abscissas verdien prosjektering til poenget med subjektive likestilling (dvs.på halvparten av logistikk). Parameteren β refererer til i skråningen til α verdi (dvs., steepness overgangen mellom forhold). Endelig er en parameter vanligvis innhentet av en psykometriske kurve differensial limen21 (DL). I et 2IFC eksperiment, DL gjelder β, men strengt, tilsvarer minimum oppfattet forskjellen mellom to intervaller. Formelen for å bestemme DL er følgende ligning (1).

Equation 1(1)

Her x står for uavhengige variabelverdier projisere på en 0,75 og 0,25 ytelse målt direkte på sigmoidal kurven. Frem til dette punktet, har vi dekket bare noen generaliseringer om psykometriske funksjoner. Vi anbefaler videre studier av estimering og tolke psykometriske funksjonene, med disse og andre parametere22.

Andre tekniske aspekter ved implementering en psykofysiske eksperiment gjelder utstyr og programvare. Minne og hastighet kapasitet på kommersielle datamaskiner er i dag vanligvis optimal for behandling i Hi-Fi-visuelle og auditive oppgaver. Videre dynamisk oppløsningen supplerende materiale, for eksempel støy-blokkerende hodetelefoner, høyttalere og skjermer, må oppfylle samplingsfrekvensen som de sensoriske modalitetene drive (f.eks., frekvens, amplitude, kontrast og forfriskende rate). Programmer som PsychToolbox23 og PsychoPy24 er også enkelt å implementere og svært effektiv på synkronisering aktivitetenes hendelser og utstyr.

Tidligere beskrevet hjelp oppgaven samler mange av temaene som beskrevet ovenfor for en 2IFC paradigme. Interessant, den Utforsker oppfatningen av V, A, og AV intervaller i millisekunder, området hvor de fleste av hjernens prosesser oppstå25,26,27. Paradoksalt nok er det også en utfordrende bortfallet for studerer visjon, som, i forhold til audition, avler en noe begrenset sampling rate28. I denne forstand kreve flere sammenligninger mer teoretiske omfang12,29,30. Noen ganger de trenger mer skreddersy å omfatte et felles modulering spekter eller å oppnå sammenfallende tolkninger.

Denne protokollen fokuserer på en diskriminering aktivitet (dvs., en 2IFC hvor en base stimulans, også kalt referanse- eller standarden kontrasteres mot et sett med sammenligning eller test stimuli å finne en JND, eller med andre ord, en diskriminering terskel). Her aktiviteten er satt til å studere kapasitet av mennesker til å diskriminere tidsintervaller v, A, eller AV aperiodic mønstre pulser13. Vi gir informasjon om oppretting og parameterizing stimuli, og analyser av nøyaktighet og reaksjonstid. Viktigere, diskutere vi hvordan å tolke fag tid oppfatningen av parameterne psykometri statistiske utfallet, og noen eksperimentelle og analytisk Alternativer innen emner av 2IFC psykofysiske metode.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Eksperimentene ble godkjent av bioetiske av Institute av mobilnettet fysiologi av UNAM (nr. CECB_08) og båret ut under retningslinjene for The etiske av World Medical Association.

1. eksperimentelle Set-up

  1. Materiale og stimuli oppsett for å utføre en aperiodic intervall diskriminering (AID) oppgave
    1. Utføre dette eksperimentet på en datamaskin med minimum 8 GB RAM, 2,5 GHz prosessor og en 60 Hz forfriskende rate skjerm til å opprette og kjøre oppgaven.
    2. Få et sett med støyreduserende hodetelefoner å unngå lyder distraherende deltakerne mens du utfører oppgaven.
    3. Bruk en decibel meter for å angi volumet på hodetelefonene ~ 65 dB SPL.
    4. Opprett V, A, og AV stimuli for aktiviteten ved å kjøre et grafisk brukergrensesnitt (GUI) inkludert denne protokollen (figur 1), eller ved å bruke programmer som PsychToolbox eller PsychoPy.
      1. Last ned filen Stimuli_GUI.zip fra http://www.ifc.unam.mx/investigadores/Luis-lemus. Deretter åpner MATLAB (2016a eller høyere for denne GUI).
        1. Klikk på alternativet SetPath på MATLAB-menyen kategorien til mappen Stimuli_GUI til arbeidsområdet. Først velger du knappen Legg til mappe , Velg mappen Stimuli_GUI , og trykk Lagre . Til slutt, Lukk vinduet ved å klikke på Lukk -knappen.
        2. Åpne filen Stimuli_GUI.m med det åpen valgmuligheten under kategorien hoved -menyen. Deretter trykk F5 på tastaturet for å vise GUI (figur 1).
      2. Klikk på menyen tilstand å velge foretrukket fordeling av pulser (dvs., periodisk for å lage en stimulans equidistant pulser eller Aperiodic for en tilfeldig distribusjon). Velg ønsket antall pulser (dvs., 2-6) i menyen Nummer av pulser . Til slutt angir du ønskede varigheten av stimulans i dialogboksen varighet.
        FORSIKTIG: Unngå flimmer V fusion (dvs., to eller flere pulser oppfattes som bare en), er det viktig å opprette interpulse intervaller (IPI) av minst 30 ms. derfor, gitt at hver av pulser er forhåndsdefinert til siste 50 ms, maksimalt antall pulser i en stimulans er begrenset av IPIs. Pulser overstiger den minste IPI gir en feil.
        Merk: Programmet genererer bilder i Audio Video Interleave (AVI) format med en hastighet på 60 rammens per andre. Men kan de opprettes på hvert forsøk med PsychToolbox eller PsychoPy. Vurdere å opprette 50-ms pulser ved å kjede sammen minst tre rammer 4° grå sirkler på svart bakgrunn. Her genererer metoden AVI og WAV-filer for å implementere i LabVIEW, dermed antyder bruke mer komplekse video- eller lydklipp.
      3. Klikk på knappen Generere IPI IPIs' visningsverdier i boksen IPI verdier og et plott av resulterende fordelingen av pulser.
        Merk: IPI verdiene oppdateres automatisk på hver Generere IPI museklikk. Disse verdiene kan kopieres og lagres for videre analyse.
      4. Generere og lagre en V stimulans ved å skrive inn et beskrivende filnavn (f.eks., PeriodicVisual500ms.avi) i dialogboksen angi Video filnavn. Klikk på knappen Generere Video og vente på popup-vinduet viser grå ~ 4 ° ringer å lukke. Klikk deretter på knappen spill å se opprettet V stimulans.
        FORSIKTIG: Mens programmet genererer bilder, ikke klikk på figurer, da dette kan føre til miste figuren håndtak og produsere en defekt video.
        Merk: Kantete amplituden til et V-objekt oppnås ved følgende ligning (2).
        Equation 2(2)
        Her en er amplituden til V uttrykt i grader, S er det visuelle størrelse i cm, målt på skjermen, og D er avstanden i centimeter fra observatør til skjermen.
      5. Generere og lagre en A stimulans bruker de samme V IPI verdiene ved å skrive inn et beskrivende filnavn (f.eks., AperiodicAcoustic500ms.wav) i dialogboksen Angi lyd filnavn. Klikk på knappen Generere lyd å observere et plott av opprettet lyd og klikk på Play -knappen for å høre den nye lyd.
        Merk: Den forhåndsdefinerte en puls frekvens er 1 kHz; Det er imidlertid mulig å endre den i dialogboksen lyd frekvens (Hz).
      6. Gjenta 1.1.4.2 gjennom 1.1.4.5 opprette 10 aperiodic (AP) stimuli for hver av sammenligning intervaller på aktiviteten hjelp (dvs., V og et mellomrom fra 500 ms til 1100 ms i trinn på 100 ms). Opprett bare en periodisk (P) stimulans for hver av intervaller av kontroll.
    5. Generere en utvidet hvit støy klipp (f.eks., 30 min) bruke som bakgrunn under eksperimentet, eller laste den ned fra en Internett-bibliotek.
    6. Opprette en 3° hvite kors og lagre den i en JPEG-fil til bruk som en bunke for deltakerne til å starte en rettssak.
      Merk: AV stimuli resultat superimposing V og en sammenfallende klipp under kjøring av oppgaven. Skifte A stimuli opptil 90 ms etter V utbruddet for å produsere perseptuell samtidighet32.
  2. Oppgave design og implementering
    1. Opprette sett med P og AP V, A, og AV studier av viser en liste over opprettede stimuli i en Excel-ark. Bruk forskjellige kolonner med all informasjon som kreves under aktiviteten, for eksempel modalitet referanse og sammenligning stimuli, antallet repetisjoner per rettssaken, stimuli varighetene og forventet respons (se en eksemplarisk CSV-filen inkludert i Stimuli_GUI.zip-fil). Lagre hver av settene i kommadelte verdier (CSV)-format.
      Merk: Eksperimentet som mål å anskaffe psykometriske funksjoner av sannsynligheten for oppfatte test stimuli (dvs., sammenligning stimuli) lenger enn referansen som en funksjon av variasjonene av sammenligning stimuli. Forsøk å generere psykometriske funksjoner må derfor ansette en referanse stimulans fast på halvparten av intervaller (dvs.800 ms). Men for å garantere at deltakernes kriterier stole på referanse stimulans, må de alltid delta både referanse og sammenligningen. Derfor skal studier av varierende referanser være inkludert motvekt antall varierende sammenligninger. Til slutt, vurdere presentere blokker av V, A, og AV forsøk å unngå attentional effekter. Imidlertid alltid tilstede P og AP forsøk tilfeldig under sommer.
    2. Lage et program for å automatisk kjøre oppgaven med PsychToolbox eller PsychoPy, eller laste ned og kjøre den automatiske 2IFC_Task tilgjengelig på http://www.ifc.unam.mx/investigadores/Luis-lemus (for driften LabVIEW 2014 eller høyere).
      1. Åpne 2IFC_Task ved å dobbeltklikke på aktivitetens fil.
      2. Last opprettet stimuli ved å velge mappen stimulans fra kontrollpanelet. Først opp og ned-knappene i dialogboksen vise 0. Deretter trykker du mappeikonet for å velge mappen stimulans.
      3. Gjenta trinn 1.2.2.2 sette filbanen til 1, 2, 3 eller 4 laste hvilke CSV forsøk fil, en TXT-utdatafil, en WAV-bakgrunnslyd og en bunke med et hvitt kryss i JPEG-format, henholdsvis.
        Merk: Når programmering en oppgave, lagre data i en praktisk format for frakoblet analyse (f.eks., i TXT eller CSV-format). Inkludere informasjon om rettssaken: rekkefølgen av utseende og atferdsmessige resultatene, som treff, feil, reaksjon og responstid.
      4. Trykk på knappen på kontrollpanelet for å aktivere bakgrunnsstøyen hvit støy . Deretter plassere desibel måleren som nær som mulig til hodetelefoner og angi OS volumkontrollen ~ 65 dB SPL. Til slutt, justere Bakgrunn volumkontrollen på Kontrollpanelet til ~ 55 dB SPL.
      5. Bruk dialogue boksene Pre_S1 og Inter_Stim til å angi tiden-feil første stimulans levering og interstimulus separasjon, henholdsvis.
        Merk: Standardtidene er 1000 ms. andre grafiske indikatorer er for sensor å observere resultater i sanntid (f.eks, en bar tomt arbeidsinnsatsen per tilstand og viser antall treff, feil, falske alarmer og et antall forsøk).
      6. Teste oppgaven ved å klikke på ikonet kjøre rett pil under verktøy og utføre noen test prøvelser.
        Merk: Vi anbefaler for å bruke to skjermer, én for aktiviteten, og den andre for å overvåke aktiviteten på Internett.
        1. Starte hvert forsøk ved å holde mellomromstasten nede etter utseendet på den visuelle indikatoren i midten av skjermen. Slipp mellomromstasten etter levering av et par av stimuli og trykk oppover eller nedover piltast for å fullføre rettssaken.
        2. Gjenta trinn 1.2.2.6.1 til settet er fullført. Oppgaven stanser automatisk. Du kan også avbryte aktiviteten ved å klikke på Stopp -knappen i Kontrollpanel -menyen.

2. deltakere

  1. Rekruttere 10 til 30 mannlige og kvinnelige høyrehendt deltakere, med mer enn ti års aldersforskjell i mellom dem, med normal eller rettet til normal visjon, og ingen auditiv underskudd.
  2. Be deltakerne å fylle ut et spørreskjema om deres alder, kjønn, håndbruk og fysiske eller psykiske tilstander (f.eks., visuell eller auditiv underskudd, utdannelse og inntak).
  3. Fortelle deltakerne om mål, prosedyrer og varigheten av forsøket. Pass på at ingen skjevhet er indusert (f.eks., fortelle dem om forekomsten av P eller AP). Deretter be deltakerne å gi skriftlig samtykke til å delta i eksperimenter.

3. eksperimentelle prosedyren

  1. Utføre eksperimenter i et stille rom med konstant lys.
  2. Kjøre oppgaven.
  3. Gjenta prosedyren som beskrevet i trinn 1.2.2.4 kalibrere måleren desibel.
    FORSIKTIG: Hele eksperimentet, akustisk stimuli skal leveres binaurally på ~ 65 dB SPL. Det er viktig å bruke en decibel meter for å teste de akustiske amplituder før forsøket å unngå skader.
  4. Spør deltakeren sitte komfortabelt foran skjermen, ligger i en avstand på 60 cm. Deretter sett tastaturet på tilgjengelig avstand og justere hodetelefonene deltakerens hodet (figur 2C).
  5. Be deltakerne starte en prøveversjon etter utseendet av den visuelle pekepinnen ved å holde nede mellomromstasten for hele rettssaken. Angi til deltakeren slipp mellomromstasten etter presentasjonen av to sammenhengende stimuli og piltasten oppover hvis i andre stimulans varte lenger enn først, eller trykk pil nedover hvis det varte i en kortere periode ( Finne 2B).
  6. Til slutt, instruere deltakerne til å bruke bare de rette pekefingeren til å fullføre oppgaven, og kommentere at tar en 5 minutters pause i tilfelle deltakeren føler kjedelig eller distrahert under eksperimentet.
  7. Slå på funksjonen støy-blokkerende i hodetelefoner og la deltaker praksis 10-15 prøvelser.
    Merk: I denne fasen gir en visuell inngang for riktige svar anbefales. Det er også mulig å gi tilbakemelding under eksperimentet. imidlertid være oppmerksom på mulige biases.
  8. Kjøre oppgaven.

4. dataanalyse

  1. Beregne gjennomsnittet og standardfeilen til gjennomsnittet av ytelsen til hver av blokker av P og AP, V, A, og AV prøvelser.
  2. Generere scatter tomter sannsynligheten for oppfatte sammenligning stimulans lengre enn referansen som en funksjon av sammenligningens intervaller. Da passe en logistisk funksjon til dataene.
    Merk: Som nevnt i innledningen, velge en praktisk modell avhenger på eksperimentet og dataene. Et eksempel på en modell er tanh som rapportert på aktiviteten hjelp. Slik modell leverer fire parametere (innfellingen i figur 3A) definert av:
    Equation 3
    Den parameteren en svarer til ytelsens omfang målt fra vendepunkt til platået. Parameteren β tilsvarer den første deriverte på vendepunkt. Jo høyere verdi, jo lettere å oppfatte en overgang mellom lengre og kortere, sammenlignet med kategoriene referanse. Parameteren θ eller X0 er abscissa verdien av projeksjon av vendepunkt (dvs., poenget med subjektive likestilling). Av slike en parameter representerer samlet timelige biases. Endelig c eller Y0 representerer vendepunkt på Ordinat og avslører fordommer mot et bestemt svar. Alternative rutiner for montering og analysere psykometriske funksjoner er Palamedes verktøykassen6 og quickpsy33.
  3. Gjenta fra trinn 4.1 for å analysere reaksjonstid og responstid.
  4. Utføre statistiske analyser for å sammenligne de P og AP nøyaktighet distribusjonene innenfor hver av de sensoriske modalitetene.
  5. Utføre ytterligere analyser, for eksempel Pearson sammenhenger, å finne forholdet mellom periodisitet indekser og nøyaktighet og mellom periodisitet indekser og reaksjonstid.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Denne protokollen presentert en metode for å utføre en psychophysics eksperiment i mennesker. Teknikken replikert tidligere forskning på diskriminering av intervaller av AP tog v, A, og AV pulser, som ble utført med en 2IFC metode. Stimuli resulterte fra P og AP-distribusjoner av tog seks 50-ms pulser i ulike intervaller innen millisekunder (dvs.fra 500 ms til 1100 ms i trinn på 100 ms). Figur 2A viser noen intervaller og deres beregnede periodisitet indeks.

Oppgaven ble programmert i LabVIEW og besto av levere intramodal prøvelser to sekvensiell stimuli (figur 2B). Når 31 deltakere (15 kvinner og 16 menn over en alder av 23,6 ± 4,3 år [gjennomsnittlig ± standardavvik]) utført oppgaven, vi fikk psykometriske funksjonene til hver av P og AP V, A, og AV total beskrevne bruker en tanh -funksjonen (figur 3A - 3 C; godhet av fit: χ2, Q > 0,05).

Høyre panelene i Figur 3 viser sammenligninger av parameterne regresjon av tanh P og AP forhold. Ikke-overlappende avvik av slike parametre angitt statistiske forskjeller, for eksempel i vs en βverdier, og c (p < 0,05). Dette resultatet er tydelig på V AP sigmoid skiftende nedover, noe som tyder på at deltakerne oppfattet intervallene lengre enn referansen som kortere (figur 3A). Tilsvarende regnet intervaller som ble kortere enn referansen nøyaktig som kortere siden parameteren c viste en AP skifter til en sannsynlighet for ringer sammenligningen kortere enn referansen. Videre sammenligninger av AP og P intervaller under A og AV diskriminering viste forskjeller i β og θ (p < 0,05) fordi de samlede AP beskrevne redusert, antyder at AP stimuli var generelt vanskeligere å diskriminere. Interessant, A og AV forestillinger var like under P og AP forhold (figur 3B og 3 C), angir en A dominans over V AV diskriminering.

I betingelsen V viste β at overgangen fra kortere til lengre skjedd raskere AP tilstanden. Dette resultatet antyder at deltakerne var sikker på beslutninger som gjenspeiles av reaksjonstid (figur 4A). Derimot ligne reaksjonstid P og AP AV de av A-forhold, tyder også på en A dominans (figur 4B og 4 C). Generell tolkning av disse resultatene er at V AP mønstre produsert en perseptuell komprimering av V AP tidsintervallene.

Psykofysiske resultatene gjenspeile informasjonsbehandling over sensoriske modaliteter. Når vi spurte emner forskjellsbehandle varigheten av AP mønstre, fant vi at modalitet endrer tid oppfatningen ulikt. V systemet komprimerer estimering av tid, mens en og AV beskrevne ble bare litt påvirket av AP. Til sammen viser disse resultatene eksempler tolke resultatene av en psykofysiske aktivitet gjennom deres psykometriske parameterne.

Figure 1
Figur 1: et grafisk brukergrensesnitt (GUI) å opprette AID aktivitet stimuli. GUI kan lage en visuell eller en auditory stimulans ved å innføre parametere og navngi stimulans. En grafisk representasjon av de resulterende interpulse intervallene (IPI) og et plott av auditory stimulus vises i vinduet til høyre. En grundig beskrivelse av hvordan du implementerer denne GUI er beskrevet i teksten. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2: strukturen og oppsett. (A) dette panelet viser en grafisk fremstilling av intervaller på ulike varighet for aperiodic tog pulser representert av grå firkanter. Intervallene og deres periodisitet indekser oppnås ved oppå formel vises i forskjellige linjer og som en funksjon av varigheter. PI = periodisitet index; P = periodiske; AP = aperiodic. (B) dette panelet viser hendelsesforløpet i unimodal studier. Hver av startet når en deltaker utgitt mellomrom (SBD). Etter en referanse stimulans etterfulgt av en 1-s-interstimulus, en sammenligning stimulans ble levert deltakeren utgitt mellomrom (SBR) og, for rapporten om sammenligningen var lengre eller kortere enn referansen, trykket oppover eller den nedadgående piltast, henholdsvis (valg). Referansen og sammenlignings grå firkanter representerer pulser faktiske visuelle, akustisk og audiovisuelt pulser avbildet av ikoner over. (C) dette panelet viser beskrivelsen av den eksperimentelle set-up. Materialet inneholder en datamaskin, et sett med støyreduserende hodetelefoner, en skjerm og et tastatur. Figur 1A og 1B er tilpasset fra Duarte og Lemus13, under veiledning med opphavsrett uttalelser av grensene i integrerende nevrovitenskap. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 3
Figur 3: psykometriske funksjoner innhentet av hyperbolske tangenten regresjonsmodellen. (A) dette panelet viser generelle sannsynligheten for erklære sammenligninger lengre enn referansen som en funksjon av sammenligningens tidsintervaller visuelle periodisk (heltrukket linje) og visuelle aperiodic (prikkete linjer) eksperimenter. (B) dette panelet viser den samme informasjonen som panel A, men da for akustisk forhold. (C) dette panelet viser den samme informasjonen som panel A, men da for audiovisuelle forhold. Høyre panelene viser fordelingen av tanh parametere som definert i rammemargen i panelet A. Feilfeltene i paneler A - C betegne standardfeilen til gjennomsnittet og konfidensintervaller i høyre panelene. Stjernene uttrykke intramodal forskjeller. P = periodiske; AP = aperiodic; V = visuelle; A = akustisk; AV = audiovisuelle. Dette tallet er endret fra Duarte og Lemus13, i veiledning med opphavsrett uttalelser av grensene i integrerende nevrovitenskap. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 4
Figur 4: reaksjonstid. (A) dette panelet viser gjennomsnittlig reaksjonstid for visuell eksperimenter. (B) dette panelet viser de gjennomsnittlige reaksjonstid for akustisk eksperimenter. (C) dette panelet viser gjennomsnittlig reaksjonstid for audiovisuelle eksperimenter. Heltrukne linjer = periodiske intervaller. Stiplede linjer = aperiodic intervaller. Feilfeltene betegne standardfeilen til gjennomsnittet. Dette tallet er endret fra Duarte og Lemus13, i veiledning med opphavsrett uttalelser av grensene i integrerende nevrovitenskap. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

I psychophysics avhengig valg av en aktivitet av bestemte interesser i perseptuell fenomener5,6. For eksempel besto denne protokollen av gjenskape en tidligere rapportert paradigmet på tidsintervall oppfatningen av visuell, auditiv og audiovisuelle stimuli aperiodically plassert pulser, som gjennomført 2IFC metoden13. Her, som i de fleste psychophysics oppgaver er tilstrekkelig maskinvare og programvare avgjørende for å opprette, reprodusere og registrere aktiviteten elementer nøyaktig, spesielt når utforske fenomener som oppstår mellom millisekunder25,26 ,27. En fordel med det aktuelle metoden er muligheten til å produsere ulike stimuli gjennom en GUI siden å utforske sine beregninger og ytelse. I denne forbindelse er det verdt å betydningen av parameterizing variablene uansett kompleksiteten av stimuli, som i denne protokollen, som implementert en enkel men romanen metode for kvantifisere aperiodicity13 (figur 2A). Vi har også foreslått lagring stimuli i lyd- og videoformater som WAV- og AVI fordi det gir muligheten til å gjennomføre store videoklipp eksperimenter. Disse formatene krever imidlertid administrere maskinvaren og programvaren behandle effektivt; for eksempel ved prebuffering stimuli i variabler i miljøet av programmet gjennomfører. Uansett, enkelte programmer som PsychToolbox eller PsychoPy er nyttige for, eventuelt opprette online stimuli.

Selv om vi ikke inkluderte resultatene av piloten eksperimenter, er det tilrådelig å utføre dem for å sjekke riktig funksjon av utstyret og å finne tilfredsstillende området og skalering av de uavhengige variabler18,34. I denne forstand anbefales implementere adaptive psykofysiske metodene6,17. Videre bestemmer piloten eksperimenter tilstrekkelig pool av deltakerne og antallet prøve repetisjoner, dermed gir robust resultater og statistiske analyser14.

Med hensyn til deltakerne er det alltid viktig å tydelig instruere dem om hva de skal delta, og hvordan de skal utføre. Ellers kan vedta alternativ strategi villede de resultater21,35. For eksempel i denne oppgaven ba vi deltakerne å diskriminere varigheten av stimuli; men omfatter typisk opptreden diskriminerende hastighet, akselerasjon29, antall hendelser11eller rapportering likheter. Mens det er mulig å observere lignende forestillinger blant deltakerne, kan med andre ord, resultatene, men være feilaktig ved å inkludere forskjellige hjernen prosesser16. Derfor sammen med tilstrekkelig instruere deltakerne, er det obligatorisk å be dem om deres adopterte strategi for å løse oppgaven.

En iboende problemet med psychophysics kommer fra natur sensoriske modaliteter siden de innføre begrensninger på metoder12,29,30,32. Krever for eksempel at visuell rammer levert over 15 Hz er sannsynlig å skape flimmer fusion28, studere den visuelle oppfatningen av pulser langsomme modulasjoner å unngå uønskede resultater. Videre eskalere sammenligninger mellom sensoriske modaliteter problemet. I denne forbindelse, var en interessant fenomen i bistand eksperimentet at aperiodic visuelle stimuli skapte en perseptuell komprimering av timelige beregninger, men den periodiske seg ikke. Der funksjonen tanh montert dataene optimalt fordi observert aperiodic visuelle platået ikke nådde en maksimal sannsynlighet på 1, som andre logistikk modeller forutsi (figur 3A). Men uansett velger det beste logistiske modellen, kunne det hevdes at det aperiodic visuelle ikke nådde maksimalt sannsynlighet fordi stimuli området var utilstrekkelig. Derfor kan vil øke varigheten av intervaller eller redusere antall pulser trolig produsere en forskjellig resultat17. Det er imidlertid en mye dypere problem her som faktisk gjelder et dilemma i psychophysics. Første rettet hjelp eksperimentet å teste intervall oppfatningen mellom hundrevis av millisekunder, som står for en bestemt sak timelige behandling26,27. Derfor vil øke intervallet varighetene resultere i å teste en annen hjernen mekanismen16. Andre visuelle periodisk kontroll viste seg for å operere innenfor et tilstrekkelig utvalg; Dermed var spre visuelle intervaller ikke berettiget. Til slutt, justere en av betingelsens intervaller alene deaktiverer sammenligninger på tvers av grupper eller, viktigere her, mellom sensoriske modaliteter30. Igjen, tilpasset auditiv og audiovisuelle intervaller var ikke rettferdiggjøres (figur 3B og 3 C). Dermed er dilemmaet at å få perfekt psykofysiske distribusjoner kan blande neuronal prosesser, mens ikke gjør dette kan gi suboptimal resultater.

Avslutningsvis består psychophysics av studere atferdsmessige utfallet av neuronal mekanismer for sensorisk prosessering. Slik en utfordrende mål krever optimal utvelgingen og implementeringen av stimuli, oppgaven, metoden, analyse og måler6. Når mestring psychophysics, gir verdifull innsikt i oppfatning. Videre er det viktig i modeller som krever veltrente dyr for å studere, for eksempel nevrofysiologiske korrelasjon av atferd10,30,36,37.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne ikke avsløre.

Acknowledgments

Dette arbeidet ble støttet av Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT), CB-256767. Forfatterne takker Isaac Morán for hans kundestøtte og Ana Escalante fra datamaskinen enheten Instituto de Fisiología Celular (IFC) for henne verdifull hjelp.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Lapt top Dell Precision Dell M6800 CTO Procesador Intel Core i7-4710MQ, 2.5GHz RAM 16 GB, 64-bit OS; 17.3" screen 1920 x 1080; 60 Hz refreshing rate
Noise-blocking headphones Bose QC25 Headphones QuietComfort 25, noise-blocking
Decibel meter Extech Instruments SL 130G Sound Level meter (dB), range 30 to 130 dB, this meter meets ANSI and IEC Type 2 sound level meter standards
Name Company Catalog Number Comments
Software
Labview National Instruments Labview 2014 Labview SP1 130, 64-bits, version 14
Matlab Mathworks Inc Matlab 2016a The Mathworks Inc., Natick, MA, USA
GUI To create Visual and Acoustic stimuli. Created by Fabiola Duarte Mathworks Inc Matlab 2016a The Mathworks Inc., Natick, MA, USA

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  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).

Tags

Atferd problemet 141 Intramodal intervall oppfatning auditiv dominans visuell komprimering diskriminering audiovisuell aperiodic oppgave psykometriske funksjon hyperbolsk tangens
En to-intervall tvunget valg oppgave for flere sammenligninger
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Duarte, F., Figueroa, T., Lemus, L.… More

Duarte, F., Figueroa, T., Lemus, L. A Two-interval Forced-choice Task for Multisensory Comparisons. J. Vis. Exp. (141), e58408, doi:10.3791/58408 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter