Métodos para a apresentação de objetos do mundo real condições laboratoriais controladas
21 de junho de 2019
Nós descrevemos métodos para apresentar objetos do mundo real e imagens combinadas dos mesmos objetos condições experimentais firmemente controladas. Os métodos são descritos no contexto de uma tarefa decisória, mas a mesma abordagem do mundo real pode ser estendida a outros domínios cognitivos, como percepção, atenção e memória.
Aqui descrevemos métodos para trazer o mundo real para o laboratório. Como preparar e apresentar objetos reais e combinar imagens bidimensionais dos mesmos itens em condições de visualização bem controladas. O conhecimento atual da visão humana é derivado de estudos que se basearam em estímulos na forma de imagens bidimensionais computadorizadas.
No entanto, não está claro se imagens de objetos desencadeiam processos cognitivos e neurais semelhantes aos objetos sólidos do mundo real. Embora trabalhar com objetos reais no contexto experimental apresente inúmeros desafios práticos, a abordagem produzirá novos insights importantes sobre os mecanismos que sustentam a visão naturalista. Aqui comparamos objetos reais e visão de imagem em um contexto de tomada de decisão.
No entanto, a abordagem geral pode ser estendida para estudar outros processos cognitivos, como percepção, memória ou atenção. Comece criando uma base de madeira circular para o toca-discos que tem dois metros de diâmetro e tem um núcleo central redondo com 20 ranhuras. Crie 20 divisores e deslize cada divisor no núcleo central do toca-discos para formar 20 células.
Coloque o núcleo em cima de um cilindro rotativo, permitindo uma rotação fácil. Crie uma partição vertical entre o toca-discos e o participante e coloque-o a 26 centímetros do toca-discos, permitindo espaço para um monitor de computador LCD atrás da partição. Construa uma abertura na partição e garanta que a largura da abertura seja ajustável para que, na configuração final, o participante possa ver apenas um item no toca-discos por vez.
Em seguida, coloque uma plataforma deslizante e o monitor do participante entre o toca-discos e a partição para permitir transições rápidas entre as condições do formato de exibição. Use uma pequena mesa ou prateleira para o monitor do experimentador. Conecte uma bandeja de teclado à base giratória do mouse, diretamente abaixo da abertura na partição.
Em seguida, conecte uma cortina entre os lados do toca-discos e a parede para evitar que o participante veja os estímulos e o experimentador durante o experimento. Após a montagem do toca-discos, adquira 60 lanches populares. Abra a embalagem para cada alimento e coloque tanto o pacote quanto alguns dos alimentos em um prato.
Em seguida, coloque um prato de comida no toca-discos e prepare-se para fotografar o estímulo no toca-discos para que o fundo do estímulo na imagem 2D corresponda à contrapartida alimentar real. Para isso, posicione a câmera em um tripé a 50 centímetros da borda do toca-discos. Os objetos reais e as imagens combinadas devem estar dentro da distância de alcance do participante.
Finalmente, enquanto segura a fonte de iluminação na constante sala de testes, fotografe os alimentos reais no toca-discos usando uma câmera com uma velocidade constante de f-stop e obturador. Combine a luminância geral, padrões de sombreamento e destaques especulais em formatos de exibição o mais próximo possível. Comece criando um script usando um software experimental que irá intercalar aleatoriamente testes reais e de imagem.
Tenha a lista de scripts quais itens reais colocar no toca-discos e em que ordem antes do início do experimento. Em seguida, coloque os itens reais no toca-discos na ordem correta. Coloque o monitor na abertura e certifique-se de que todos os outros itens e o experimentador estejam mascarados da visão do participante.
Em seguida, sente o participante a aproximadamente 50 centímetros do toca-discos e jogue ruído branco na sala de testes. Dê ao participante os óculos de oclusão para colocar e certifique-se de que eles estão em estado opaco fechado. Olhe para o monitor experimentador para ver que tipo de condição o próximo teste será.
Em ensaios de objetos reais, retire o monitor participante da abertura de visualização através da plataforma deslizante para que o objeto real seja visível para o participante no toca-discos. Faça um comando de computador através de um botão pressionar para acionar a abertura e o fechamento dos óculos, permitindo que a comida real fique visível no toca-discos por três segundos. Uma vez que os óculos fechem, posicione o monitor do participante de volta em frente à abertura e pressione uma tecla para abrir os óculos para permitir que o participante faça uma resposta.
Que os óculos fechem automaticamente assim que o participante entrar em sua resposta. Em seguida, verifique o monitor do experimentador para preparar o estímulo para o próximo teste e pressione uma chave para avançar para o próximo teste. Para testes de imagem 2D, coloque o monitor LCD dentro da abertura de visualização.
Deixe o monitor na abertura de visualização e pressione uma tecla para abrir os óculos para que o participante faça uma resposta. Certifique-se de que o próximo estímulo está pronto para visualização e, em seguida, pressione uma tecla para avançar para o próximo teste. Por fim, após a conclusão dos testes, agradeça ao participante pelo envolvimento no estudo e pergunte se eles têm alguma dúvida sobre o caso.
Os resultados indicam uma forte relação positiva entre as licitações monetárias e os índices de preferência alimentar com maiores ofertas de alimentos que foram mais fortemente apreciados. É importante ressaltar que houve um efeito importante do formato de exibição em que os lances por alimentos reais foram maiores do que para imagens alimentares combinadas. Da mesma forma, houve uma relação positiva significativa entre licitações e densidade calórica real, com maiores lances para alimentos de maior densidade calórica.
Não houve interação significativa entre o formato de exibição eficaz e a densidade calórica. É importante combinar o mais próximo possível a aparência dos objetos e imagens reais, bem como o tempo dos eventos durante cada teste. Estudos futuros poderiam avaliar o impacto da estereópsia apresentando objetos reais em condições de visualização monocular, ou examinar o mecanismo para o efeito manipulando a acessibilidade do estímulo.
Por exemplo, usando métodos semelhantes, mostramos que objetos reais capturam a atenção mais do que imagens 2D ou 3D combinadas, mas apenas quando os objetos reais estão ao alcance.
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Visão Geral
Este artigo descreve métodos para apresentar objetos do mundo real juntamente com suas imagens correspondentes em um ambiente experimental controlado. O foco está em uma tarefa de tomada de decisão, com implicações para a compreensão da percepção, atenção e memória.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Neurociência
- Psicologia Cognitiva
- Métodos Experimentais
Contexto
- Estudos tradicionais frequentemente utilizam imagens bidimensionais computadorizadas.
- Os processos cognitivos e neurais desencadeados por imagens versus objetos reais não são totalmente compreendidos.
- Trabalhar com objetos reais apresenta desafios práticos em contextos experimentais.
- Insights sobre mecanismos de visão naturalística podem ser obtidos por meio dessa abordagem.
Objetivo do Estudo
- Comparar os efeitos de objetos reais e imagens na tomada de decisões.
- Explorar os processos cognitivos subjacentes envolvidos na visão naturalística.
- Aprimorar a compreensão da visão humana por meio de estímulos do mundo real.
Métodos Utilizados
- Preparação de objetos reais para ambientes laboratoriais.
- Apresentação de imagens bidimensionais correspondentes em condições controladas.
- Implementação de uma tarefa de tomada de decisão para avaliar respostas cognitivas.
- Comparação das respostas a objetos reais e a imagens.
Resultados Principais
- Objetos reais podem provocar respostas cognitivas diferentes em comparação com imagens.
- Informações sobre os processos de tomada de decisão podem ser obtidas a partir de estímulos do mundo real.
- O estudo destaca a importância do contexto na pesquisa cognitiva.
- Os resultados sugerem implicações potenciais para diversos domínios cognitivos.
Conclusões
- Objetos do mundo real fornecem informações valiosas sobre mecanismos cognitivos.
- As pesquisas futuras devem considerar o uso de objetos reais nos delineamentos experimentais.
- Essa abordagem pode aprimorar a compreensão da percepção, da atenção e da memória.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
Compreender como estímulos do mundo real influenciam a tomada de decisão fornece insights essenciais para a validação de alvos em neurociência e farmacologia comportamental. Este método permite a redução de riscos mecanicistas ao isolar variáveis perceptivas que afetam o processamento cognitivo, apoiando a confiança preditiva no estágio inicial de descoberta. Ao comparar respostas a objetos tangíveis versus imagens, os pesquisadores podem avaliar a relevância translacional das entradas sensoriais em sistemas relevantes para doenças.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia Farmacêutica
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Valor Científico: Investigar se as vias neurais ativadas por objetos reais diferem daquelas ativadas por imagens, esclarecendo os mecanismos de engajamento do alvo.
- Valor Operacional: Permite a desmistificação biológica por meio da comparação controlada de formatos de estímulos em paradigmas de tomada de decisão.
- Valor Preditivo: Apoia a triagem de portfólios ao identificar se a modulação do alvo produz efeitos consistentes em estímulos ecologicamente válidos e artificiais.
Triagem e Desenvolvimento de Ensaios
- Valor Científico: Prepara sistemas biológicos validados para fluxos de trabalho posteriores, estabelecendo respostas de referência a estímulos reais versus estímulos imagéticos.
- Valor Operacional: Aborda a padronização e reprodutibilidade de ensaios por meio de condições de visualização rigorosamente controladas e luminância equivalente entre diferentes formatos.
- Escalabilidade: Destaca a reutilização da plataforma por meio de desenhos experimentais intercalados que permitem transições rápidas entre condições reais e imagéticas.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Continuidade Translacional: Descreve como a apresentação de estímulos no mundo real conecta a descoberta ao validação pré-clínica, testando mecanismos de visão naturalística.
- Alinhamento de Biomarcadores: Apoia o desenvolvimento translacional de biomarcadores quando associado a resultados de tomada de decisão, como disposição para pagar ou classificações de preferência.
- Avanço Ajustado ao Risco: Informa decisões de prosseguir ou interromper ao revelar se os efeitos alvo persistem sob condições ecologicamente válidas.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
Este método posiciona-se dentro do continuum de descoberta, desde a verificação de hipóteses na biologia inicial até a preparação de ensaios em triagem, apoiando a identificação de compostos ativos por meio de saídas comportamentais quantificáveis.
- Biologia do Descobrimento: Explica como o método apoia o teste de hipóteses ao isolar a variável independente do formato do estímulo (real versus imagem), controlando simultaneamente a aparência visual.
- Triagem: Descreve a prontidão do ensaio por meio de saídas quantitativas, como o comportamento de lances e as classificações de preferência, que permitem a comparação de compostos ou condições.
- Análise: Destaca medições como a disposição-a-pagar e as correlações com densidade calórica, que ajudam as equipes a comparar respostas induzidas por estímulos em diferentes condições.
- Pesquisa Translacional: Relaciona o método com a continuidade pré-clínica, demonstrando como estímulos com objetos reais podem modelar a visão naturalística em sistemas relevantes para doenças.
- Reutilização Corporativa: Apresenta o método como uma capacidade reutilizável para o estudo da percepção, atenção ou memória além da avaliação de alimentos, reduzindo custos redundantes de configuração.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Confiança preditiva na validação de alvos por meio da redução da ambiguidade mecanicista entre estímulos artificiais e naturais.
- Valor Operacional: Padronização, reprodutibilidade e escalabilidade alcançadas por meio de mesa giratória, máscara de abertura e roteirização intercalada de ensaios.
- Valor Estratégico: Decisões de prosseguimento ou interrupção melhores, eficiência do capital e redução do risco biológico em estágios avançados mediante a validação de alvos em condições ecologicamente válidas.
- Impacto no Portfólio: Priorização e decisões de avanço ajustadas ao risco com base na generalização ou não dos efeitos do alvo de imagens para objetos do mundo real.
Considerações sobre a Implementação
- Expertise científica necessária em design experimental, controle de estímulos e paradigmas de testes comportamentais.
- Necessidades de instrumentação e infraestrutura analítica, incluindo mesa giratória, diafragma ajustável, óculos de oclusão e sistemas de monitoramento sincronizados.
- Requisitos de padronização entre equipes para preparação de estímulos, equalização de luminância e elaboração de roteiros de ensaios entre laboratórios.
- Considerações de adaptação entre sistemas modelo, como variações no tamanho do objeto, alcance e modalidade sensorial (por exemplo, visão monoculare versus binocular).
- Limitações práticas, incluindo complexidade da montagem, degradação do estímulo ao longo do tempo e restrições quanto ao tamanho e peso do objeto devido à mecânica da mesa giratória.
