What is visual mental imagery and why is it important?

Visual mental imagery is the ability to conjure images in your mind's eye, allowing you to process visual material beyond your current viewpoint. This capacity supports important behaviors like visualizing routes when planning directions, imagining how objects might look if remodeled, and mentally rotating objects to consider how they fit into spaces or clear barriers.

How does the mental rotation paradigm measure visual mental imagery?

The mental rotation paradigm presents participants with rotated characters and asks them to distinguish whether each is a rotation of the original item or its mirror image. Participants respond as quickly and accurately as possible, with response time serving as the dependent variable. This procedure reveals how the brain simulates physical transformations of objects.

What stimuli are used in a mental rotation experiment?

Mental rotation experiments typically use letters and numbers, such as R, g, 4, and 7, printed in Helvetica Light font. Two versions of each character are created: the original and a flipped mirror image. Each character is then rotated by increasing increments of 15 degrees, starting at 0 degrees and ending at 180 degrees.

What does the relationship between rotation angle and response time reveal?

Response times increase proportionally with the degree of rotation, meaning participants respond faster to characters with little rotation and slower to those rotated the most. This pattern suggests that the brain simulates the physical transformations of objects, mentally rotating them step-by-step rather than instantly recognizing rotated versions.

How is a mental rotation experiment conducted with participants?

Participants are presented with test pages one at a time. An assistant starts a timer and says 'Go,' then the experimenter flips over a page. The participant reports their response, the timer stops, and the response time and answer are recorded. This procedure repeats for all trials, typically 52 pages, with responses and times documented on a response sheet.

What brain regions are active during mental rotation?

Functional magnetic resonance imaging shows enormous brain activity in the visual cortex and parietal lobe during mental rotation, areas typically involved in seeing. This indicates that the brain systems used to actually see visual stimuli are also used to imagine visual stimuli, demonstrating the neural overlap between perception and mental imagery.

Who benefits from strong mental rotation abilities and how are they identified?

Individuals exceptionally good at using mental imagery to guide actions, such as architects and mechanical engineers, excel at mental rotation tasks. The mental rotation paradigm effectively identifies people with strong visual thinking abilities about physical spaces. Researchers also use virtual reality to study how mental imagery supports spatial navigation and obstacle avoidance.

Мысленное вращение

0 просмотров05:56 мин

1. Стимульное проектирование.

Представьте стимулы для этого эксперимента — буквы и цифры, а также их зеркальные отражения (Рисунок 1) — в различных вращениях.

Рисунок 1. Пример стимулов для задания на вращение в уме. В верхних рядах показаны два символа (R и 4) и копия каждого из них. В нижнем ряду показано зеркальное отражение каждого из них (справа от каждой пары), а также повернутая версия каждого из них. Задача мысленного вращения включает в себя идентификацию повернутых версий знакомых персонажей и их отличие от повернутых версий их зеркальных отражений.
Используйте PowerPoint, Keynote или аналогичную программу для генерации стимулов.
Для этого эксперимента используйте прописную букву «R» и строчную букву «g», а также цифры «4» и «7».
В PowerPoint сделайте по одной копии каждого из четырех символов. Для этого эксперимента используйте шрифт Helvetica Light.
Сделайте вторую копию каждого персонажа и переверните их, чтобы получить зеркальное отражение каждого.
Сделайте по 12 копий каждого из четырех персонажей и их зеркальных отражений.
Поверните каждую из 12 копий с шагом возрастания на 15°. Оригинальная копия каждого из них — 0°, следующая — 15°, затем 30° и так далее, пока не будет 180°. Обратитесь к рисунку Рисунок 2, чтобы увидеть полный набор стимулов, использованных в этом эксперименте.

Рисунок 2. Полный набор стимулов для выполнения задачи на мысленное вращение. Четыре символа (3, R, 4 и g), каждый из которых сопряжен со своими зеркальными отражениями и поворачивается с шагом 15° от 0 до 180.
Из 13 вращающихся копий каждого стимула и его зеркального отражения сгенерируйте стимулы для каждой отдельной попытки. Пробная версия состоит из одного из четырех незеркальных изображений, напечатанных в верхней части страницы. Нижняя часть страницы содержит эту букву или цифру и ее зеркальное отражение при одном из 12 оборотов (Рисунки 3 и 4).
Сделайте страницу для каждой попытки эксперимента. Каждая из четырех цифр/букв содержит 13 пробных страниц, поэтому убедитесь, что всего их 52 страницы, и распечатайте их.
Пронумеруйте оборотные стороны страниц от 1 до 52. Номер на каждой странице — это числовой тег. Номер, которым помечена страница, не имеет значения. Тем не менее, при нумерации страниц также сделайте ключ, таблицу, которая сообщает о характере испытания на каждой странице и правильном ответе (слева или справа), чтобы ответы могли быть связаны с отдельными испытаниями позже. Создайте ключ так, чтобы он выглядел как таблица Excel с надписью «Ключ мысленного вращения» (Таблица 1).

Числовой тег	Персонаж	Угол	Правильный ответ
1	3	60	ПРАВО
2	g	75	ПРАВО
3	g	30	ПРАВО
4	g	60	ЛЕВЫЙ
5	g	165	ПРАВО
6	4	105	ЛЕВЫЙ
7	3	15	ЛЕВЫЙ
8	3	165	ЛЕВЫЙ
9	4	180	ЛЕВЫЙ
10	Р	15	ПРАВО
11	g	180	ПРАВО
12	g	45	ПРАВО
13	g	105	ПРАВО
14	3	45	ПРАВО
15	4	15	ЛЕВЫЙ
16	R	60	ЛЕВЫЙ
17	R	45	ЛЕВЫЙ
18	Р	150	ЛЕВЫЙ
19	g	0	ПРАВО
20	R	30	ЛЕВЫЙ
21	3	120	ЛЕВЫЙ
22	4	90	ЛЕВЫЙ
23	R	75	ЛЕВЫЙ
24	4	135	ПРАВО
25	3	180	ЛЕВЫЙ
26	4	45	ЛЕВЫЙ
27	Р	90	ПРАВО
28	4	0	СЛЕВА
29	4	120	ЛЕВЫЙ
30	3	135	ПРАВО
31	Р	135	ЛЕВЫЙ
32	3	30	ЛЕВЫЙ
33	4	75	ЛЕВЫЙ
34	3	105	ЛЕВЫЙ
35	3	150	ЛЕВЫЙ
36	R	105	ПРАВО
37	4	60	ПРАВО
38	4	30	ЛЕВЫЙ
39	R	120	ПРАВО
40	R	180	ПРАВО
41	g	135	ПРАВО
42	3	0	ЛЕВЫЙ
43	3	90	ЛЕВЫЙ
44	4	150	ПРАВО
45	4	165	ЛЕВЫЙ
46	3	75	ПРАВО
47	R	165	ЛЕВЫЙ
48	g	90	ПРАВО
49	g	150	ПРАВО
50	g	15	ЛЕВЫЙ
51	R	0	ПРАВО
52	g	120	ПРАВО

Таблица 1. Пример ключа, который сообщает о характере судебного разбирательства на каждой странице и правильном ответе (слева или справа).

Рисунок 3. Образец тестовой страницы для одного испытания эксперимента с мысленным вращением. Участник должен сообщить, является ли персонаж слева или справа (под линией) повернутой буквой «R» (в отличие от ее зеркального вращения).

Рисунок 4. Образец тестовой страницы для одного испытания эксперимента с мысленным вращением. Участник должен сообщить, является ли персонаж слева или справа (под линией) повернутой цифрой «4» (в отличие от ее зеркального вращения).

Для того, чтобы связать результаты с содержанием каждого испытания, необходимо место для записи результатов, поэтому создайте еще одну таблицу со столбцом для номера испытания, столбцом для номерного обозначения этого испытания, столбцом для данного ответа (правого или левого) и столбцом для времени, которое требуется участнику для подготовки ответа. Распечатайте этот лист ответов.
Кроме того, создайте демонстрационную страницу, чтобы использовать ее для объяснения инструкций. Пусть он покажет пример одного из персонажей, его зеркальное отражение и несколько примеров персонажа при одном из вращений. Обозначьте его четко (Рисунок 5).

Рисунок 5. Инструкция. На этом листе представлен один из персонажей, его зеркальное отражение и вращение каждого из них, чтобы облегчить объяснение процедуры участнику.

В дополнение к печатным версиям пробной и демонстрационной страниц, приобретите секундомер для эксперимента, а также полезно иметь помощника, который поможет с таймингом и записью ответов.

2. Порядок действий.

Используйте демонстрационную страницу, чтобы объяснить участникам инструкции: «В этом эксперименте будет исследована ваша способность вращать объекты с помощью визуальных образов. В каждом испытании вам будет предложено решить, какое из двух изображений является повернутой версией знакомой цифры или буквы. Альтернативой будет зеркальное вращение той же цифры или буквы. Вот один из примеров: число 3. А вот его зеркальное отражение. В пробной версии вы увидите оригинальную тройку, а также что-то вроде двух примеров внизу страницы, повернутую тройку и вращение ее зеркального отражения. Вы скажете «левый» или «правый», чтобы указать, какой из них вы считаете оригиналом. Вы должны реагировать как можно быстрее, не жертвуя точностью. Другими словами, отвечайте сразу, как только вы будете уверены в ответе, но не раньше."
Перемешайте 52 тестовые страницы, чтобы рандомизировать порядок. После перетасовки введите номера испытаний в том порядке, в котором они будут представлены на листе ответов.
Начните эксперимент. Положите стопку страниц лицевой стороной вниз между экспериментатором и участником так, чтобы числовые теги были обращены вверх.
Попросите помощника держать секундомер.
Во время каждой попытки попросите помощника сказать «Иди», когда он запустит таймер. По этому сигналу переверните страницу для этой пробной версии. Пусть участник изучит страницу и скажет «вправо» или «влево», чтобы указать, какой символ является ответом на это испытание.
Когда участник сообщит об ответе, попросите помощника остановить таймер. Затем запишите время ответа и ответ на листе ответов.
Повторите эту процедуру для всех 52 испытаний.

3. Анализ.

Когда эксперимент будет завершен, проанализируйте данные.
Введите рукописные номерные бирки, ответы и время ответа в цифровую копию листа ответов и сохраните его под новым именем, например, "Участник 1 MR ответы" (Таблица 2).

Пробная версия #	Числовой тег	Ответ дан	Время отклика	Числовой тег2	Персонаж	Угол	Правильный ответ	Ответ правильный?
4	1	ПРАВО	4876	1	3	60	ПРАВО	1
38	2	ПРАВО	6758	2	g	75	ПРАВО	1
40	3	ПРАВО	3579	3	g	30	ПРАВО	1
26	4	ЛЕВЫЙ	8752	4	g	60	ЛЕВЫЙ	1
10	5	ПРАВО	6494	5	g	165	ПРАВО	1
49	6	ЛЕВЫЙ	6587	6	4	105	ЛЕВЫЙ	1
16	7	ЛЕВЫЙ	3434	7	3	15	ЛЕВЫЙ	1
45	8	ЛЕВЫЙ	9172	8	3	165	ЛЕВЫЙ	1
35	9	ЛЕВЫЙ	1856	9	4	180	ЛЕВЫЙ	1
17	10	ПРАВО	6818	10	R	15	ПРАВО	1
12	11	ПРАВО	4797	11	g	180	ПРАВО	1
5	12	ПРАВО	5378	12	g	45	ПРАВО	1
21	13	ПРАВО	3301	13	g	105	ПРАВО	1
25	14	ПРАВО	1393	14	3	45	ПРАВО	1
33	15	ЛЕВЫЙ	3937	15	4	15	ЛЕВЫЙ	1
42	16	ЛЕВЫЙ	5827	16	R	60	ЛЕВЫЙ	1
31	17	ЛЕВЫЙ	6004	17	R	45	ЛЕВЫЙ	1
9	18	ЛЕВЫЙ	6174	18	R	150	ЛЕВЫЙ	1
46	19	ПРАВО	6619	19	g	0	ПРАВО	1
3	20	ЛЕВЫЙ	2276	20	Р	30	ЛЕВЫЙ	1
18	21	ЛЕВЫЙ	4176	21	3	120	ЛЕВЫЙ	1
28	22	СЛЕВА	7819	22	4	90	ЛЕВЫЙ	1
24	23	ЛЕВЫЙ	7368	23	Р	75	ЛЕВЫЙ	1
6	24	ПРАВО	4984	24	4	135	ПРАВО	1
47	25	ЛЕВЫЙ	4495	25	3	180	ЛЕВЫЙ	1
7	26	ЛЕВЫЙ	5476	26	4	45	ЛЕВЫЙ	1
50	27	ПРАВО	7919	27	Р	90	ПРАВО	1
27	28	ЛЕВЫЙ	7182	28	4	0	ЛЕВЫЙ	1
48	29	ЛЕВЫЙ	5793	29	4	120	ЛЕВЫЙ	1
13	30	ПРАВО	8986	30	3	135	ПРАВО	1
36	31	ЛЕВЫЙ	9457	31	R	135	ЛЕВЫЙ	1
11	32	ЛЕВЫЙ	7903	32	3	30	ЛЕВЫЙ	1
29	33	ЛЕВЫЙ	9703	33	4	75	ЛЕВЫЙ	1
51	34	ЛЕВЫЙ	9565	34	3	105	ЛЕВЫЙ	1
1	35	ЛЕВЫЙ	9341	35	3	150	ЛЕВЫЙ	1
8	36	ПРАВО	2849	36	R	105	ПРАВО	1
52	37	ПРАВО	2355	37	4	60	ПРАВО	1
2	38	ЛЕВЫЙ	2094	38	4	30	ЛЕВЫЙ	1
32	39	ПРАВО	7338	39	R	120	ПРАВО	1
43	40	ПРАВО	5431	40	R	180	ПРАВО	1
37	41	ПРАВО	2734	41	g	135	ПРАВО	1
19	42	ЛЕВЫЙ	5978	42	3	0	ЛЕВЫЙ	1
14	43	ЛЕВЫЙ	3305	43	3	90	ЛЕВЫЙ	1
22	44	ПРАВО	5273	44	4	150	ПРАВО	1
41	45	ЛЕВЫЙ	4472	45	4	165	ЛЕВЫЙ	1
23	46	ПРАВО	2353	46	3	75	ПРАВО	1
34	47	ЛЕВЫЙ	8211	47	Р	165	ЛЕВЫЙ	1
20	48	ПРАВО	2049	48	g	90	ПРАВО	1
44	49	ПРАВО	9719	49	g	150	ПРАВО	1
39	50	ЛЕВЫЙ	9562	50	g	15	ЛЕВЫЙ	1
15	51	ПРАВО	1282	51	R	0	ПРАВО	1
30	52	ПРАВО	3548	52	g	120	ПРАВО	1

Таблица 2. Пример заполненного листа ответов.

Откройте ключ ответа и отсортируйте по числу. Вырежьте и вставьте содержимое ключа ответа в таблицу с ответами участников, чтобы теперь были столбцы, сообщающие как об ответах и времени отклика участника, так и о деталях каждого испытания.
Добавьте еще одну колонку в конец листа с надписью "Ответ правильный?" Сравните полученный ответ с правильным ответом в каждой строке и введите 1 в строке "Правильный ответ", если ответ был правильным, или 0, если это не так.
Подведите итоги. Усредните столбец «Ответ правильный?», чтобы увидеть общую долю испытаний с правильными ответами. Он должен быть очень высоким или идеальным для большинства участников. Усредните столбец времени отклика, чтобы получить представление об общем времени отклика. Этот столбец также может быть усреднен при фильтрации по букве в испытании и/или ориентации письма.

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Источник: Лаборатория Джонатана Фломбаума — Университет Джона Хопкинса

Визуальные ментальные образы относятся к способности вызывать образы в своем во…