6.11: Эффект перевернутой грани

1. Оборудование и стимулы

1. Для этого эксперимента требуется компьютер и программное обеспечение для создания сценариев экспериментов.
2. Кроме того, для эксперимента требуется относительно большой набор изображений лица, желательно с аналогичными условиями освещения и без эмоциональных выражений. Многие базы данных таких изображений находятся в свободном доступе в Интернете для исследовательских целей. Хорошим ресурсом является база данных лиц Массачусетского технологического института: http://web.mit.edu/emeyers/www/face_databases.html#oulu

2. Дизайн

1. Соберите набор из 80 изображений лица. Разделите их пополам, на две группы по 40 штук. Используйте одну группу в той части эксперимента, которая связана со случайным воздействием, и оставьте другую группу для использования в качестве фона в тестовой части.
   1. Обратите внимание, что ваши две группы должны иметь одинаковые относительные пропорции мужчин и женщин. Другими словами, если в одной группе из 40 мужских лиц 25 мужских лиц, то и в другой должно быть 25.
2. Программа случайного воздействия
   1. Первая часть эксперимента включает в себя случайное знакомство участника с набором из 40 лиц с помощью задания на прикрытие.
   2. Эксперимент начинается с экрана «Готово». Нажатием клавиши пробела начинается экспозиция.
   3. После нажатия клавиши пробела каждая из 40 граней отображается по одной в течение 1 с. После каждого изображения появляется экран с надписью «Мужчина/Женщина?». (Задача прикрытия для участника состоит в том, чтобы сообщить, было ли лицо мужским или женским.)
   4. Настройте программу на переход к следующему лицу после того, как участник нажмет клавишу M или F (соответствующую Male и Female). На рисунке 1 показана последовательность событий в фазе воздействия эксперимента.
   5. На этом этапе эксперимента в общей сложности 40 попыток, по одному для каждого лица в наборе.

Рисунок 1. Методы для парадигмы памяти случайного кодирования, предназначенные для демонстрации эффекта инвертированного лица. Эксперимент состоит из двух частей. В первой части, называемой фазой случайного кодирования, участники наблюдают за набором из 40 лиц, одно за другим, и их просят просто сообщить, является ли каждое лицо мужским или женским. На втором этапе участнику проводится неожиданный тест на память. В каждом испытании два лица показаны бок о бок. Одно из каждой пары является одним из лиц, показанных на этапе кодирования, а другое, называемое фольгой, является новым лицом, никогда ранее не видимым наблюдателем. Задача состоит в том, чтобы с помощью клавиш со стрелками вправо и влево указать, какое лицо в каждой паре является тем, которое было замечено ранее. Важно отметить, что половина пар лиц изображена вверх ногами. Мерой интереса является точность отчета для лиц, расположенных правой стороной вверх по сравнению с перевернутыми гранями. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.

3. Программа тестового этапа
   1. Тестовая часть эксперимента также включает в себя 40 попыток.
   2. Для каждой попытки случайным образом выберите одно из старых лиц и одно из ранее зарезервированных лиц (того же пола). Поместите одну в левой части экрана, а другую — в правую.
   3. Задача состоит в том, чтобы участник указал клавишей со стрелкой влево или вправо, какое из лиц в паре было замечено ранее.
   4. Ключевая манипуляция заключается в том, что в половине судебных процессов два лица представлены вверх ногами.
   5. Случайным образом смешивайте испытания вверх ногами и справа вверх ногами.

3. Запуск эксперимента

1. Прежде чем начать эксперимент, рекомендуется спросить участника, есть ли у него какие-либо известные нарушения или трудности со зрением, и, в частности, считает ли он, что испытывает трудности с узнаванием людей.
2. Посадите участника на расстоянии 60 см от монитора презентационного компьютера.
3. Объясните участнику фазу кодирования следующим образом, не упоминая о предстоящем этапе тестирования:
   1. "Это эксперимент по восприятию лица. В каждом испытании вы будете видеть одно лицо в течение одной секунды, а затем экран, на котором вас попросят определить пол лица, которое вы только что видели. Нажмите клавишу M для папы и клавишу F для папки. Задача может показаться очень простой, поскольку мы проводим исследование с несколькими экспериментами, некоторые из которых включают в себя легко идентифицируемые стимулы, а некоторые — более сложные стимулы, измененные с помощью цифровых технологий. Результаты, взятые вместе, помогут нам понять черты лица, используемые для распознавания пола лица. Независимо от того, кажется ли вам это легким или трудным, пожалуйста, сделайте все возможное. Есть только 40 испытаний, и на их выполнение уйдет менее пяти минут."
4. Запустите программу и встаньте рядом, пока участник завершает эту фазу эксперимента.
5. Когда участник закончит, скажите следующее:
   1. "Спасибо, что завершили эту часть исследования. Я хотел бы, чтобы вы сейчас провели второй эксперимент, который также будет длиться всего пять минут. В каждом испытании вы увидите два лица, одно в левой части экрана, а другое в правой. Одно из лиц в каждой паре будет одним из тех, которые вы только что видели, а другое будет новым лицом, которое не появлялось в задаче на суждение, которую вы только что выполнили. Теперь ваша задача состоит в том, чтобы определить «старое» лицо, которое появилось в задаче на суждение. Используйте клавишу со стрелкой влево для обозначения лица слева и клавишу со стрелкой вправо для лица справа. В некоторых испытаниях эти два лица показаны вверх ногами. Это не имеет значения — ваша задача всегда состоит в том, чтобы сделать все возможное, чтобы идентифицировать лицо, которое, как вам кажется, вы уже когда-то видели."
   2. Подождите, пока участник завершит тест на память.

Мы не пытаемся обнаруживать и узнавать лица – это просто происходит, случайно.

Впечатляет то, что для успешного распознавания сложные и требовательные вычисления должны выполняться в специализированных сетях мозга для интеграции отдельных элементов в единое лицо.

В то время как распознавать лица правой стороной вверх относительно легко, идентифицировать их в перевернутом положении гораздо сложнее, хотя это не относится к другим видам визуальных объектов.

Это часто называют эффектом перевернутого лица, и оно используется в экспериментах, предназначенных для изучения того, как распознавание лиц происходит как в когнитивном плане, так и в мозге.

В этом видео будет показано, как проектировать и выполнять, а также как анализировать и интерпретировать эксперимент, исследующий эффект перевернутого лица с помощью парадигмы памяти случайного кодирования.

В этом эксперименте участников просят оценить мужские и женские лица в двух различных фазах: случайное воздействие и тестирование.

Во время первой части, посвященной случайному воздействию, участнику демонстрируется набор из 40 лиц, по одному в течение 1 секунды каждое.

После отображения каждого изображения участнику предлагается сообщить, мужчина это или женщина, сделав соответствующее нажатие клавиши. Этот процесс имитирует нашу естественную способность обрабатывать лица — кстати, сами того не осознавая.

Затем, на втором, тестовом этапе, участнику показывают два лица рядом. Один из них выбирается случайным образом из части случайного воздействия, а другой, называемый фольгой, подходит по половому признаку и никогда ранее не встречался участником.

Лица в тестовом периоде также случайным образом перемешаны, причем половина из них перевернута вверх ногами, а другая половина — правой стороной вверх. Участника просят указать, кто из них был замечен ранее.

В этом случае зависимая переменная — это количество правильно идентифицированных лиц — простая мера точности памяти — в вертикальной и перевернутой ориентации.

Ожидается, что участники будут лучше вспоминать ранее увиденные лица, когда они показаны в вертикальном положении, а не в перевернутом положении. Низкая производительность при идентификации перевернутых граней известна как эффект перевернутой грани.

Прежде чем начать эксперимент, убедитесь, что у участника нет каких-либо известных нарушений зрения или трудностей с узнаванием людей.

Для начала посадите участника на расстоянии 60 см от презентационного компьютера. Объясните инструкции для фазы случайного воздействия, не упоминая о предстоящем этапе испытаний.

Начните программу и встаньте рядом, пока участник выполняет первую фазу эксперимента и завершает 40 попыток за 5 минут. Обратите внимание, что они видят одно лицо в течение 1 секунды, и определяют пол лица, нажимая клавишу «M» для мужчины или «F» для женщины.

После начальной фазы поблагодарите участника за завершение этой части исследования и сообщите ему инструкции для следующей фазы тестирования.

Снова запустите программу и встаньте рядом, пока они завершают вторую фазу памяти из 40 попыток. Обратите внимание, что в этой части участник нажимает клавишу со стрелкой влево или вправо, чтобы указать, какое лицо было замечено ранее.

Чтобы проанализировать данные, просто рассчитайте долю правильно идентифицированных лиц и отобразите результаты точности памяти по типу испытания: вертикальное или перевернутое.

Обратите внимание, что для большинства визуально нормальных участников точность намного выше при идентификации вертикальных лиц, а не перевернутых, демонстрируя эффект перевернутого лица.

Плохая производительность инвертированных устройств (почти случайность) предполагает, что специализированные механизмы обработки данных настроены таким образом, чтобы воспользоваться тем фактом, что они почти всегда работают в вертикальном положении.

Теперь, когда вы знакомы со сложностью, связанной с обработкой инвертированных лиц, давайте рассмотрим дополнительные сценарии исследования, в которых может быть применен этот эффект.

В исследованиях нейровизуализации использовался эффект перевернутого лица для идентификации областей мозга, участвующих в специализированной обработке лица.

Вертикальные лица вызывают более сильный нейронный ответ в веретенообразной области лица, чем перевернутые, что позволяет предположить, что перевернутые лица не могут задействовать специализированные нейроны, обрабатывающие лицо.

Кроме того, повреждение головного мозга может привести к расстройству, известному как прозопагнозия – неспособность распознавать лица, в том числе свои собственные.

Эта задача часто используется для диагностики лицевой слепоты, поскольку прозопагностические люди обычно испытывают такие же трудности с идентификацией лиц правой стороной вверх, как и с лицами, которые перевернуты.

Вы только что посмотрели введение JoVE в эффект перевернутого лица. Теперь у вас должно быть хорошее понимание того, как планировать и проводить этот тип эксперимента, реализуя кодирование ряда лиц и извлекая знакомые лица по памяти. Вы также должны знать, как анализировать и интерпретировать результаты.

Спасибо за просмотр!