January 23rd, 2017
Суждения временного порядка могут быть использованы для оценки параметров скорости обработки информации и весов внимания и, таким образом, для вывода механизмов обработки внимания. Эта методика может быть применена к широкому спектру визуальных стимулов и работает со многими манипуляциями с вниманием.
Общая цель этого протокола — измерение параметров внимания и визуальной обработки для практически произвольных стимулов. Это достигается путем моделирования данных из суждений временного порядка, TOJ. В них участники оценивают порядок представления двух целей, полученные данные анализируются с помощью новой модели, которая позволяет измерить, как внимание влияет на скорость кодирования стимула.
Теория зрительного внимания Бундезена предусматривает различные варианты использования параметров, таких как вес внимания и скорость обработки информации. Как правило, они оцениваются в задачах отчета по элементам, где используются буквы или цифры, использование чего-либо, кроме букв или цифр, затруднительно и требует интенсивного обучения, поэтому выполняется редко. Например, трудно представить, как можно измерить визуальное восприятие и всплывающие дисплеи с помощью этого метода.
Поэтому мы предлагаем новый метод, основанный на TVA, который использует суждение о временном порядке, которое может быть проведено с почти произвольными стимулами. Суждения о временном порядке использовались для оценки внимания в течение долгого времени, но в сочетании с TVA они становятся более мощными, обеспечивая легко интерпретируемые параметры. В задаче суждения о временном порядке два стимула, обозначенные здесь как А и В, проявляются в тесной последовательности или одновременности.
Восприятие временного порядка может быть смоделировано с помощью модели независимых каналов. В такой модели существуют независимые каналы обработки для каждой мишени. Компаратор порядков отслеживает каналы и записывает подсчет, когда конкретная цель, в данном случае А, достигает ее раньше другой цели.
Прежде чем это будет продемонстрировано, мы кратко опишем форму, в которой обычно представляются экспериментальные данные. Относительная частота определенного типа суждений, в данном случае А, отображается в зависимости от SOA, временного интервала между презентациями двух целей. Теперь, при большом отрицательном SOA, здесь это означает, что стимул А приводит к возникновению, наиболее вероятно, что А приходит первым к компаратору.
Лишь в очень редких случаях стимул В приходит раньше. Таким образом, мы получаем точку данных, представляющую относительную частоту, близкую к единице. Для большого положительного SOA, т.е. отведений стимула B, компаратор регистрирует первые результаты A очень редко.
Таким образом, мы получаем точку данных, близкую к нулю. Если SOA равен нулю, цели представляются одновременно, и записывается точка данных на уровне вероятности в точке пять. Когда SOA изменяются в диапазоне значений, результирующая закономерность может быть описана с помощью психометрической функции.
Теперь, когда внимание направлено на стимул, в данном случае, на стимул А, он приходит раньше к компаратору, следовательно, показанный здесь для SOA zero, вероятность первых суждений А увеличивается. Это меняет всю психометрическую функцию. SOA, на котором красная кривая пересекает пятый уровень, часто используется для количественной оценки влияния внимания.
Временное самосуждение, по-видимому, является естественным способом оценки латентности восприятия, и с помощью этого метода были даны ответы на многие вопросы о влиянии внимания и восприятия времени. Тем не менее, у TOJ есть главная слабость, и это ее относительная природа. Временное автовосприятие может сказать нам, что стимул А воспринимается раньше стимула В, но оно не говорит нам, почему.
Это может быть связано с тем, что стимул А обрабатывается быстрее, или с тем, что стимул Б обрабатывается медленнее. Для увеличения объяснительной силы модель TOJ является производной от TVA, которая моделирует процессы кодирования визуальных стимулов. Предполагается, что в каждом канале кодирование происходит в соответствии с моделью экспоненциальной гонки TVA.
Вероятности кодирования каждой цели в течение определенного периода времени преобразуются в вероятность кодирования одной цели раньше другой. Восприятие временного порядка. Важно отметить, что два параметра скорости, унаследованные от TVA, позволяют ответить на такие вопросы, как: был ли стимул обработан быстрее, или это был стимул, который не сопровождался, который был замедлен?
В качестве альтернативы, ставки также могут быть выражены в виде относительных весов внимания. Подбирайте стимулы в соответствии с вопросом исследования. В общем, должна быть возможность показать две цели в разных местах на экране.
Далее в этом протоколе мы покажем результаты экспериментов с выдвижными дисплеями, естественными изображениями и буквенными целями. Вот пример того, как можно использовать пространство действия и объекты фона в природных изображениях. Фотография с обеими мишенями накладывается одна на одну без них.
Объекты практически удаляются за счет того, что верхнее изображение становится локально прозрачным. С помощью этой процедуры создаются изображения с обоими, отсутствующими и любым из двух объектов, чтобы установить TOJ с сначала фоном, сначала пространством действий и одновременным представлением. Чтобы спланировать план и размер выборки эксперимента, можно выполнить байесовский анализ степеней.
Многократное моделирование и сопоставление данных с предполагаемой моделью, планом эксперимента и гипотетическими параметрами. Для оценки мощности эксперимента используются пропорции симуляций, для которых достигнут критерий успешности, например, разница в весах внимания. Используйте конструктор экспериментов или библиотеку психофизических презентаций для реализации эксперимента.
Мы поставляем для конструктора экспериментов с открытым исходным кодом OpenSesame, для TOJ с буквами, цифрами и формами, в котором нужно указать только таблицу испытаний. Мы также предоставляем пример OpenSesame для TOJ с естественными изображениями. Для каждого условия создайте пробные версии для всех запланированных SOA.
Примеры распределений SOA показаны в репрезентативных результатах. Эти две цели определены как зонд и эталон. Эталон всегда отображается на нуле и является оставленной без присмотра целью, в то время как зондирующий стимул подвержен манипуляциям внимания.
В испытаниях с отрицательным SOA сначала предъявляйте стимул зонда, а после SOA — референтный стимул. В испытаниях с положительными СОА сначала предъявите эталонный стимул, а после задержки — зонд в соответствии с СОА. Для SOA, равного нулю, представьте обе цели одновременно.
В нейтральных условиях назначение зонда и референса произвольно, но необходимо для анализа данных. Создание повторов всех SOA. Рандомизируйте или систематически варьируйте влияния, которые не оказывают влияния, такие как местоположение стимула или целевая идентичность.
Количество повторений зависит от посещаемой мощности. В течение часа может быть представлено около 800 испытаний. Если требуется больше повторений, рассмотрите возможность разбить эксперимент на несколько сеансов.
Поприветствуйте участников и расскажите им об общей процедуре проведения эксперимента. Получите согласие на участие. Убедитесь, что зрение у них нормальное или скорректированное до нормального.
Обеспечьте тихую кабину для проведения эксперимента. Отрегулируйте стул, подбородок, клавиатуру и т. д., чтобы обеспечить оптимальные условия. Дайте участникам понять, что эксперименты требуют внимания и умственной концентрации и могут быть утомительными.
При необходимости попросите их делать короткие перерывы. Покажите на экране инструкции с подробным описанием презентаций и сбора ответов. Напомните участникам, что задача состоит в том, чтобы сообщать о воспринимаемом временном порядке целей и угадывать в испытаниях, где они вообще не могут сказать порядок.
Чтобы избежать движений глаз во время испытаний, попросите участников фиксировать центральный маркер всякий раз, когда он отображается на экране. Попросите их положить голову на подбородок. При необходимости попросите их сделать короткие перерывы.
Проведите короткую тренировку, состоящую из 10-20 попыток. Подтвердите, что участники поняли задание. Пусть объяснят.
Если у них больше нет вопросов, покиньте стенд и отправляйтесь на основной эксперимент. После преобразования данных по каждому судебному разбирательству в подсчет первых суждений по результатам расследования можно оценить параметры, запустив желаемую иерархическую модель Бейеса. После завершения процесса постройте график диагностики сходимости для всех параметров и подтвердите, что цепочки сошлись и обеспечивают достаточно большой эффективный размер выборки.
Затем нанесите график и оцените интересующие параметры. Примерные результаты показаны в следующем разделе этого видео. В первом эксперименте измерялось влияние визуальной заметности на скорость обработки информации.
Участники оценивали, какой из двух целевых сегментов линии, левый или правый, в фоновом узоре мерцал первым. В половине испытаний зонд был цветным всплывающим. Данные были подобраны с помощью модели TOJ, полученной из TVA, которая была описана ранее.
Польза от заметного стимула проявляется в состоянии внимания, например, при увеличении веса внимания в точке пять девять для зонда. В контрольных условиях, когда цель не была заметной, был получен нейтральный вес точки 5, следовательно, вес внимания зонда в состоянии внимания был достоверно выше. Ноль, никакой разницы, не входил в ИЧР 95 года.
Индивидуальные веса зонда и его референс показывают, что заметное преимущество стимула является результатом снижения скорости обработки незаметного стимула на 16 Гц. Возможно, выделяющаяся цель в какой-то степени подавляет обработку незаметной, и поэтому приносит относительную выгоду. Во втором эксперименте изучались преимущества внимания в пространстве действия, изображенном на естественных изображениях.
Для TOJ появилась ссылка на пространство действий, зонд и фоновые объекты. В контрольном эксперименте была зафиксирована базовая линия без преимуществ пространства действия с использованием перевернутых версий изображений, для которых нарушается восприятие компоновки сцены. Параметр posterius указывает на преимущество пространства действия в состоянии внимания.
Вес щупа выше, чем у нейтрального пункта пять. Любопытно, что это также обнаруживается в контрольном условии, предполагая, что инверсия изображения не устранила потенциальное преимущество в пространстве действия. Поэтому, скорее всего, преимущества вызваны такими факторами, как заметность или видимость, которые не устраняются инверсией сцены.
Возможность того, что экспериментальная мощность была слишком мала для обнаружения эффекта действия в пространстве, обсуждается в письменной части этого протокола. В третьем эксперименте используется периферийный сигнал, приводящий к большому эффекту в дополнительном параметре, который моделирует задержку между процессами кодирования. Этот эксперимент подробно рассмотрен в письменной части данного протокола.
В заключение, протокол в этой статье описывает, как проводить простые TOJ и подгонять данные на основе фундаментальной модели кодирования стимулов. В трех экспериментах мы показали, что результаты могут быть оценены в иерархической системе байесовской оценки. Мы обнаружили, что заметность всплывающих дисплеев приводит к увеличению веса внимания.
Кроме того, увеличение веса было оценено для космических объектов действия на естественных изображениях, однако из-за сохраняющегося преимущества, когда пространственные отношения нарушались путем демонстрации изображений вверх ногами, вполне вероятно, что еще одно преимущество внимания приводило к увеличению веса. Периферийный сигнал в третьем эксперименте привел к большому значению параметра, который моделирует дополнительную задержку между процессами кодирования. Преимуществами протокола являются простота задачи TOJ, которая может использовать практически произвольные стимулы.
Основательное теоретическое обоснование TVA и байесовская схема оценки. Несмотря на то, что значимость играет важную роль во многих исследованиях, лишь немногие из них пытались количественно оценить визуальную значимость. Тем не менее, количественная оценка визуальной значимости позволила бы нам сравнивать различные параметры элементов, такие как ориентация, цвет или движение.
В данной работе мы исследовали влияние цветового контраста на веса внимания формальной модели, полученной из TVA, что позволило нам измерить значимость количественно и психологически обоснованным способом. Для успеха этого протокола крайне важно, чтобы существовало только два стимула, которые генерируют временные сигналы в целевых местах. Явное моделирование дополнительных стимулов в TOJ, таких как периферические сигналы, является целью будущих исследований.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Этот протокол направлен на измерение параметров внимания и визуальной обработки с использованием суждений о временном порядке (TOJ). Участники оценивают порядок двух целевых объектов, что позволяет анализировать, как внимание влияет на скорость кодирования стимулов.
This protocol enables quantitative measurement of attentional weights and visual processing speed using temporal-order judgments, offering a mechanistic approach to de-risk target validation in early discovery. By extending Bundesen's Theory of Visual Attention to arbitrary stimuli, it supports assay development for phenotypic screening where traditional letter/digit-based methods fail. The hierarchical Bayesian framework provides group- and subject-level parameter estimates, enhancing predictive confidence in target engagement studies.
The method fits within the discovery continuum from hypothesis testing through lead identification, particularly when attentional modulation influences phenotypic assay outcomes or biomarker detection.