视觉工作记忆与延迟估计的精度

Cognitive Psychology

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Overview

资料来源: 实验室的乔纳森 Flombaum — — 约翰 · 霍普金斯大学

人类的记忆是有限的。纵观其历史,实验心理学有重点查处离散、 定量内存限制的 — — 一个人能记得多少单独的信息片段。最近,实验心理学家也成为兴趣更多的定性限制 — — 如何精确地存储信息?

内存精度的概念可以一次直观和难以捉摸。它是直观的例如,想一个人可以记住他们的母亲如何精确地听起来,使它能够通过电话或在人群中认出自己的母亲。但一个如何可以量化的精度,这种内存吗?到底如何类似是内存本身的声音?

学习记忆和工作记忆的精度,特别是实验心理学家发明了称为延迟估计范式。它已被用于最经常的是,到目前为止,研究视觉记忆的精度,尤其是记忆的颜色,并了解如何记忆消退的越多你设法记住一次。该视频演示了调查工作内存使用的颜色的精度标准程序延迟估计,重点放在内存如何影响作为一个试图同时记住更多的对象的颜色。

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 认知心理学精要. 视觉工作记忆与延迟估计的精度. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Procedure

1.刺激设计。

选择颜色的颜色,工作记忆实验,对实验的成功至关重要。它是重要的是选择驻留在相同的心理颜色圆形,所以都有相同的亮度,通过驻留在同一平面和同样的对比,身为等距的背景色的颜色的颜色。身体上,可感知的颜色被涉及一种线性尺寸,从表面反射光的波长。但是,感知,颜色空间 — — 中颜色精神如何体现的关系 — — 非直线。即使在最早的年龄,孩子们被教导要思考颜色"圈"和"环"。

在这个视频中,每个实验的审判可分为三个部分 (图 1): A 部分,样品阶段,其中八分之一的 180 种颜色是随机抽取,提出了一种在展示中,每 500 毫秒; 的小方格内第二部分、 延迟,样品在哪里消失和参与者面临 900 毫秒; 空白显示和 C 部分,测试,与全彩环一起一个空的广场,出现。参与者的任务是,回忆看到样品阶段 (A 部分) 的颜色,该颜色环上的用鼠标点击。

Figure 1
图 1。延迟估计过程。在每个试验中,180 的个别颜色 (示例) 之一显示为 500 毫秒,显示就会变为空白 900 毫秒,然后参与者必须报告通过鼠标点击的记忆的样本颜色颜色环上。

  1. 选择单个颜色作为刺激与尝试一大套。
    1. 请确保颜色有相同的亮度 (光的强度) 和同样的对比的背景以防止任何一种颜色被自然比任何其他更有纪念意义。
    2. 在选择颜色时,引用 CIELAB,这是国际标准化的方式描述感知颜色空间中三个维度。这使得它容易选择具有合适属性的颜色。
    3. 选择在一起,围成一个圆圈的颜色与背景色为中心的那个圈子。大多数实验包括 180 个人的颜色,每个都有相同的亮度,但不同的色相 (图 2)。

Figure 2
图 2。包括 180 个人色彩的彩铃。环呈现示 CIELAB 空间。所有样品都具有相同的 L * 坐标值,大致意思,他们都有相同的亮度。(准确地显示在灰色) 环的中心点是消色差的点,作为样品的颜色,但不是色度值相同的亮度 (,与 * 和 b * 坐标等于零)。180 的单个颜色样本会发生变化的角度 * 和 b * 值,指定蓝色/黄色和洋红色/绿色生产每个个别的颜色及其比例的混合物。

2.程序。

  1. 在开始之前,指示参与者要记住刺激和它们的颜色。每次试验,在 500 毫秒显示中显示一至八的 180 种颜色。
    1. 随机,每次试验选择的颜色和呈现每个小正方形,占领约 1 ° 的视角中的颜色。这些正方形是样品的刺激。
    2. 请确保每个审判具有 1 到 8 个正方形。总体来看,实验应该有 60 试验,每个都有 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 和 8 样品广场。这使得共 480 试验。
    3. 除了 480 的试验中,与 10 个实践的试验就开始做实验。第一次五应该只有 1-2 样本项目得到参与者驯化。
      1. 在实验开始,解释对参与者的说明如下:"在这个实验中,我们要学习如何精确地人们记住颜色。每次试验中,你将会看到大量的同时给出了在不同颜色的方块。你的工作是来尝试方形正是你可以记住每个颜色。大约半秒钟后,广场会消失。请他们牢记。然后在此基础上,将探测的位置的广场之一,,你的工作是要报告广场,只是在那个位置在色轮上的颜色。我们会做 10 实践试验,以让你习惯的一切。自由提问,如果你有任何的感觉。做最好的自己,,如果你感到不确定,只是猜测。
  2. 示例广场消失后,是 900 女士这是延迟期,在此期间参与者需要保持他们的记忆对于刚才所见,因为他们不再是目前在显示的样本项目空展示。
  3. 延迟期之后测试: 首先从样本显示随机选择的项目之一。
  4. 在它原本是在哪里的地方,画一个黑色的正方形的轮廓。这是该探测器。它告诉参与者哪一项从内存调回。
  5. 随着探头,呈现的颜色从选出的彩铃。
  6. 指示参与者点击戒指作为较为接近的颜色,他们能记得为探测的示例项目。
    1. 在每个测试试验中,目前环中不同随机旋转,所以参与者不能联想到特定的颜色空间的特定部分。
    2. 请务必向参与者解释是否他们觉得不确定答案在任何审判上,他们自己去猜。离开目前的测试显示,直到作出回应,审判结束时,参与者点击彩铃。
  7. 有关每个审判尽可能存储尽可能多的数据。很多事情是关键在这个实验中的输出文件:
    1. 创建电子表格上的输出文件。在工作表中的每一行反映了给定的试验。
    2. 至关重要的是,记录如下: 样本数目项审判、 探测项目,真实颜色和颜色选择作为响应的参与者。面对这些数据,可以稍后计算的真实和反应颜色的角区别。

3.分析。

  1. 为每个审判,计算角响应错误。
    1. 计算每项试验的正确反应和给出,之间的颜色数目,然后这个数字乘以 2,因为 2 ° 分隔每个颜色。其结果是每个审判的角误差。
    2. 这使电子表格中的列。
  2. 跨所有试验 (假设下,有没有任何一种颜色来产生平均角误差大于任何其他理由) 平均在一起的角误差。这个结果在不同角度误差 (图 3) 的频率分布。请注意,分布的均值为零,它正态分布的。
  3. 从角误差的分布,计算的精度,工作记忆的颜色。

Figure 3
图 3。频率的角度误差,倒塌跨所有试验,对实验课。错误应该呈正态分布,以零为中心 — — 指示的平均答案正确的反应。变异的分布,具体来说,标准偏差,可用于估计记忆的精确度。

实验心理学家使用延迟的估计范式来评估精度的视觉记忆,和这种记忆如何降低更多的人尝试记得一次。

一方面,人类的记忆被受到信息个人能记住多少物品,他们需要进货储藏室意义,这是定量限制件数。

内存也可以在其精度有限。例如,一个人可以识别他们的母亲在电话上,因为他们记得听到她的声音。然而,个人的"存储"记忆的自己母亲的声音可能不完全比其实际的、 有形的声音。因此,内存也可以定性地有限。

延迟的估计范式提供了方法来评估这些定量和定性的内存限制之间的关系。

该视频演示方法调查视觉工作记忆,包括如何设计经济刺激计划和执行实验涉及延迟的估计范式,以及如何分析和解释结果的精度。

在这个实验中,颜色提供了理想的刺激,以评估精度的视觉工作记忆,弱智参加称为彩铃连续、 非线性谱。

参与者被要求执行几项试验,在此期间,他们必须记住颜色刺激。每个这些试验包括三个阶段: 样品、 延迟和测试。

在样品阶段,随机颜色的广场出现在屏幕上为 500 女士广场,然后消失了,留下一个空白的屏幕。

通过这一延迟阶段,参与者把重点放在空屏幕 900 毫秒,藉以样品颜色必须记住。

在最后的测试阶段,探针广场勾勒成黑色并缺乏颜色-出现在之前所示的彩色框相同的位置。

同时,与会者显示组成的 180 种不同颜色的彩色环并要求选择该区域的最接近于原始样品颜色的彩铃。

注意,彩铃总是出现在一个随机的方向,确保参与者无法将屏幕上的特定区域联某些颜色。

增加任务难度,彩色框中每个审判所示的内存负载编号-多种多样的从 1 到 8。

然后是工作记忆颜色精度自变量-参与者如何准确记住的颜色或颜色显示样品阶段。

对于给定的样本颜色,预计与会者将会发生变化"真实"的颜色范围,但很少选择截然不同的颜色。

作为内存负载的增加,精度的颜色工作记忆也可能下降。

首先,选择一组 180 颜色与不同的色调,在一起形成了一个颜色环。检查这些颜色表现出相同的光照强度和对比度与背景颜色在屏幕上;这确保在审判期间没有单一的颜色会向参与者更令人难忘。

当参与者到来时,给他们一台电脑和解释的实验程序。

强调,当屏幕的特定区域进行了探讨,只有框的颜色,出现早,应选择相同的位置。此外,指导参与者想如果他们不能确定的一种探测的样品颜色。

为了保证与会者了解任务,使他们能够执行十实践试验。

一旦参与者理解的指示,让他们完成 480 的试验中,与同等数目的试验的一个和八个之间的内存负载情况。

为每个审判记录内存负载、 样品盒,真实的色彩和参与者选择后的延迟期的颜色。

独立的颜色,每个示例中所示的数据进行分析,探讨在审讯中,计算角误差距离在度之间的真实和空房的反应颜色颜色环上。

如果参与者记住后延迟期的示例框中的确切颜色,角误差应为零。

试验处理的相同的内存加载每个组,创建频率分布曲线,误差角绘制在 X 轴和 Y 轴上的频率。

一旦生成了频率分布曲线,计算出值围绕平均值的标准偏差传播-为每个。

采取逆的标准偏差来生成一个值,表示记忆的精确度。如果此值很大,这是记忆的指示性被精确的试验组。

如果要可视化的数据,绘制计算的内存精度值作为函数的内存负载。请注意,随着负载的增加,记忆的精确度往往下降,这表明受试者可以一次,记住多少东西之间进行权衡和精确程度,他们可以存储此信息。

现在,你知道如何设计和执行使用延迟的估计实验,让我们看看如何研究人员当前正在使用这种范式来逗分开不同方面的视觉记忆。

到目前为止,我们已经讨论了如何延迟的估计已被用来评估短期工作记忆,参与者不得不只简要地存储一块单审判的颜色信息。然而,研究人员还调查长期颜色记忆这个范例,相当长时期内对它进行评估。

此外,这种模式还可以用于比较不同个体之间的视觉记忆的精度,例如,基于视觉的专业人员,如室内设计师和潜在少视觉的学科,如律师或医生。

最后,虽然研究人员通常使用延迟的估计范式来评价记忆的颜色,它亦可受雇在神经认知评估的其他类型的视觉工作记忆一样,属于形状。

你刚看了延迟估计的朱庇特的简介。我们已经回顾了如何执行这种方法,以及收集和分析参与者颜色内存数据。重要的是,我们已经注意到这种技术可以如何帮助理解如何定性的人性化色彩内存限制的可以受定量因素。

谢谢观赏 !

Results

每次试验的原始数据是响应颜色和真实目标颜色。这意味着每次试验响应的准确性可以量化上正确的答案和给定的回答之间的角的差别。颜色 — — 包括目标和任何应对措施 — — 构成了一枚戒指,总面积 360 °。当给出的答案是完全正确的角误差为零,的最大可以永远是 358 °。

因为所有的颜色有同等的亮度和对比度,反应可以折叠整个颜色目标 — — 就像他们将在一个单一的颜色重复了很多次 (图 4) 的假想案例进行了分析。参与者不总是应对正是那种颜色。他们也不会有那些非常不同,所以期待是完全正确的颜色最常选择的回答。颜色很相似,这应该选择少,但仍然频繁。非常不同的颜色应该几乎从来没有被选中。这种模式可以用正态分布数学描述 — — 一个钟形曲线。正确的答案应该是平均响应过许多试验,但由于不精确性在内存中,应该也有一些传播 — — 量化蔓延共计量化精度的颜色工作内存 (图 4)。

Figure 4
图 4。假设每次试验相同的颜色特征的假设分析。假如蓝色标记"实际目标颜色"内存目标了许多试验,人们会期望那种颜色以获得最响应 (,响应频率最高),大致的正态分布,为附近的蓝调。换句话说,人们应该期待正态分布与实际目标分布的平均数。在分布变异可以供应记忆的精确度测定。

换句话说,角误差共计颜色不可知论者方法来描述每个响应的准确性。

分布的标准偏差是最常使用的措施,来描述响应的传播。大的标准偏差是指分布有大量的传播和变异,反映了相对不很精确的响应。小的标准偏差反映了紧分布和精确的记忆。这种方式,大量反映不精确性和小数字反映精度,所以科学家们经常使用的标准偏差 (一个除以标准偏差) 逆量化精度。现在,大量指定精确的回忆,和小数字指定精确的记忆。

这个实验进行时,研究者通常计算所述,只是记忆的精确度,但独立的内存负载,这是指在审判中的颜色方块的数量。

与更高的内存负载情况,精度趋于衰落 (图 5),这表明多少的事情,一个人可以在内存中存储和精确程度,他们可以存储那些东西之间的折衷。

Figure 5
图 5。作为一种记忆功能内存精度负荷,颜色样本,请记住在给定的试验数目。注意到精密的单位是逆度,(1 °),因为角响应误差和标准差的单位是度。

Applications and Summary

延迟的估计是一个相对较新的范式实验心理学,尽管它已成为迅速有影响力。除了调查内存容量和精度之间的权衡,可以用比较等颜色工作记忆相比颜色长期记忆,记忆系统的精度,个人比较精度。例如,室内装修或画家往往有更精确的记忆的颜色比律师或医生吗?

1.刺激设计。

选择颜色的颜色,工作记忆实验,对实验的成功至关重要。它是重要的是选择驻留在相同的心理颜色圆形,所以都有相同的亮度,通过驻留在同一平面和同样的对比,身为等距的背景色的颜色的颜色。身体上,可感知的颜色被涉及一种线性尺寸,从表面反射光的波长。但是,感知,颜色空间 — — 中颜色精神如何体现的关系 — — 非直线。即使在最早的年龄,孩子们被教导要思考颜色"圈"和"环"。

在这个视频中,每个实验的审判可分为三个部分 (图 1): A 部分,样品阶段,其中八分之一的 180 种颜色是随机抽取,提出了一种在展示中,每 500 毫秒; 的小方格内第二部分、 延迟,样品在哪里消失和参与者面临 900 毫秒; 空白显示和 C 部分,测试,与全彩环一起一个空的广场,出现。参与者的任务是,回忆看到样品阶段 (A 部分) 的颜色,该颜色环上的用鼠标点击。

Figure 1
图 1。延迟估计过程。在每个试验中,180 的个别颜色 (示例) 之一显示为 500 毫秒,显示就会变为空白 900 毫秒,然后参与者必须报告通过鼠标点击的记忆的样本颜色颜色环上。

  1. 选择单个颜色作为刺激与尝试一大套。
    1. 请确保颜色有相同的亮度 (光的强度) 和同样的对比的背景以防止任何一种颜色被自然比任何其他更有纪念意义。
    2. 在选择颜色时,引用 CIELAB,这是国际标准化的方式描述感知颜色空间中三个维度。这使得它容易选择具有合适属性的颜色。
    3. 选择在一起,围成一个圆圈的颜色与背景色为中心的那个圈子。大多数实验包括 180 个人的颜色,每个都有相同的亮度,但不同的色相 (图 2)。

Figure 2
图 2。包括 180 个人色彩的彩铃。环呈现示 CIELAB 空间。所有样品都具有相同的 L * 坐标值,大致意思,他们都有相同的亮度。(准确地显示在灰色) 环的中心点是消色差的点,作为样品的颜色,但不是色度值相同的亮度 (,与 * 和 b * 坐标等于零)。180 的单个颜色样本会发生变化的角度 * 和 b * 值,指定蓝色/黄色和洋红色/绿色生产每个个别的颜色及其比例的混合物。

2.程序。

  1. 在开始之前,指示参与者要记住刺激和它们的颜色。每次试验,在 500 毫秒显示中显示一至八的 180 种颜色。
    1. 随机,每次试验选择的颜色和呈现每个小正方形,占领约 1 ° 的视角中的颜色。这些正方形是样品的刺激。
    2. 请确保每个审判具有 1 到 8 个正方形。总体来看,实验应该有 60 试验,每个都有 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 和 8 样品广场。这使得共 480 试验。
    3. 除了 480 的试验中,与 10 个实践的试验就开始做实验。第一次五应该只有 1-2 样本项目得到参与者驯化。
      1. 在实验开始,解释对参与者的说明如下:"在这个实验中,我们要学习如何精确地人们记住颜色。每次试验中,你将会看到大量的同时给出了在不同颜色的方块。你的工作是来尝试方形正是你可以记住每个颜色。大约半秒钟后,广场会消失。请他们牢记。然后在此基础上,将探测的位置的广场之一,,你的工作是要报告广场,只是在那个位置在色轮上的颜色。我们会做 10 实践试验,以让你习惯的一切。自由提问,如果你有任何的感觉。做最好的自己,,如果你感到不确定,只是猜测。
  2. 示例广场消失后,是 900 女士这是延迟期,在此期间参与者需要保持他们的记忆对于刚才所见,因为他们不再是目前在显示的样本项目空展示。
  3. 延迟期之后测试: 首先从样本显示随机选择的项目之一。
  4. 在它原本是在哪里的地方,画一个黑色的正方形的轮廓。这是该探测器。它告诉参与者哪一项从内存调回。
  5. 随着探头,呈现的颜色从选出的彩铃。
  6. 指示参与者点击戒指作为较为接近的颜色,他们能记得为探测的示例项目。
    1. 在每个测试试验中,目前环中不同随机旋转,所以参与者不能联想到特定的颜色空间的特定部分。
    2. 请务必向参与者解释是否他们觉得不确定答案在任何审判上,他们自己去猜。离开目前的测试显示,直到作出回应,审判结束时,参与者点击彩铃。
  7. 有关每个审判尽可能存储尽可能多的数据。很多事情是关键在这个实验中的输出文件:
    1. 创建电子表格上的输出文件。在工作表中的每一行反映了给定的试验。
    2. 至关重要的是,记录如下: 样本数目项审判、 探测项目,真实颜色和颜色选择作为响应的参与者。面对这些数据,可以稍后计算的真实和反应颜色的角区别。

3.分析。

  1. 为每个审判,计算角响应错误。
    1. 计算每项试验的正确反应和给出,之间的颜色数目,然后这个数字乘以 2,因为 2 ° 分隔每个颜色。其结果是每个审判的角误差。
    2. 这使电子表格中的列。
  2. 跨所有试验 (假设下,有没有任何一种颜色来产生平均角误差大于任何其他理由) 平均在一起的角误差。这个结果在不同角度误差 (图 3) 的频率分布。请注意,分布的均值为零,它正态分布的。
  3. 从角误差的分布,计算的精度,工作记忆的颜色。

Figure 3
图 3。频率的角度误差,倒塌跨所有试验,对实验课。错误应该呈正态分布,以零为中心 — — 指示的平均答案正确的反应。变异的分布,具体来说,标准偏差,可用于估计记忆的精确度。

实验心理学家使用延迟的估计范式来评估精度的视觉记忆,和这种记忆如何降低更多的人尝试记得一次。

一方面,人类的记忆被受到信息个人能记住多少物品,他们需要进货储藏室意义,这是定量限制件数。

内存也可以在其精度有限。例如,一个人可以识别他们的母亲在电话上,因为他们记得听到她的声音。然而,个人的"存储"记忆的自己母亲的声音可能不完全比其实际的、 有形的声音。因此,内存也可以定性地有限。

延迟的估计范式提供了方法来评估这些定量和定性的内存限制之间的关系。

该视频演示方法调查视觉工作记忆,包括如何设计经济刺激计划和执行实验涉及延迟的估计范式,以及如何分析和解释结果的精度。

在这个实验中,颜色提供了理想的刺激,以评估精度的视觉工作记忆,弱智参加称为彩铃连续、 非线性谱。

参与者被要求执行几项试验,在此期间,他们必须记住颜色刺激。每个这些试验包括三个阶段: 样品、 延迟和测试。

在样品阶段,随机颜色的广场出现在屏幕上为 500 女士广场,然后消失了,留下一个空白的屏幕。

通过这一延迟阶段,参与者把重点放在空屏幕 900 毫秒,藉以样品颜色必须记住。

在最后的测试阶段,探针广场勾勒成黑色并缺乏颜色-出现在之前所示的彩色框相同的位置。

同时,与会者显示组成的 180 种不同颜色的彩色环并要求选择该区域的最接近于原始样品颜色的彩铃。

注意,彩铃总是出现在一个随机的方向,确保参与者无法将屏幕上的特定区域联某些颜色。

增加任务难度,彩色框中每个审判所示的内存负载编号-多种多样的从 1 到 8。

然后是工作记忆颜色精度自变量-参与者如何准确记住的颜色或颜色显示样品阶段。

对于给定的样本颜色,预计与会者将会发生变化"真实"的颜色范围,但很少选择截然不同的颜色。

作为内存负载的增加,精度的颜色工作记忆也可能下降。

首先,选择一组 180 颜色与不同的色调,在一起形成了一个颜色环。检查这些颜色表现出相同的光照强度和对比度与背景颜色在屏幕上;这确保在审判期间没有单一的颜色会向参与者更令人难忘。

当参与者到来时,给他们一台电脑和解释的实验程序。

强调,当屏幕的特定区域进行了探讨,只有框的颜色,出现早,应选择相同的位置。此外,指导参与者想如果他们不能确定的一种探测的样品颜色。

为了保证与会者了解任务,使他们能够执行十实践试验。

一旦参与者理解的指示,让他们完成 480 的试验中,与同等数目的试验的一个和八个之间的内存负载情况。

为每个审判记录内存负载、 样品盒,真实的色彩和参与者选择后的延迟期的颜色。

独立的颜色,每个示例中所示的数据进行分析,探讨在审讯中,计算角误差距离在度之间的真实和空房的反应颜色颜色环上。

如果参与者记住后延迟期的示例框中的确切颜色,角误差应为零。

试验处理的相同的内存加载每个组,创建频率分布曲线,误差角绘制在 X 轴和 Y 轴上的频率。

一旦生成了频率分布曲线,计算出值围绕平均值的标准偏差传播-为每个。

采取逆的标准偏差来生成一个值,表示记忆的精确度。如果此值很大,这是记忆的指示性被精确的试验组。

如果要可视化的数据,绘制计算的内存精度值作为函数的内存负载。请注意,随着负载的增加,记忆的精确度往往下降,这表明受试者可以一次,记住多少东西之间进行权衡和精确程度,他们可以存储此信息。

现在,你知道如何设计和执行使用延迟的估计实验,让我们看看如何研究人员当前正在使用这种范式来逗分开不同方面的视觉记忆。

到目前为止,我们已经讨论了如何延迟的估计已被用来评估短期工作记忆,参与者不得不只简要地存储一块单审判的颜色信息。然而,研究人员还调查长期颜色记忆这个范例,相当长时期内对它进行评估。

此外,这种模式还可以用于比较不同个体之间的视觉记忆的精度,例如,基于视觉的专业人员,如室内设计师和潜在少视觉的学科,如律师或医生。

最后,虽然研究人员通常使用延迟的估计范式来评价记忆的颜色,它亦可受雇在神经认知评估的其他类型的视觉工作记忆一样,属于形状。

你刚看了延迟估计的朱庇特的简介。我们已经回顾了如何执行这种方法,以及收集和分析参与者颜色内存数据。重要的是,我们已经注意到这种技术可以如何帮助理解如何定性的人性化色彩内存限制的可以受定量因素。

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