只是明显的差异

Sensation and Perception
 

Overview

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

心理物理学是心理学的一个分支,并试图解释如何物理量的神经科学译成神经放电和震级心理表征。在这一领域的问题的一套属于只是明显的差异 (JND): 多少东西需要更改顺序的变化是可感知?泵对这的直觉,考虑这一事实小儿童成长以巨大的速度,相对来说,但人很少注意到发生在日常基础上的增长。然而,当孩子返回从睡眠离开营地或当祖父母或外祖父母看到孩子在长时间的缺席后,仅仅几个星期的增长是超过察觉。它可以看起来巨大 !因为在日常的基础发生的小变化太小,无法感知的高度变化是只缺席之后注意到。但后缺乏情况下,很多小的变化加起来。所以多多少成长需要采取明显的地方吗?最小金额是 JND。

心理学家和神经科学家测量 JND 在多个领域。光是多少美好必须要应注意的?的声音多么响亮需要?他们经常采用强迫选择范式获取测量结果。这个视频将侧重大小,证明标准的做法,对测量 JND 形状的面积发生变化时。

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 感觉和知觉的精华. 只是明显的差异. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Procedure

1.设备

  1. 对于这个实验,使用一台计算机和实验实施软件如 E-总理或如 MATLAB 或 PsychoPy 的编程环境。

2.刺激和实验设计

  1. 本实验将涉及反复的试验,但具有相同的基本设计。两个光盘将会同时,屏幕上出现一个在左侧,一个在右边。人总是会比其他,更大,任务将使用按键来选择较大的一个。详情如下:
  2. 程序尝试绘制一个蓝色圆盘的半径为 10 像素。光盘将出现在每个试验中的实验中,垂直,在显示居中和水平居中显示的向左或向右半。使用出现在每一审判中不变的一个刺激,有时叫做恒定刺激法。它只是指的是那个在每次试验中的两个刺激都是一样。因此,10 px 蓝光盘是不断的刺激。
  3. 在每次试验的不断刺激,对面显示另一个蓝光盘。这张唱片被称为比较刺激。它将有 5 至 9 及 11 至 15 px 的半径。这是 10 总的可能性。在实验中,包括为每个 20 可能比较刺激的每个 10 试验。所以实验将涉及 200 次试验。
  4. 200 ms,紧接着一个屏幕,屏幕只读取 ' 这是更大这一比值?' 在屏幕上显示两个刺激图 1图式化的图解中每项试验的事件序列。
    1. 'L' 关键反应将表明,左侧的对象是大的和 'R' 关键反应将指定一个认为是一样大的权利。
  5. 请确保该程序输出以下重要数据到表: 试验的次数,比较刺激的大小,比较刺激,正确的反应,与参与者的答复的屏幕位置。图 2显示了示例的此类数据的表。

Figure 1
图 1。在测量实验,只是明显的差异 (JND) 圆的大小的被迫选择单次示意图描绘。首先,准备好屏幕提示将开始审判的参与者。接下来,两个蓝光碟出现在显示屏,肩并肩。他们依然存在只有 200 ms,此时显示提示用户输入的响应的参与者。'L' 键用于指示在左边和 'R' 键,以指示在右边的对象的对象。

Figure 2
图 2。从被迫选择 JND 实验示例输出表。列报告从实验程序相关的数据。

3.运行实验

  1. 招聘一名参与者,和她在实验室里的时候告诉她,她会做一个简单的实验,对知觉的形状。然后有她完整的知情同意。
  2. 座椅测试在电脑前,参与者和解释的任务如下:
    1. 这次实验的每个审判将涉及基本相同的事件序列。首先,您将在屏幕上看到 '准备好了吗? 一词。当你准备开始审判时,请按空格键。在这一点上,两个蓝光盘将非常简要地两侧的屏幕显示。当他们消失时,显示将读 ' 这是更大,这一比值? '你的工作是屏幕的要报告这两个光盘看起来对你,一个在右边或一个在左边更大。有 200 次试验,在试验中,但他们是短。整个实验应采取以下五分钟。你有任何问题吗?
  3. 后回答任何问题,启动的实验方案,并让参与者开始。把她留在安静的测试房间直到实验完毕。

4.分析结果

  1. 分析的结果,第一件事是确定的响应是正确的这并不正确。为此目的向数据输出表中添加列。给出的反应和正确的反应,标志着最后一列与 1 时给出的反应是正确的比较和 0 时它不是。
    1. 快速查看以确保性能是明智-参与者在或接近完美的精确度比较时 5 和 15 px,差异足够大,相比 10 应该犯任何错误。
  2. 现在将另一列添加到数据表,称为 ' C 反应比例。 '在列中,请注意是否参与者时,会选择上比较或常数。如果选择的比较对象,标记列中的 1。如果选择该常量,将标记 0。
  3. 现在,对于每个比较大小,计算分数的比较被选为大由参赛者的时间。比较刺激的 5,数目应接近于 0,和比较刺激的 15 它应该接近于 1。
  4. 若要可视化的结果,如下图他们: 使散点图的 x 轴上比较大小与时代之所以选择它,在 y 轴上的比例。它看起来就像一个在图 3.

Figure 3
图 3。强迫选择实验来寻找圆半径的 JND 结果。绘制是大小的时间的比较刺激被选为大 (参与者) 比例作为函数的比较刺激。恒定刺激总是有一个半径 10 px。

到底多少东西确实需要更改差异被感知?

想到了,例如,年轻的孩子迅速成长的人 — — 在日常的基础上获得更高。然而,它往往是很难注意到微妙的变化,特别是如果他们仍在努力达到一个篮球。

在更长的时间跨度,其生长突增变得超过可认识;事实上,金额可以显得巨大 !时隔仅注意这些高度这些变化,因为小的日常差异太小,无法感知。

最小然而感知量只是--明显,这是,对于这个示例,最小数量的增长注意到。

该视频演示了一种标准方法测量只是--明显形状大小。不仅要做我们讨论设计和执行一项实验,所需的步骤,而且我们还解释了如何分析数据,解释结果只描述如何小面积变化是必要被感知。

在这个实验中,参与者被简要显示两个不同的圆,大小不同,被迫选择哪一家比较大。

每个在审判期间,一个总是提出了与同一圆周上,而其他多种多样的。这种方法称为恒定刺激法。

在这种情况下,不断的刺激为了有一个半径 10 px 和随机位于左边或右边的屏幕。相比之下,其他圈子,称为比较刺激,将有变化 5 至 9 及 11 至 15 px 的半径。

鉴于这些 10 的可能性,比较刺激是在每边,总共 200 次试验显示 10 倍。因变量被记录哪些刺激作为被选为较大的一个。

预计与会者将正确的选择,如果他们察觉到两种刺激之间的大小差异。然而,当形状接近圆周和下面的只是明显差异时,预测性能下降。

开始实验,迎接在实验室中的参与者。与他们舒舒服服地坐在电脑前,解释任务说明: 屏幕将有对它的"准备好了吗?"一词,直到他们按下空格键。

看着两个蓝色的刺激出现,指示参与者指出需要刺激他们认为较大的按 'L' 键为左翼和 'R' 的权利方面的反应。提醒他们,他们应该猜出他们是否不确定哪一个是更大。

后回答任何问题,参与者可能会有,离开房间。允许他们在 5 分钟内完成所有 200 次试验。用完后,回到房间里,感谢他们参加实验的一部分。

要分析的数据,第一次检索捕获每个参与者的反应的编程的输出文件。快速一瞥后的数据以确保性能是明智的 — — 即,当比较刺激的大小是 5 和 15 px,精度是近乎完美。

接下来,将一列添加到输出表称为 '精度',以确定是否记录的答案是正确的或不。比较那些给予正确响应,所有的试验。下面的 IF 语句来注册 1 时给予的答案是正确的使用和 0 时是不正确的。

现在,将另一列添加到表,标有 ' 比例比较反应 '。比较列 '比较位置' 与 '反应' 和使用新的 IF 语句,以便时比较刺激被选中标记 '1' 或 '0',如果不断圈被选。

对结果进行可视化,使散点图的 x 轴上比较大小与时代它被选为 y 轴上更大的比例。记得,不断刺激总有 10 px 的半径,这就是为什么刺激的 5 或 6 px 半径几乎从来没有被选择和那些有 14 或 15 总是被选择。

9 或 11 px 半径,相比较是更加困难和参与者常犯错误。事实上,表现在机会水平,表明差异不被感知。

计算只是--明显,采取比较大小,选择是 75%的时间,在此情况下半径 12,减去被选 25%的时间的比较大小 — — 半径 8 — — 和将结果除以 2 答案 2 px。

换句话说,圈子的半径需要相差至少 2 px 为它们的大小,以准确地感知。

既然你已经熟悉中可视对象大小的看法只是明显的差异,让我们看看如何使用这一范式在神经生理学的研究,以探索大脑的反应和其他行为的情况下,例如区分食物中的脂肪含量。

研究者们在视觉皮层的调查如何单个神经元编码的物理性质的世界,像对象的大小。

使用测量与刺激演示文稿一起射击模式的电生理记录技术,研究人员发现,对大小敏感的神经元有将有时实际上不同大小的对象相同的方式作出回应。

这就是为什么 JND 都只是--鲜为人知: 有时,在大脑中,有关刺激真的做效果难以区分。

此外,研究人员有用于只是明显差异任务表征个别阈值检测食品中的脂肪含量。

他们发现较高的身体质量指数与个人要求高只是显著的变化或更高的门槛之前品尝样品中脂肪酸。这些结果可能导致新的办法来限制消耗多余脂肪。

你刚看了朱庇特的简介只是明显的差异。现在你应该有很好地理解如何设计和运行实验,以及如何分析和评估结果。

谢谢观赏 !

Results

图 3中的图显示时间比较刺激作为一个函数其半径大小的比例。召回不断刺激总是有 10 px 半径在这个实验中。这是为什么,几乎从来没有选择比较,5 或 6 px 半径和它几乎总是选择半径如果 14 或 15 px。然而,9 或 11 px 半径,比较是很困难的。与会者经常犯的错误。JND 的定义如下: 比较大小当它选择约 75%的时间减去它的大小,当它选择 25%的时间,所有除以 2。在这里,这些数字分别为 12 和 8。所以为圆半径 JND 是 2 px。

为什么这是精确计算的 JND,不必做统计和正态分布 (钟形曲线) 的性质,有数学的详细的原因。但看着图应使计算更加直观。当半径是只有 1 px 小于或大于 10,参与者犯了许多错误,执行非常接近 0.5,这她会产生的如果她都只猜测。但性能迅速成为 2,像素差准确得多,而且很近完美 3 像素差或更大。图 4图 3,为了说明计算的 JND 注释的版本。

Figure 4
图 4图 3 注释的版本。

Applications and Summary

恒定刺激法测量 JND 的主要应用之一已经在神经科学,特别是在神经生理学研究旨在探讨如何单个神经元的编码对世界的物理属性。这些研究通常涉及内植入其视觉皮层电极的一只猴子。电极穿透发射或扣球,那就,进行快速的电气信号对视觉刺激反应的单个单元格。使用 JND 方法的研究,研究人员发现单个神经元也是吵-他们响应的大小或亮度或颜色的刺激更多或更少的相同的方式每一次,但与一些变异。结果是两个非常相似的刺激会引起同样的反应一定的时间。一个圆半径为 10 px 会有时得到相同的神经元回应是圆的半径为 9 px 或圆半径 11 px。这就是为什么 JND 都只是--鲜为人知: 有时,在大脑中,有关刺激真的做效果难以区分。

1.设备

  1. 对于这个实验,使用一台计算机和实验实施软件如 E-总理或如 MATLAB 或 PsychoPy 的编程环境。

2.刺激和实验设计

  1. 本实验将涉及反复的试验,但具有相同的基本设计。两个光盘将会同时,屏幕上出现一个在左侧,一个在右边。人总是会比其他,更大,任务将使用按键来选择较大的一个。详情如下:
  2. 程序尝试绘制一个蓝色圆盘的半径为 10 像素。光盘将出现在每个试验中的实验中,垂直,在显示居中和水平居中显示的向左或向右半。使用出现在每一审判中不变的一个刺激,有时叫做恒定刺激法。它只是指的是那个在每次试验中的两个刺激都是一样。因此,10 px 蓝光盘是不断的刺激。
  3. 在每次试验的不断刺激,对面显示另一个蓝光盘。这张唱片被称为比较刺激。它将有 5 至 9 及 11 至 15 px 的半径。这是 10 总的可能性。在实验中,包括为每个 20 可能比较刺激的每个 10 试验。所以实验将涉及 200 次试验。
  4. 200 ms,紧接着一个屏幕,屏幕只读取 ' 这是更大这一比值?' 在屏幕上显示两个刺激图 1图式化的图解中每项试验的事件序列。
    1. 'L' 关键反应将表明,左侧的对象是大的和 'R' 关键反应将指定一个认为是一样大的权利。
  5. 请确保该程序输出以下重要数据到表: 试验的次数,比较刺激的大小,比较刺激,正确的反应,与参与者的答复的屏幕位置。图 2显示了示例的此类数据的表。

Figure 1
图 1。在测量实验,只是明显的差异 (JND) 圆的大小的被迫选择单次示意图描绘。首先,准备好屏幕提示将开始审判的参与者。接下来,两个蓝光碟出现在显示屏,肩并肩。他们依然存在只有 200 ms,此时显示提示用户输入的响应的参与者。'L' 键用于指示在左边和 'R' 键,以指示在右边的对象的对象。

Figure 2
图 2。从被迫选择 JND 实验示例输出表。列报告从实验程序相关的数据。

3.运行实验

  1. 招聘一名参与者,和她在实验室里的时候告诉她,她会做一个简单的实验,对知觉的形状。然后有她完整的知情同意。
  2. 座椅测试在电脑前,参与者和解释的任务如下:
    1. 这次实验的每个审判将涉及基本相同的事件序列。首先,您将在屏幕上看到 '准备好了吗? 一词。当你准备开始审判时,请按空格键。在这一点上,两个蓝光盘将非常简要地两侧的屏幕显示。当他们消失时,显示将读 ' 这是更大,这一比值? '你的工作是屏幕的要报告这两个光盘看起来对你,一个在右边或一个在左边更大。有 200 次试验,在试验中,但他们是短。整个实验应采取以下五分钟。你有任何问题吗?
  3. 后回答任何问题,启动的实验方案,并让参与者开始。把她留在安静的测试房间直到实验完毕。

4.分析结果

  1. 分析的结果,第一件事是确定的响应是正确的这并不正确。为此目的向数据输出表中添加列。给出的反应和正确的反应,标志着最后一列与 1 时给出的反应是正确的比较和 0 时它不是。
    1. 快速查看以确保性能是明智-参与者在或接近完美的精确度比较时 5 和 15 px,差异足够大,相比 10 应该犯任何错误。
  2. 现在将另一列添加到数据表,称为 ' C 反应比例。 '在列中,请注意是否参与者时,会选择上比较或常数。如果选择的比较对象,标记列中的 1。如果选择该常量,将标记 0。
  3. 现在,对于每个比较大小,计算分数的比较被选为大由参赛者的时间。比较刺激的 5,数目应接近于 0,和比较刺激的 15 它应该接近于 1。
  4. 若要可视化的结果,如下图他们: 使散点图的 x 轴上比较大小与时代之所以选择它,在 y 轴上的比例。它看起来就像一个在图 3.

Figure 3
图 3。强迫选择实验来寻找圆半径的 JND 结果。绘制是大小的时间的比较刺激被选为大 (参与者) 比例作为函数的比较刺激。恒定刺激总是有一个半径 10 px。

到底多少东西确实需要更改差异被感知?

想到了,例如,年轻的孩子迅速成长的人 — — 在日常的基础上获得更高。然而,它往往是很难注意到微妙的变化,特别是如果他们仍在努力达到一个篮球。

在更长的时间跨度,其生长突增变得超过可认识;事实上,金额可以显得巨大 !时隔仅注意这些高度这些变化,因为小的日常差异太小,无法感知。

最小然而感知量只是--明显,这是,对于这个示例,最小数量的增长注意到。

该视频演示了一种标准方法测量只是--明显形状大小。不仅要做我们讨论设计和执行一项实验,所需的步骤,而且我们还解释了如何分析数据,解释结果只描述如何小面积变化是必要被感知。

在这个实验中,参与者被简要显示两个不同的圆,大小不同,被迫选择哪一家比较大。

每个在审判期间,一个总是提出了与同一圆周上,而其他多种多样的。这种方法称为恒定刺激法。

在这种情况下,不断的刺激为了有一个半径 10 px 和随机位于左边或右边的屏幕。相比之下,其他圈子,称为比较刺激,将有变化 5 至 9 及 11 至 15 px 的半径。

鉴于这些 10 的可能性,比较刺激是在每边,总共 200 次试验显示 10 倍。因变量被记录哪些刺激作为被选为较大的一个。

预计与会者将正确的选择,如果他们察觉到两种刺激之间的大小差异。然而,当形状接近圆周和下面的只是明显差异时,预测性能下降。

开始实验,迎接在实验室中的参与者。与他们舒舒服服地坐在电脑前,解释任务说明: 屏幕将有对它的"准备好了吗?"一词,直到他们按下空格键。

看着两个蓝色的刺激出现,指示参与者指出需要刺激他们认为较大的按 'L' 键为左翼和 'R' 的权利方面的反应。提醒他们,他们应该猜出他们是否不确定哪一个是更大。

后回答任何问题,参与者可能会有,离开房间。允许他们在 5 分钟内完成所有 200 次试验。用完后,回到房间里,感谢他们参加实验的一部分。

要分析的数据,第一次检索捕获每个参与者的反应的编程的输出文件。快速一瞥后的数据以确保性能是明智的 — — 即,当比较刺激的大小是 5 和 15 px,精度是近乎完美。

接下来,将一列添加到输出表称为 '精度',以确定是否记录的答案是正确的或不。比较那些给予正确响应,所有的试验。下面的 IF 语句来注册 1 时给予的答案是正确的使用和 0 时是不正确的。

现在,将另一列添加到表,标有 ' 比例比较反应 '。比较列 '比较位置' 与 '反应' 和使用新的 IF 语句,以便时比较刺激被选中标记 '1' 或 '0',如果不断圈被选。

对结果进行可视化,使散点图的 x 轴上比较大小与时代它被选为 y 轴上更大的比例。记得,不断刺激总有 10 px 的半径,这就是为什么刺激的 5 或 6 px 半径几乎从来没有被选择和那些有 14 或 15 总是被选择。

9 或 11 px 半径,相比较是更加困难和参与者常犯错误。事实上,表现在机会水平,表明差异不被感知。

计算只是--明显,采取比较大小,选择是 75%的时间,在此情况下半径 12,减去被选 25%的时间的比较大小 — — 半径 8 — — 和将结果除以 2 答案 2 px。

换句话说,圈子的半径需要相差至少 2 px 为它们的大小,以准确地感知。

既然你已经熟悉中可视对象大小的看法只是明显的差异,让我们看看如何使用这一范式在神经生理学的研究,以探索大脑的反应和其他行为的情况下,例如区分食物中的脂肪含量。

研究者们在视觉皮层的调查如何单个神经元编码的物理性质的世界,像对象的大小。

使用测量与刺激演示文稿一起射击模式的电生理记录技术,研究人员发现,对大小敏感的神经元有将有时实际上不同大小的对象相同的方式作出回应。

这就是为什么 JND 都只是--鲜为人知: 有时,在大脑中,有关刺激真的做效果难以区分。

此外,研究人员有用于只是明显差异任务表征个别阈值检测食品中的脂肪含量。

他们发现较高的身体质量指数与个人要求高只是显著的变化或更高的门槛之前品尝样品中脂肪酸。这些结果可能导致新的办法来限制消耗多余脂肪。

你刚看了朱庇特的简介只是明显的差异。现在你应该有很好地理解如何设计和运行实验,以及如何分析和评估结果。

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