Summary
Психофизика имеет важное значение для изучения восприятия явлений посредством сенсорной информации. Здесь мы представляем протокол для выполнения задачи принудительного выбора двух интервал как это реализовано в предыдущем докладе о человека психофизики где участники Ориентировочная продолжительность интервалов визуальные, слуховые или аудиовизуальных апериодическое поездов импульсов.
Abstract
Мы предлагаем процедуры для психофизики эксперимент в организме человека, основанный на ранее описанных парадигма призвана характеризовать восприятия продолжительность интервалов в пределах миллисекунд зрительную, акустическую и аудиовизуальных апериодическое поездов шести импульсов. В этой задаче каждого из исследований состоит из двух последовательных конкурентную интервалов, где участники пресс стрелка вверх ключ чтобы сообщить, что второй стимул длился дольше, чем ссылка, или клавишу Стрелка вниз для обозначения иначе. Анализ результатов поведения в психометрических функций вероятности оценки сравнения стимул будет больше ссылка, как функция сравнения интервалов. В заключение, мы заранее способ реализации стандартных программирование программное обеспечение для создания зрительную, акустическую и аудиовизуальных раздражители и для создания двух Интервал принудительного выбор (2IFC) задачи, обеспечивая стимулы путем блокировки шума наушники и монитор компьютера.
Introduction
Целью настоящего Протокола является передать процедуру для стандартных эксперимент на психофизика. Психофизика изучает восприятие явлений через меру поведенческих реакций, вызвал сенсорные входы1,2,3. Как правило человека психофизики является недорогой и важным инструментом для реализации в изображений или нейрофизиологических экспериментов4. Однако это никогда не легко выбрать наиболее подходящий метод психофизической из многих, которые существуют, и выбор несколько зависит от опыта и предпочтения. Тем не менее мы призываем начинающих тщательно пересмотреть существующие методологии для того, чтобы узнать о выборе критериев5,6,7. Здесь мы предлагаем процедуру для выполнения задачи 2IFC, который многие исследователи часто используют для изучения перцептивных процессов, таких как рабочей памяти8, решение, делая9,10или время восприятие11 , 12 , 13.
Направлять читателей вдоль метода, мы заново отчет о восприятия продолжительности визуальной (V), слуховой (A) и аудиовизуальных (AV) интервалы апериодическое последовательностей импульсов. Мы будем обращаться к этой задаче как задача апериодическое интервал в дискриминации (помощи)13. При попытке описать эту парадигму в жаргоне психофизика, он бы задачей класса A, тип-1, на основе производительности, критерий зависимых дискриминации, использующий-адаптивный метод констант и модель гиперболический тангенс (tanh) Вычислите дифференциальный порог. Даже тогда, когда такая характеристика звуки немного запутался, мы будем использовать его представить читателю некоторые общие аспекты психофизика, надеясь обеспечить решение критерии для новых экспериментов и возможно даже возможность пошива текущий протокол к другие потребности.
Любые психофизического эксперимента, таких как 2IFC задачи, требует осуществления раздражители, задачи, метод, анализ и измерения6. Цель заключается в том, чтобы получить функцию психометрических что лучше счетов для измерения производительности14. 2IFC задача состоит из представления участникам, которые наивно Цель эксперимента, испытания двух последовательных раздражителей. После сравнения раздражители, они сообщают результаты, выбрав один и только один, из двух возможных ответов, которые лучше подходит для их восприятия.
С раздражителей мы ссылаемся на технические соображения о сенсорные модальности под исследование. Класса A эксперимент состоит из сравнения раздражителей же механизма в рамках судебного разбирательства, в то время как эксперименты класса B включают кросс-модальные окна сравнения. Другие основные соображения о стимулы включают их осуществления, такие как технические способы модулирующих раздражителей в пределах требуемого диапазона. Например если мы хотим, чтобы найти только заметное различие (СНН) между двумя частотами флаттера, вибрирующие на кожу15, нам нужно точность стимулятором для создания частоты в пределах предсердий (то есть, 4-40 Гц). Другими словами динамический диапазон технических элементов зависит от динамического спектра каждой сенсорной модальности.
Выбор задачи — о восприятия явление изучается. Например поиск, являются ли два стимула что же или эквивалентный, могут рассчитывать на механизмы различных мозга чем те решения, если стимул длиннее или короче, чем ссылка16 (как парадигмы помощи). Сути стимулы выбора определяет тип полученных ответов. Тип-1 эксперименты, иногда тесно связана с так называемой производительности эксперименты, включают в себя правильные или неправильные ответы. В противоположность этому тип-2 эксперимент (или эксперимент, появление) производит главным образом качественные ответы, которые зависят от участника критериев и не любой явно введенных критерий; Иными словами критерий независимые эксперименты. Примечательно, что 2IFC задачи ответы являются критерий зависимых, потому что, в каждом испытании, Стандартный раздражитель (иногда называется base или стимул) представляет собой критерий, от которого зависит восприятие сравнения.
Этот метод может относиться к три вещи; Во-первых оно может относиться к механизму для выбора диапазона стимулы проверяемое или, другими словами, уже известных диапазон изменчивости стимул, в отличие от адаптивные методы, направленные учредить адекватный диапазон17. Эти вопросы адаптивной рекомендуются для быстрого поиска обнаружения и дискриминации порогов и минимальный испытательный повторений18. Кроме того адаптивные методы являются оптимальными для экспериментального экспериментов. Второе определение метода является масштаб раздражители модуляции (например., метод констант) или логарифмическую шкалу. Выбранный масштаб может или не может быть прямым следствием итогов адаптивного метода, но прежде всего, это касается динамики изученных сенсорные модальности. Наконец метод также относится к числу судебных разбирательств и порядок их представления.
Что касается анализа она относится к статистике экспериментальных измерений. Независимо от выбора соответствующих аналитических методов для сравнения между группами испытания и контроля, психофизика в основном о измерения абсолютной или дифференциальные пороги между двумя условиями (например, наличие или отсутствие стимул, или СНН между двух раздражителей), особенно в 2IFC19. Такие измерения являются производными от психометрических функций (т.е., непрерывной модели поведения как функцию вероятности обнаружения или взыскательных одним из условий на карту). Выбор модели функция зависит на шкале или, другими словами, на расстояние значения независимой переменной. Функций, таких как накопительное нормально, логистики, быстро и Вейбулла соотвествующие для значения, расположенными линейно, тогда как Гумбеля и журнал быстрый, лучше подходит для логарифмической интервалы. Также существуют альтернативные модели, например tanh занятых в задаче оказания помощи. Важно отметить, что выбор правильной модели зависит от параметров интерес, как в дизайне эксперимент20. После фиттинга данных к модели, можно извлечь два параметра: параметры α и β . В случае логистической функции, обычно занятых в 2IFC парадигмы, α ссылается на значение абсциссы проектирования точки субъективных равенства (т.е., на половину логистики). Параметр β ссылается на склоне в α значение (то есть, крутизна перехода между условиями). Наконец параметр обычно получены из психометрических кривая является дифференциальный Лимен21 (DL). В эксперименте 2IFC DL относится к β, но строго говоря, соответствует минимальным воспринимается различие между двумя интервалами. Формула для определения DL является следующее уравнение (1).
(1)
Здесь x стенды для значения независимой переменной, проецируя на 0,75 и 0,25 производительность измеряется непосредственно на сигмоид кривой. До этого момента мы рассмотрели лишь некоторые общие положения о психологические функции. Мы рекомендуем продолжить изучение оценки и интерпретации, психометрических функций, эти и другие параметры22.
Другие технические аспекты, которые необходимо учитывать при осуществлении психофизического эксперимента связаны с оборудованием и программным обеспечением. Память и скорость потенциала коммерческих компьютеров в настоящее время обычно оптимальна для переработки в высококачественный визуальных и слуховых задач. Кроме того, динамическое разрешение дополнительных материалов, таких как блокировки шума наушники, колонки и мониторов, должны выполнить дискретизации, на котором действуют сенсорные условия (например., частота, амплитуда, контраст и освежающий курс). Кроме того программное обеспечение программы, такие как PsychToolbox23 и24 PsychoPy легко осуществить и высоко эффективным при синхронизации задач события и оборудование.
Ранее описанных задач помощи собирает многие из вопросов, описанных выше для 2IFC парадигмы. Интересно, что он исследует восприятие V, A и AV интервалы в диапазоне миллисекунд, где большинство процессов мозга происходит25,,2627. Парадоксально, но это также сложным временем для изучения видение, которое, по сравнению с прослушивание, порождает несколько ограничены выборки оценить28. В этом смысле смешанные сравнения требуют дополнительные теоретические области12,29,30. Иногда, они нуждаются в дальнейшей пошив охватывают общие модуляция спектра или достичь конгруэнтных толкований.
Этот протокол фокусируется на дискриминации задачи (т.е., 2IFC, где базовый стимул, также называется ссылку или стандарт, контрастирует с набором сравнения или тест стимулов найти СНН или, другими словами, порог дискриминации). Здесь, задача поставлена для изучения возможностей людей различать временные интервалы v, A, или AV апериодическое моделей импульсов13. Мы предоставляем информацию о создании и параметризации раздражители, а также на анализе точности и времени реакции. Важно отметить, что мы обсуждаем как интерпретировать воспринятие времени испытуемых из параметров статистических результатов психометрии и некоторые экспериментальные и аналитических альтернатив в рамках темы психофизических метода 2IFC.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Эксперименты были утверждены Комитетом биоэтики в Институт клеточной физиологии НАУ (No. CECB_08) и проводится под руководящих принципов кодекса этики Всемирной медицинской ассоциации.
1. экспериментальные установки
- Материал и стимулы настройки для выполнения задачи апериодическое интервал дискриминации (помощь)
- Выполните этот эксперимент на компьютере с как минимум 8 ГБ ОЗУ, 2,5 ГГц и монитор освежающий частоты 60 Гц для создания и запуска задачи.
- Получить набор шума Отмена наушники, чтобы избежать звуки окружающей среды, отвлекает участников во время выполнения задачи.
- Позволяет задать громкость наушников ~ 65 дБ SPL децибела метр.
- Создайте V, A, и AV стимулы для задачи, запустив графический интерфейс пользователя (GUI) включены в настоящем Протоколе (рис. 1), или с помощью программ, таких как PsychToolbox или PsychoPy.
- Скачайте файл Stimuli_GUI.zip из http://www.ifc.unam.mx/investigadores/Luis-lemus. Затем откройте MATLAB (2016a или выше для этого GUI).
- Нажмите на опцию SetPath в MATLAB меню вкладки для добавления в Stimuli_GUI папку в рабочую область. Во-первых выберите кнопку Добавить папку , выберите папку Stimuli_GUI и нажмите кнопку сохранить . Наконец закройте окно, нажав на кнопку Закрыть .
- Откройте файл Stimuli_GUI.m с помощью параметра Открыть на вкладке главное меню. Затем нажмите клавишу F5 на клавиатуре для отображения графического интерфейса (рис. 1).
- Нажмите на состояние всплывающего меню, чтобы выбрать предпочтительное распределение импульсов (т.е., периодические для создания стимула равноотстоящих импульсов, или Aperiodic для случайного распределения). Затем выберите нужное количество импульсов (то есть, 2-6) в число импульсов всплывающее меню. Наконец введите нужную длительность стимул в диалоговом окне «Длительность».
Предупреждение: Чтобы избежать V мерцание Фьюжн (то есть, два или более импульсов воспринимаются как только один), крайне важно для создания interpulse интервалы (IPI) менее 30 г-жа таким образом, учитывая, что каждый из импульсов является предопределенным для последних 50 мс, максимальное количество импульсы в стимул ограничивается ИПИС. Импульсы, превышающий минимальный IPI генерирует ошибку.
Примечание: Программа генерирует изображения в чередование аудио видео (AVI) формате со скоростью 60 кадров в секунду. Однако они могут создаваться в оперативном режиме в каждом испытании с использованием PsychToolbox или PsychoPy. Рассмотрите возможность создания импульсов 50-ms путем объединения по крайней мере три кадра 4° серые круги на черном фоне. Здесь метод генерирует AVI и WAV файлы для реализации в LabVIEW, таким образом предлагая возможность использования более сложных аудио или видео клипы. - Нажмите на кнопку Генерировать IPI для отображения ИПИС значения в поле значения IPI и увидеть график результирующей распространение импульсов.
Примечание: Значения IPI автоматическое обновление на каждый клик на кнопку Генерировать IPI . Эти значения можно скопировать и сохранить для дальнейшего анализа. - Создавать и сохранять стимул V, введя описательное имя файла (например., PeriodicVisual500ms.avi) в диалоговом окне введите имя файла видео. Нажмите на кнопку Генерировать видео и дождитесь отображения кругов серый ~ 4 °, чтобы закрыть всплывающее окно. Затем нажмите на кнопку играть , чтобы увидеть созданный V стимул.
Предупреждение: в то время как программа генерирует изображения, не нажмите на другие фигуры, как это может вызвать программу терять рисунок ручки и производить неисправный видео.
Примечание: Угловой амплитуде V объекта получается следующее уравнение (2).
(2)
Здесь амплитуда V выражается в градусах, S визуального элемента размер в сантиметрах, измеренная на экране, и D — это расстояние в сантиметрах от наблюдателя на экран. - Создавать и сохранять стимул A, используя те же значения V IPI, введя описательное имя файла (например., AperiodicAcoustic500ms.wav) в диалоговом окне введите имя аудио файла. Нажмите на кнопку Генерировать аудио наблюдать участок созданного аудио и нажмите на кнопку играть слушать новый аудио.
Примечание: Стандартные частоты пульса – 1 кГц; Однако это можно изменить в диалоговом окне Звук Частота (Гц). - Повторите шаги 1.1.4.2 через 1.1.4.5 для создания 10 апериодическое раздражителей (AP) для каждого сравнения интервалов помощи задачи (т.е., V и интервалов из 500 мс до 1100 МС в шагах 100 мс). Создайте только один периодический (P) стимул для каждого из интервалов наборов данных элемента управления.
- Скачайте файл Stimuli_GUI.zip из http://www.ifc.unam.mx/investigadores/Luis-lemus. Затем откройте MATLAB (2016a или выше для этого GUI).
- Создать расширенный клип белый шум (например., 30 мин) для использования в качестве фона во время эксперимента, или загрузить его из Интернет-библиотеки.
- Создайте 3° белый крест и сохранить его в файле JPEG, использовать как подсказку для участников начать судебное разбирательство.
Примечание: AV стимул в результате наложения V и A конгруэнтных клипы во время выполнения задачи. Сдвиг A стимулы до 90 мс после наступления V для производства одновременности восприятия32.
- Задача разработки и осуществления
- Создание наборов P и AP V, A и AV испытания путем перечислять имена созданных стимулов в листе Excel. Использовать различные столбцы, чтобы включить все информация, требуемая во время задачи, например модальности и сопоставления стимулов, количество повторений каждого судебного разбирательства, длительности стимулы и ожидаемый ответ (см. образцовое CSV-файл включен в Stimuli_GUI.zip-файл). Сохраните каждый из этих наборов в формате с разделителями-запятыми (CSV).
Примечание: Эксперимент стремится получить психометрических функций вероятности восприятия тест раздражители (т.е., сравнение раздражителей) больше, чем ссылка как функция вариантов сравнения раздражителей. Таким образом испытания для создания психометрических функции должны использовать ссылку стимул, фиксированной в половине диапазона интервалов (т.е., 800 мс). Однако чтобы гарантировать, что критерии участников полагаться на ссылку стимулом, они всегда должны присутствовать как ссылка, так и сравнение. Таким образом испытания различной ссылки должны быть включены в противовес количество различных сравнений. И наконец, рассмотреть вопрос о представлении блоки V, A и AV испытания, чтобы избежать внимания эффектов. Однако всегда присутствует P и AP испытания, случайно интеркалированного. - Создайте программу для автоматического запуска задачи с помощью PsychToolbox или PsychoPy, или загрузите и запустите автоматизированного 2IFC_Task доступна на http://www.ifc.unam.mx/investigadores/Luis-lemus (для запуска в LabVIEW 2014 или выше).
- Откройте 2IFC_Task, дважды щелкнув на файле задачи.
- Загрузите созданный раздражители, выбрав папку стимула из панели управления. Во-первых используйте вверх и вниз кнопки в диалоговом окне Отображение 0. Затем нажмите на значок папки, чтобы выбрать папку, стимул.
- Повторите шаг 1.2.2.2 чтобы задать путь к файлу для 1, 2, 3 или 4, чтобы загрузить набор CSV файл испытаний, выходной файл TXT, WAV аудио фон и биток белого Креста в формате JPEG, соответственно.
Примечание: При программировании задачи, хранить данные в удобном формате для анализа в автономном режиме (например., в формате TXT или CSV). Включить информацию о суде: порядок внешнего вида и поведения исходы, такие как хиты, ошибки, время реакции и время отклика. - Нажмите кнопку белый шум , расположенную на панели управления, чтобы активировать фоновый шум. Затем место децибела метр как вблизи максимально для наушников и регулятор громкости ОС ~ 65 дБ SPL. Наконец настройте регулятор Громкости фоновой , расположенный на Панели управления ~ 55 дБ SPL.
- Используйте диалоговое окно коробки Pre_S1 и Inter_Stim для указания времени провалы первой доставки стимула и interstimulus разделения, соответственно.
Примечание: По умолчанию раз в 1000 г-жа другие графические индикаторы предназначены для экспертизы наблюдать результаты в режиме реального времени (например, Бар сюжет спектакля в условие и отображает количество хитов, ошибки, ложных срабатываний и текущее количество судебных процессов). - Протестировать задание, нажав на значок со стрелкой вправо запуска на вкладке инструменты и выполнить некоторые тестовые испытания.
Примечание: Мы рекомендуем для использования двух мониторов, один для доставки задачи и другой для мониторинга онлайн задачи.- Начало каждого судебного разбирательства, удерживая пробел после появления визуальной подсказки в центре экрана. Отпустите клавишу пробел после доставки пару раздражителей и нажмите вверх или вниз стрелки для завершения судебного разбирательства.
- Повторите шаг 1.2.2.6.1 до завершения набора. Задачи автоматически останавливается. Кроме того прервать задачу, нажав кнопку остановить в Панели управления меню.
- Создание наборов P и AP V, A и AV испытания путем перечислять имена созданных стимулов в листе Excel. Использовать различные столбцы, чтобы включить все информация, требуемая во время задачи, например модальности и сопоставления стимулов, количество повторений каждого судебного разбирательства, длительности стимулы и ожидаемый ответ (см. образцовое CSV-файл включен в Stimuli_GUI.zip-файл). Сохраните каждый из этих наборов в формате с разделителями-запятыми (CSV).
(2)2. Участники
- Привлечение 10 до 30 мужчин и женщин правша участников, с не более чем десяти лет разницы в возрасте между ними, с нормальной или исправить нормальное зрение и не слуховой дефицита.
- Попросите участников заполнить вопросник относительно их возраста, пола, преобладающая рука и физические или психологические условия (например., визуальной или звуковой дефицита, музыкального обучения и потребление наркотиков).
- Расскажите участникам о цели, процедуры и продолжительность эксперимента. Будьте осторожны, не предвзятость индуцируется (например., рассказывая им о наступлении P или AP условий). Затем попросите участников, чтобы дать письменное согласие на участие в экспериментах.
3. Экспериментальная процедура
- Выполните эксперименты в тихой комнате с постоянным освещением.
- Запустите задачу.
- Калибровка децибела метр и повторите процедуру, как описано в шаге 1.2.2.4.
Предупреждение: На протяжении всего эксперимента, акустическая стимулы должны быть доставлены binaurally в ~ 65 дБ SPL. Важно использовать децибела метр для тестирования акустики амплитуд до эксперимента, чтобы избежать травм. - Попросите участников, чтобы комфортно сидеть перед монитором, расположенный на расстоянии 60 см. Затем поместите клавиатуру в досягаемости и отрегулировать наушники на голове участника (рис. 2 c).
- Проинструктируйте участников начать пробу после появления визуальный сигнал, нажав и удерживая клавишу пробела для всего судебного разбирательства. Указывает участника выпустить пробел после представления двух последовательных раздражителей и нажать клавишу Стрелка вверх, если второй стимул длился дольше, чем первый или клавишу Стрелка вниз, если она длилась более короткий период времени ( Рисунок 2B).
- Наконец попросите участников использовать только правый указательный палец для завершения задачи и комментировать возможность принятия перерыв 5-мин, в случае, если участник чувствует себя усталым или отвлекаться во время эксперимента.
- Включите функцию блокировки шума наушники и пусть участник практика испытаний 10-15.
Примечание: Во время этой фазы, обеспечивая визуальный ввод для правильных ответов рекомендуется. Кроме того это позволяет обеспечивать обратную связь в ходе эксперимента; Однако быть в курсе возможных погрешностей. - Запустите задачу.
4. анализ данных
- Вычислить среднее и Среднеквадратичная ошибка среднего значения производительности каждого из блоков P и АП, V, A и AV испытания.
- Генерировать точечные участки вероятность восприятия сравнение стимул больше чем ссылку как функция сравнения интервалов. Затем установите логистической функции к данным.
Примечание: Как отмечалось во введении, выбрав удобную модель зависит эксперимент и данных. Пример модели является tanh как агентство для помощи задачи. Такая модель обеспечивает четыре параметра (врезные в рисунке 3A) определяется:
Параметр соответствует производительности величина, измеренная от точки перегиба на плато. Β -параметр соответствует первой производной в точке перегиба. Чем выше значение, тем легче воспринимают переход между длиннее и короче, по сравнению с ссылка категории. Параметра θ или X0 значение абсциссе проекции точки перегиба (то есть, точка субъективных равенства). Сдвиг такого параметра представляет общий временной предубеждения. Наконец c или Y0 представляет точку перегиба на ординате и раскрывает предубеждения к конкретного ответа. Альтернативные процедуры для установки и анализа психометрических функции являются Palamedes элементов6 и quickpsy33. - Повторите процедуру с шагом 4.1 для анализа времени реакции и время отклика.
- Проводить статистический анализ, чтобы сравнить P и AP точность распределения в рамках каждой из сенсорных механизмов.
- Выполнение дополнительных анализов, например корреляции Пирсона, чтобы найти связь между периодичности индексов и точность и индексы периодичность и время реакции.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Этот протокол представил метод, чтобы выполнить психофизики эксперимент в организме человека. Метод репликации предыдущих исследований о дискриминации интервалы ап поездов v, A и AV импульсы, которые была выполнена с помощью метода 2IFC. Раздражители результатом P и AP дистрибутивов поездов шести 50-ms импульсов в различных интервалах в пределах миллисекунд (то есть, от 500 мс до 1100 МС в шагах 100 мс). Рисунок 2A показывает некоторые интервалы и их индекс вычисляемого периодичности.
Задача была запрограммирована в LabVIEW и состояла из доставки конкурентную испытания двух последовательных раздражителей (рис. 2B). После того, как 31 участников (15 женщин и 16 мужчин возраста 23.6 ± 4,3 лет [среднее ± стандартное отклонение]) выполнил задачу, мы получили психологические функции каждого из P и AP V, A, и AV общую точность с помощью tanh функции (рис. 3A - 3 C; добра подходят: χ2, Q > 0,05).
Правой панели на рисунке 3 показывают сравнений параметров регрессии tanh P и AP условий. Non перекроя отклонения таких параметров указывается статистические различия, например в V , βи c значения (p < 0,05). Этот результат проявляется в V AP сигмовидной кишки, сдвиг вниз, предполагая, что участники воспринимается интервалы дольше, чем ссылка как короче (Рисунок 3А). Аналогичным образом интервалы, которые были короче, чем ссылка точно были расценены как короче, поскольку параметр c показал, AP, переход к вероятности вызова сравнения, короче, чем ссылка. Кроме того сравнение AP и P интервалов во время A и AV дискриминации показал различия в параметрах β и θ (p < 0,05), потому что Общая точность AP уменьшилось, предполагая, что AP раздражителей в целом сложнее проводить дискриминацию. Интересно, А и AV выступления были похожи во время P и условий АП (рисунок 3B и 3 C), указав A господство над V в AV дискриминации.
В состоянии V β доказал, что переход от короче больше произошло быстрее в состоянии AP. Этот результат свидетельствует о том, что участники были уверены в их решения, о чем свидетельствует реакция раза (Рисунок 4A). В отличие от этого время реакции P и AP AV напоминают те A условий, также предлагая A доминирование (рис. 4B и 4 C). Общая интерпретация этих результатов является, что V AP шаблонов производится восприятия сжатие интервалов времени V AP.
Психофизической результаты отражают различия в через сенсорные методов обработки информации. Когда мы попросили предметам, чтобы различать продолжительность AP шаблонов, мы обнаружили, что модальность изменяет восприятие времени дифференцированно. Системы V сжимает оценки времени, то A и AV точности лишь незначительно пострадали от AP структур. Вообще эти результаты показывают различные примеры интерпретации результатов психофизической задачи через их психологические параметры.
Рисунок 1: графический интерфейс пользователя (GUI) для создания стимулов задачи помощи в. Графический интерфейс позволяет создавать визуального, или слухового стимул путем введения параметров и именования стимул. В windows на право отображается графическое представление результате interpulse интервалов (IPI) и участок слуховой стимул. Подробное описание способа реализации этого GUI описано в тексте. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 2: структура и установка задач. (A) Эта группа показывает графическое изображение интервалов разной длительностью апериодическое поездов импульсов представлены серые квадраты. Интервалы и их периодичности индексов, полученные на вершине формула указаны в разных линиях и в зависимости от их длительности. PI = индекс периодичности; P = периодические; AP = апериодическое. (B) Эта группа показывает последовательность событий во время испытаний перевозки одним видом транспорта. Каждый из процессов, началась, когда участник выпустила пробел (SBD). После ссылки стимул, следуют 1-s interstimulus, сравнение стимул был доставлен, участник выпустила пробел (SBR), и, в порядке, сообщать ли сравнение было длиннее или короче, чем ссылка, прессованные вверх или вниз стрелка, соответственно (на выбор). Ссылка и сравнения серые квадраты представляют собой импульсов фактической зрительную, акустическую и аудиовизуальных импульсов, изображен икон выше. (C) Эта группа показывает описание экспериментальной установки. Материал включает в себя компьютер, набор шума Отмена наушники, монитор и клавиатура. Рисунок 1A и 1B адаптированы Дуарте и Лемус13, под руководством авторского права заявления границ в интегративной нейронауки. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 3: психометрические функции полученные гиперболического тангенса регрессионной модели. (A) Эта группа показывает общую вероятностей объявления сравнения дольше, чем ссылка как функция сравнения интервалов времени визуального периодические (сплошные линии) и визуального апериодическое (пунктирные линии) эксперименты. (B) Эта группа показывает ту же информацию, как группа A, а затем для акустических условий. (C) Эта группа показывает ту же информацию, как группа A, но потом для аудиовизуальных условий. Правой панели показывают распределение tanh параметров, определенных в врезные в группе A. Планки погрешностей в панелях А - C обозначим Среднеквадратичная ошибка среднего и доверительные интервалы в правой панели. Звездочками Экспресс конкурентную различия. P = периодические; AP = апериодическое; V = визуальной; A = акустическая; AV = аудиовизуальных. Этот показатель изменяется от Дуарте и Лемус13, в руководстве с авторского права заявления границ в интегративной нейронауки. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 4: время реакции. (A) Эта панель показывает среднее время реакции для визуальных экспериментов. (B) этой панели отображается среднее время реакции для акустических экспериментов. (C) Эта группа показывает среднее время реакции для аудиовизуальных экспериментов. Сплошные линии = периодически. Штриховые линии = апериодическое интервалы. Планки погрешностей обозначают Среднеквадратичная ошибка среднего значения. Этот показатель изменяется от Дуарте и Лемус13, в руководстве с авторского права заявления границ в интегративной нейронауки. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
В психофизика выбор задачи зависит от конкретных интересов в перцептивных явлений5,6. Например этот протокол состояла из воссоздания сообщалось ранее парадигмы на восприятие интервал времени визуальные, слуховые и аудиовизуальных раздражители непериодически выстроились импульсов, которые реализованы метод 2IFC13. Здесь как и большинство задач психофизика, надлежащего оборудования и программного обеспечения имеют важное значение для создания, воспроизводить и записывать элементы задачи точно, особенно при изучении явления, которые происходят в пределах миллисекунд25,26 ,27. Преимуществом текущего метода является способность производить разнообразные раздражители через GUI, так как он позволяет изучать их показателей и производительности. В этой связи стоит принимая важность параметризации переменных независимо от сложности раздражителей, как и этот протокол, который реализован простой, но Роман метод количественной оценки aperiodicity13 (рис. 2A). Мы также предложили, хранение раздражители в аудио и видео форматы, такие как WAV- и AVI, потому что представляет возможность реализации больших видео-клипы в экспериментах. Однако эти форматы требуют управляющей аппаратного и программного обеспечения, обработки эффективно; к примеру путем пребуферинг раздражителей в переменные окружающей среды проводит программы. Несмотря на это некоторые программы, такие как PsychToolbox или PsychoPy полезны для, Кроме того, создание онлайн раздражителей.
Хотя мы не включили результаты экспериментальных экспериментов, рекомендуется выполнять их для проверки правильного функционирования оборудования и найти удовлетворительного диапазона и масштабов независимых переменных18,34. В этом смысле реализация адаптивных методов психофизического рекомендуется6,17. Кроме того экспериментальные опыты определить адекватные пул участников и количество судебных повторений, таким образом давая надежные результаты и статистические анализы14.
Что касается участников всегда важно четко проинструктировать их о том, что они должны присутствовать и как они должны выполнять. В противном случае принятия альтернативных стратегий может ввести в заблуждение результатов21,35. Например в решении этой задачи, мы попросили участников различать продолжительность раздражителей; Однако типичного поведения включают дискриминацию, скорости, ускорения29, количество событий11, или отчетности сходства. Иными словами хотя это можно наблюдать подобные выступления среди участников, результаты могут быть еще недостатки, включая различные мозга процессы16. Таким образом вместе с надлежащим образом инструктировать участников, обязательно спросите их об их принятой стратегии для решения задачи.
Присущие проблемы психофизики приходит от природы сенсорных механизмов, поскольку они налагают ограничения на методологии12,,2930,32. Например учитывая, что визуальные кадров поставлены выше 15 Гц, вероятно, для создания мерцание фьюжн28, изучая визуальное восприятие импульсов требует медленно модуляций, чтобы избежать нежелательных результатов. Кроме того сравнение между сенсорными условия эскалации проблемы. В этой связи интересное явление наблюдается в помощи эксперимент был апериодическое визуальные раздражители создал восприятия сжатие временных оценок, но периодические, которую те не. Там функция tanh установлены данные оптимально потому что наблюдаемых апериодическое визуальные плато не достигают максимальной вероятности 1, такие, как другие логистической модели прогнозирования (рис. 3A). Однако независимо от выбора лучших логистической моделью, можно утверждать, что апериодическое visual не достичь максимальной вероятности, потому что диапазон стимулов было недостаточно. Таким образом увеличивая продолжительность интервалов или уменьшая количество импульсов вероятно приведет к другой результат17. Однако есть гораздо более глубокие проблема здесь, что на самом деле относится к дилеммой в психофизика. Во-первых эксперимент помощи направлены для проверки интервал восприятие в диапазоне нескольких сотен миллисекунд, какие учетные записи для конкретного случая временной обработки26,27. Таким образом увеличение длительности интервала приведет в тестировании различных мозга механизм16. Во-вторых визуального периодического контроля оказались действовать в рамках адекватный диапазон; следовательно распространение визуальных интервалы не было оправдано. Наконец, регулируя один из интервалов условие только отключает сравнения между группами или, главное здесь, между сенсорными условия30. Опять же, адаптация слуховой и аудиовизуальных интервалы не были оправданы (рисунок 3B и 3 C). Таким образом дилемма заключается, что стремится получить идеальный психофизических дистрибутивов могут смешивать нейрональные процессы, в то время как не делать этого может привести к неоптимальной результаты.
В заключение психофизика состоит из изучения поведенческих результатов нейронных механизмов сенсорной обработки. Такой сложной цели требует оптимальный выбор и осуществление раздражители, задачи, метод, анализ и измерения6. При освоении психофизика, он предоставляет ценную информацию о восприятии. Кроме того важно в моделях, которые требуют хорошо обученных животных для изучения, например, нейрофизиологические корреляции поведения10,30,,3637.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Авторы не имеют ничего сообщать.
Acknowledgments
Эта работа была поддержана Consejo Nacional de науки y Tecnología (КОНАСИТ), CB-256767. Авторы благодарят Исаак Моран в его технической помощи и Ана Эскаланте из блока компьютера Celular Instituto de Fisiología (МФК) за ее ценную помощь.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Lapt top Dell Precision | Dell | M6800 CTO | Procesador Intel Core i7-4710MQ, 2.5GHz RAM 16 GB, 64-bit OS; 17.3" screen 1920 x 1080; 60 Hz refreshing rate |
| Noise-blocking headphones | Bose | QC25 | Headphones QuietComfort 25, noise-blocking |
| Decibel meter | Extech Instruments | SL 130G | Sound Level meter (dB), range 30 to 130 dB, this meter meets ANSI and IEC Type 2 sound level meter standards |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Software | |||
| Labview | National Instruments | Labview 2014 | Labview SP1 130, 64-bits, version 14 |
| Matlab | Mathworks Inc | Matlab 2016a | The Mathworks Inc., Natick, MA, USA |
| GUI To create Visual and Acoustic stimuli. Created by Fabiola Duarte | Mathworks Inc | Matlab 2016a | The Mathworks Inc., Natick, MA, USA |
References
- Fechner, G. T.
- Dehaene, S. The neural basis of the Weber-Fechner law: A logarithmic mental number line. Trends in Cognitive Sciences. 7 (4), 145-147 (2003).
- Romo, R., et al.
- Johnson, K. O., Hsiao, S. S., Yoshioka, T. Neural coding and the basic law of psychophysics. Neuroscientist. 8 (2), 111-121 (2002).
- Gescheider, G. A. Psychophysics: The Fundamentals. , Available from: https://books.google.com/books?id=fLYWFcuamPwC&printsec=frontcover#v=onepage&q&f=false (1997).
- Kingdom, F. A. A., Prins, N. Psychophysics: A Pratical Introduction. , Academic Press. London, San Diego, Waltham, Oxford. (2016).
- García-Pérez, M. A. Does time ever fly or slow down? The difficult interpretation of psychophysical data on time perception. Frontiers in Human Neuroscience. 8, 415 (2014).
- Romo, R., Brody, C. D., Hernández, A., Lemus, L. Neuronal correlates of parametric working memory in the prefrontal cortex. Nature. 399 (6735), 470-473 (1999).
- Britten, K. H., Shadlen, M. N., Newsome, W. T., Movshon, J. A. The analysis of visual motion: a comparison of neuronal and psychophysical performance. The Journal of Neuroscience. 12 (12), 4745-4765 (1992).
- Lemus, L., et al. Neural correlates of a postponed decision report. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104 (43), 17174-17179 (2007).
- Getty, D. J. Counting processes in human timing. Perception & Psychophysics. 20 (3), 191-197 (1976).
- Grondin, S., McAuley, J. D.
- Duarte, F., Lemus, L. The Time Is Up: Compression of Visual Time Interval Estimations of Bimodal Aperiodic Patterns. Frontiers in Integrative Neuroscience. 11, 17 (2017).
- Bausenhart, K. M., Dyjas, O., Vorberg, D., Ulrich, R. Estimating discrimination performance in two-alternative forced choice tasks: Routines for MATLAB and R. Behavior Research Methods. 44 (4), 1157-1174 (2012).
- LaMotte, R. H., Mountcastle, V. B. Capacities of humans and monkeys to discriminate vibratory stimuli of different frequency and amplitude: a correlation between neural events and psychological measurements. Journal of Neurophysiology. 38 (3), 539-559 (1975).
- Grondin, S. Violation of the scalar property for time perception between 1 and 2 seconds: Evidence from interval discrimination, reproduction, and categorization. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 38 (4), 880-890 (2012).
- García-Pérez, M. A. Adaptive psychophysical methods for nonmonotonic psychometric functions. Attention, Perception, and Psychophysics. 76 (2), 621-641 (2014).
- García-Pérez, M. A., Alcalá-Quintana, R. Sampling plans for fitting the psychometric function. Spanish Journal of Psychology. 8 (2), 256-289 (2005).
- Ulrich, R., Miller, J. Threshold estimation in two-alternative forced-choice (2AFC) tasks: The Spearman-Kärber method. Perception and Psychophysics. 66 (3), 517-533 (2004).
- García-Pérez, M. A., Alcalá-Quintana, R. Improving the estimation of psychometric functions in 2AFC discrimination tasks. Frontiers in Psychology. 2, 96 (2011).
- Ulrich, R., Vorberg, D. Estimating the difference limen in 2AFC tasks: Pitfalls and improved estimators. Attention, Perception, and Psychophysics. 71 (6), 1219-1227 (2009).
- Green, D. M., Swets, J. A. Signal detection theory and psychophysics. , Wiley. (1966).
- Brainard, D. H.
- Peirce, J. W. PsychoPy-Psychophysics software in Python. Journal of Neuroscience Methods. 162 (1-2), 8-13 (2007).
- Ivry, R. B., Hazeltine, R. E. Perception and production of temporal intervals across a range of durations: Evidence for a common timing mechanism. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 21 (1), 3-18 (1995).
- Karmarkar, U. R., Buonomano, D. V. Timing in the Absence of Clocks: Encoding Time in Neural Network States. Neuron. 53 (3), 427-438 (2007).
- Merchant, H., Harrington, D. L., Meck, W. H. Neural Basis of the Perception and Estimation of Time. Annual Review of Neuroscience. 36 (1), 313-336 (2013).
- Levinson, J. Z. Flicker fusion phenomena. 160 (3823), Science. New York, NY. 21-28 (1968).
- Grahn, J. A., Henry, M. J., McAuley, J. D. FMRI investigation of cross-modal interactions in beat perception: Audition primes vision, but not vice versa. NeuroImage. 54 (2), 1231-1243 (2011).
- Lemus, L., Hernández, A., Luna, R., Zainos, A., Romo, R. Do sensory cortices process more than one sensory modality during perceptual judgments? Neuron. 67 (2), 335-348 (2010).
- Fabiola Duarte GUI Fabiola Duarte. , Available from: https://www.ifc.unam.mx (2018).
- Chandrasekaran, C., Trubanova, A., Stillittano, S., Caplier, A., Ghazanfar, A. A. The Natural Statistics of Audiovisual Speech. PLoS Computational Biology. 5 (7), e1000436 (2009).
- Linares, D., López-Moliner, J. quickpsy: An R Package to Fit Psychometric Functions for Multiple Groups. The R Journal. 8 (1), 122-131 (2016).
- García-Pérez, M. A., Núñez-Antón, V. Nonparametric tests for equality of psychometric functions. Behavior Research Methods. , (2017).
- García-Pérez, M. A., Alcalá-Quintana, R. The indecision model of psychophysical performance in dual-presentation tasks: Parameter estimation and comparative analysis of response formats. Frontiers in Psychology. 8, 1142 (2017).
- Merchant, H., Harrington, D. L., Meck, W. H. Neural Basis of the Perception and Estimation of Time. Annual Review of Neuroscience. 36 (1), 313-336 (2013).
- Chandrasekaran, C., Lemus, L., Ghazanfar, A. A. Dynamic faces speed up the onset of auditory cortical spiking responses during vocal detection. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (48), E4668-E4677 (2013).
