Summary
心理物理学是通过感官信息研究感知现象的关键。在这里, 我们提出了一个协议, 以执行两个间隔的强制选择任务, 在上一份关于人类心理物理学的报告中, 参与者估计视觉, 听觉, 或视听间隔的持续时间的非周期性列车的脉冲。
Abstract
我们提供了一个程序, 在人类的心理物理学实验基于前面描述的范式, 旨在描述在视觉、声学和视听非周期性列车的毫秒范围内的感知时间间隔脉冲。在此任务中, 每个试验由两个连续的机内间隔组成, 参与者按向上箭头键报告第二个刺激比参考持续的时间更长, 或向下箭头键指示其他时间。行为的分析导致心理测量函数的概率估计比较刺激比参考长, 作为比较间隔的函数。总之, 我们提出了一种实现标准编程软件的方法, 以创建视觉、声学和视听刺激, 并通过降噪耳机和计算机的显示器。
Introduction
本协议的目的是传达一个关于心理物理学的标准实验的过程。心理物理学是通过测量行为反应来研究感知现象, 由感官输入1,2, 3 引起。通常, 人类心理物理学是一种廉价和必不可少的工具, 用于成像或神经生理实验4。然而, 从许多存在的方法中选择最适当的心理物理学方法从来都不容易, 选择在一定程度上取决于经验和偏好。不过, 我们鼓励初学者彻底修改可用的方法, 以便了解选择标准5,6,7。在这里, 我们提供了一个执行2ifc 任务的过程, 许多研究人员经常使用它来研究感知过程, 如工作记忆8、决策9、10或时间感知11,12,13岁
为了引导读者沿着该方法, 我们重新创建了一个报告, 即脉冲的非周期序列的视觉 (v)、听觉 (a) 和视听 (av) 间隔的感知持续时间。我们将此任务称为非周期性间隔区分 (aid) 任务13。当试图描述这种在心理物理学术语中的范式时, 它将是一个 a 类, 类型-1, 基于性能的, 依赖于标准的判别任务, 使用一个非自适应方法的常数和双曲切线 (tanh) 模型计算一个差分阈值。即使这样的定性听起来有些纠结, 我们也会用它来向读者介绍心理物理学的一些一般方面, 希望为新的实验提供决策标准, 甚至可能是将目前的协议定制为其他需求。
任何心理物理实验, 如2ifc 任务, 都需要实施刺激、任务、方法、分析和测量6。目标是获得心理测量功能, 更好地说明测量的性能 14.2ifc 任务包括向参与者介绍, 他们对实验的目的很天真, 对两种连续刺激进行了试验。在比较刺激后, 他们通过选择一种, 只有一个, 从两个可能的反应, 更好地适合他们的感知报告结果。
通过刺激, 我们参考了正在研究的感官形态的技术考虑。a 类实验包括试验中相同模态的刺激的比较, 而 b 类实验则包括多模态比较。关于刺激的其他基本考虑因素包括其实施, 例如在所需范围内调节刺激的技术方法。例如, 如果我们想要找到在皮肤上振动的两个颤振频率之间的唯一明显的差异 (jnd), 我们需要一个精确的刺激器来产生颤振范围内的频率 (即4-40 hz)。换句话说, 技术元素的动态工作范围取决于每个感官形态的动态谱。
选择一项任务是关于正在研究的感性现象。例如, 如果刺激比参考16长或短 (如 aid 范式), 则发现两种刺激是相同的还是等价的, 可能依赖于与解决这些刺激不同的大脑机制。本质上, 刺激选择定义了获得的响应的类型。1型实验, 有时与所谓的性能实验密切相关, 包括正确或不正确的反应。相反, 第2型实验 (或外观实验) 产生的答案大多是定性的, 取决于参与者的标准, 而不是任何明确强加的标准;换句话说, 独立于标准的实验。值得注意的是, 2ifc 的任务响应依赖于标准, 因为在每次试验中, 标准刺激 (有时称为基准或参考刺激) 构成了比较感知所依赖的标准。
该方法可以指三件事;首先, 它可以指选择要测试的刺激范围的机制, 或者, 换句话说, 指的是已经知道的刺激变异性范围, 而不是旨在建立适当范围17的适应性方法。建议将这些自适应事项快速找到检测和识别阈值, 并最大限度地减少试用重复18。此外, 自适应方法是飞行员实验的最佳方法。方法的第二个定义是刺激调制的尺度 (例如, 常数的方法) 或对数刻度。所选择的尺度可能是也可能不是自适应方法结果的直接结果, 但主要是它涉及到所研究的感官形态的动态。最后, 该方法还提到试验的数量和它们的呈现顺序。
在分析方面, 它涉及到实验测量的统计。无论选择适当的分析方法来比较测试组和对照组, 心理物理学主要是测量两个条件之间的绝对阈值或微分阈值 (例如, 存在与不存在刺激, 或两个刺激之间的 jnd), 特别是在 2ifc 19.这种测量来自心理测量功能 (即行为的连续模型, 作为检测或识别所涉条件之一的概率的函数)。选择模型函数取决于比例, 换句话说, 取决于自变量值的间距。累积法线、逻辑、快速和 weibull 等函数适用于线性间距的值, 而 gumbel 和 low-kick 则更适合对数间距。还存在其他模式, 例如在 aid 任务中使用的tanh 。重要的是, 选择正确的模型取决于感兴趣的参数, 在实验20的设计中考虑到了这一点。将数据拟合模型后, 应该可以导出两个参数: α和β参数。在通常用于2ifc 范式中的逻辑函数的情况下, α是指投影到主观相等点 (即在逻辑的一半) 的 abscissas 值。β参数是指α值的斜率 (即条件之间过渡的陡峭度)。最后, 从心理测量曲线中通常得到的参数是微分石灰石灰 21 (dl)。在2ifc 实验中, dl 与β有关, 但严格而言, 对应于两个间隔之间的最小感知差异。确定 dl 的公式是下面的公式 (1)。
(2)
在这里, x代表以0.75 和0.25 的性能投影的自变量值直接在 sigmoidal 曲线上测量。在这之前, 我们只讨论了一些关于心理测量功能的概括性。我们建议进一步研究估计和解释心理测量功能, 这些和其他参数22。
在实施心理物理实验时需要考虑的其他技术方面与设备和软件有关。如今, 商用计算机的内存和速度容量通常是高保真视觉和听觉任务中的最佳处理方式。此外, 补充材料 (如遮噪耳机、扬声器和显示器) 的动态分辨率必须满足感官模式的采样率 (例如频率、振幅、对比度和刷新率)率)。此外, 像性感工具箱23和 psychy24等软件程序易于实施, 并且在同步任务事件和设备时效率很高。
前面描述的 aid 任务为2ifc 范例组合了上面描述的许多主题。有趣的是, 它探索了在毫秒范围内 v、a 和 av 间隔的感知, 大脑的大部分过程发生在25、26、27.矛盾的是, 这也是一个具有挑战性的失误, 研究视力, 这与试镜相比, 导致了一个有点有限的采样率28。从这个意义上说, 多模比较需要额外的理论范围12,29,30。有时, 它们需要进一步裁剪, 以包含一个共同的调制频谱或实现一致的解释。
该协议侧重于歧视任务 (即2ifc, 其中基础刺激 (也称为参考或标准) 与一组比较或测试刺激进行对比, 以找到 jnd, 换言之, 是歧视门槛)。在这里, 任务是研究人类判别脉冲13的 v、a 或 av 非周期间隔的能力.我们提供有关创建和参数化刺激的信息, 以及关于准确性和反应时间的分析的信息。重要的是, 我们讨论了如何从心理计量学统计结果参数解释受试者的时间感知, 以及2ifc 心理物理方法主题中的一些实验和分析替代方案。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
这些实验得到了国立自治大学细胞生理学研究所生物伦理委员会的批准 (编号)。CECB_08), 并根据《世界医学协会道德守则》的准则进行。
1. 实验设置
- 用于执行非周期性间隔判别 (aid) 任务的材料和刺激设置
- 在至少有 8 gb ram、2.5 ghz 处理器和 60 hz 刷新速率监视器的计算机上执行此实验, 以创建和运行任务。
- 获取一组降噪耳机, 以避免在执行任务时干扰参与者注意力的环境声音。
- 使用分贝计将耳机的音量设置为 ~ 65 db spl。
- 通过运行此协议中包含的图形用户界面 (gui) (图 1), 或通过使用 "心理工具箱" 或 "心理" 等程序, 为任务创建 v、a 和 av 刺激。
- 从 http://www.ifc.unam.mx/investigadores/Luis-lemus 下载 stimuli _ gui. zip 文件。然后, 为此 gui 打开 matlab (2016a 或更高版本)。
- 单击 matlab 菜单选项卡上的"setpath " 选项, 将 stimuli _ gui 文件夹添加到工作区。首先, 选择"添加文件夹" 按钮, 选择 " stimuli _ gui " 文件夹, 然后按"保存"按钮。最后, 通过单击 "关闭"按钮关闭窗口。
- 使用 "主菜单" 选项卡下的"打开" 选项 "打开" stipli _ gui. m "文件。然后, 按键盘上的f5以显示 gui (图 1)。
- 单击 "条件" 弹出菜单以选择脉冲的首选分布 (即创建等距脉冲刺激的周期, 或用于随机分布的周期)。然后, 在"脉冲数" 弹出菜单中选择所需的脉冲数 (即2-6)。最后, 在 "持续时间" 对话框中输入所需的刺激持续时间。
注意: 为了避免 v 闪烁融合 (即两个或两个以上脉冲被视为只有一个), 必须创建至少30毫秒的脉冲间隔 (ipi). 因此, 考虑到每个脉冲都预定义为最后50毫秒, 最大值为刺激中的脉冲受到 ipi 的约束。超过最小 ipi 的脉冲会产生错误。
注意: 该程序以每秒60帧的速度以音频视频交错 (avi) 格式生成图像。但是, 它们可以在每个试用版中使用 "心理工具箱" 或 "精神" 在网上创建。考虑通过在黑色背景上连接至少三个4°灰色圆圈的帧来创建50毫秒的脉冲。在这里, 该方法生成 avi 和 wav 文件, 以便在 labview 中实现, 从而建议使用更复杂的视频或音频剪辑的可能性。 - 单击"生成 ipi " 按钮, 在 "ipi 值" 框中显示 ipi 值, 并查看脉冲的结果分布图。
注意: 每次单击"生成 ipi " 按钮时, ipi 值都会自动更新。可以复制和保存这些值, 以便进一步分析。 - 通过在 "输入视频文件名" 对话框中键入描述性文件名 (例如, peri大批 visuingalmm. avi), 生成和存储 v 刺激。单击 "生成视频" 按钮, 等待显示灰色 ~ 4°圆圈的弹出窗口关闭。然后, 点击播放按钮, 查看创建的 v 刺激。
注意: 当程序生成图像时, 不要点击其他图形, 因为这可能会导致程序丢失图形的句柄并产生错误的视频。
注: v 物体的角振幅由以下方程 (2) 获得。
(3)
这里, a 是以度表示的 v 的振幅, s 是以厘米为单位的视觉对象的大小, 在屏幕上测量, d 是从观察者到屏幕的厘米距离。 - 通过在 "输入音频文件名" 对话框中键入描述性文件名 (例如, "周期性声学 500. ms. wav"), 使用相同的 v ipi 值生成和存储 a 刺激。单击 "生成音频" 按钮以观察创建的音频的图形, 然后单击 "播放" 按钮以收听新音频。
注: 预定义的脉冲频率为1千赫;但是, 可以在 "声频 (hz)" 对话框中对其进行更改。 - 重复步骤1.1.4.2 到 1.1.4.5, 为 aid 任务的每个比较间隔 (即, v 和 a 间隔, 按100毫秒的步骤) 创建10个非周期 (ap) 刺激。只为控制集的每个周期创建一个周期 (p) 刺激。
- 从 http://www.ifc.unam.mx/investigadores/Luis-lemus 下载 stimuli _ gui. zip 文件。然后, 为此 gui 打开 matlab (2016a 或更高版本)。
- 生成一个扩展的白噪声剪辑 (例如, 30分钟), 以便在实验期间用作背景, 或从互联网库下载。
- 创建一个3°白色十字, 并将其保存在 jpeg 文件中, 用作参与者启动试验的提示。
注意: av 刺激是在任务执行过程中叠加 v 和 a 一致剪辑的结果。在 v 发病后将 a 刺激移动到90毫秒, 以产生知觉同时性 32.
- 任务设计和实现
- 通过在 excel 工作表中列出创建的刺激的名称, 创建 p 和 ap v、a 和 av 试验集。使用不同的列包括任务期间所需的所有信息, 例如参考和比较刺激的方式、每次试验的重复次数、刺激持续时间和预期的响应 (请参阅以下示例级 csv 文件中包含的sp斯托 _ 中文. zip 文件)。以逗号分隔的值 (csv) 格式保存每个集。
注意: 实验的目的是获得心理测量功能的概率感知测试刺激 (即比较刺激) 比参考更长作为比较刺激的变化的函数。因此, 生成心理测量函数的试验必须采用参考刺激, 固定在间隔范围的一半 (即800 毫秒)。然而, 为了保证参与者的标准依赖于参考刺激, 他们必须始终关注参考和比较。因此, 应列入不同参照的试验, 以抵消不同比较的数量。最后, 考虑提出 v、a 和 av 试验块, 以避免注意力的影响。然而, 总是存在 p 和 ap 试验随机插层。 - 创建一个程序, 用于使用 "心理工具箱" 或 "心理" 自动运行任务, 或下载并运行可在 http://www.ifc.unam.mx/investigadores/Luis-lemus 上使用的自动化 2IFC_Task (用于在 labview 2014 或更高版本中运行)。
- 双击任务的文件, 打开2IFC_Task。
- 通过从控制面板中选择刺激文件夹来加载创建的刺激。首先, 使用对话框上的向上和向下按钮以显示0。然后, 按文件夹图标选择刺激文件夹。
- 重复步骤1.2.2.2 将 "文件路径" 设置为1、2、3或 4, 以加载 csv 试用文件集、txt 输出文件、wav 背景音频以及 jpeg 格式的白色交叉提示。
注意: 编程任务时, 请以方便的格式存储数据, 以便进行离线分析 (例如, txt 或 csv 格式)。包括有关试验的信息: 外观顺序和行为结果, 如命中、错误、反应时间和响应时间。 - 按下 "控制面板" 上的"白噪声" 按钮以激活背景噪声。然后, 将分贝计尽可能靠近耳机, 并将操作系统音量控制设置为 ~ 65 db spl。最后,将控制面板上的背景音量控制调整为 ~ 55 db spl。
- 使用 Pre_S1 和 inter _ stim 的对话框分别指定第一个刺激传递和内部刺激分离的时间间隔。
注: 默认时间为 1, 000 毫秒. 其他图形指示器供审查员实时观察结果 (例如, 每个条件的性能条形图, 以及命中次数、错误、误报和当前试验次数的显示)。 - 通过单击 "工具"选项卡下的"向右运行" 箭头图标来测试任务, 并执行一些测试试验。
注意: 我们建议使用两个监视器, 一个用于传递任务, 另一个用于联机监视任务。- 在屏幕中心出现视觉提示后, 按住空格键启动每个试验。释放空格键后, 交付一对刺激, 并按向上或向下箭头键, 以完成试验。
- 重复步骤 1.2.2.6.1, 直到集完成。任务将自动停止。或者, 通过单击"控制面板" 菜单中的"停止" 按钮来中止任务。
- 通过在 excel 工作表中列出创建的刺激的名称, 创建 p 和 ap v、a 和 av 试验集。使用不同的列包括任务期间所需的所有信息, 例如参考和比较刺激的方式、每次试验的重复次数、刺激持续时间和预期的响应 (请参阅以下示例级 csv 文件中包含的sp斯托 _ 中文. zip 文件)。以逗号分隔的值 (csv) 格式保存每个集。
(3)2. 参加者
- 招募10至30名男性和女性右手参与者, 年龄差异不超过 10年, 视力正常或纠正正常, 没有听觉缺陷。
- 要求参与者填写一份关于其年龄、性别、手感以及身体或心理状况的调查问卷 (例如, 有视觉或听觉缺陷、音乐培训和药物摄入)。
- 告诉参与者实验的目的、程序和持续时间。注意不要引起偏差 (例如, 告诉他们 p 或 ap 条件的发生)。然后, 请参与者书面同意参加实验。
3. 实验程序
- 在光线恒定的安静房间里进行实验。
- 运行该任务。
- 校准分贝计, 并重复步骤1.2.2.4 中所述的过程。
注意: 在整个实验过程中, 应在 ~ 65 db spl 下进行双耳传递声学刺激。实验前必须使用分贝计来测试声学振幅, 以避免受伤。 - 请参与者舒适地坐在显示器前, 距离60厘米。然后, 将键盘放置在可到达的距离, 并将耳机调整到参与者的头部 (图 2c)。
- 指示参与者在视觉提示出现后开始试用, 方法是按下并按住整个试验的空格键。指示参与者在两个连续刺激的表示后释放空格键, 如果第二个刺激持续的时间超过第一个, 则按向上箭头键; 如果它持续较短的时间, 则按向下箭头键 (图 2 b)。
- 最后, 指示参与者只使用右手食指完成任务, 并评论是否有可能休息 5分钟, 以防参与者在实验过程中感到疲劳或分心。
- 打开耳机的隔音功能, 让参与者练习10-15 个试验。
注意: 在此阶段, 建议提供正确答案的可视输入。此外, 还可以在实验期间提供反馈;但是, 要注意可能的偏差。 - 运行该任务。
4. 数据分析
- 计算 p 和 ap、v、a 和 av 试验中每个块的性能平均值的平均值和标准误差。
- 生成比参考更长的概率的散点图, 作为比较间隔的函数。然后, 将逻辑函数与数据相匹配。
注意: 如简介中所述, 选择方便的模型取决于实验和数据。模型的一个示例是为 aid 任务报告的tanh 。这种模型提供了四个参数 (图 3 a中的插入), 定义如下:
参数a对应于从拐点到高原的性能大小。β参数对应于拐点处的一阶导数。与参考类别相比, 值越高, 就越容易感知到长和短之间的过渡。参数或 x0 是拐点投影的横坐标值 (即主观相等点)。这种参数的移动表示整体时间偏差。最后, c或 y0 表示纵坐标处的拐点, 并揭示了对特定反应的偏差。用于拟合和分析心理测量功能的替代例程是 palamedes 工具箱6和快速性33。 - 重复步骤4.1 中的过程, 以分析反应时间和响应时间。
- 执行统计分析, 以比较每个感官模式中的 p 和 ap 精度分布。
- 进行额外的分析, 如皮尔逊的相关性, 以找出周期指数和准确性之间的关系, 以及周期指数和反应时间之间的关系。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
该协议提出了一种在人类中进行心理物理学实验的方法。该技术复制了以往关于 v、a 和 av 脉冲 ap 列车间隔的判别的研究, 该方法是使用2ifc 方法进行的。这种刺激是由 6个50毫秒脉冲的 p 和 ap 分布在毫秒范围内的不同间隔 (即在100毫秒的步骤中从500毫秒到 1, 100 毫秒) 的列车分布而产生的。图 2 a显示了一些间隔及其计算的周期指数。
该任务在 labview 中进行了编程, 包括对两种连续刺激进行机内试验 (图 2b)。31名参与者 (15名女性和16名男性年龄为23.6±4.3 岁 [平均±标准偏差]) 完成任务后, 我们获得了每个 p 和 ap v、a 和 av 的心理测量功能, 使用tanh函数 (图 3 a-3c;适合的好: 2, q & gt; 0.05)。
图 3中的右面板显示了tanh与 p 和 ap 条件的回归参数的比较。这些参数的非重叠方差表示统计差异, 例如 v a、 β和c值 (p & lt; 0.05). 这一结果在 v ap sigmoid 向下移动时表现得很明显, 这表明参与者认为间隔比参考时间更长 (图 3 a)。同样, 比参照短的间隔被准确地视为较短, 因为c参数显示 ap 转移到调用比参照短的概率。此外, a 和 av 判别过程中 ap 和 p 间隔的比较显示出β 和参数的差异 (p & lt; 0.05), 因为 ap 的总体精度降低, 表明 ap 刺激一般是更难歧视。有趣的是, 在 p 和 ap 条件下, a 和 av 的性能相似 (图 3b和3B), 表明 a 在 av 识别中优于 v。
在 v 条件下, β证明 ap 条件下从短向长的过渡发生得更快。这一结果表明, 参与者对自己的决定充满信心, 反应时间就证明了这一点 (图 4 a)。相反, p 和 ap av 的反应时间与 a 条件的反应时间相似, 也表明 a 优势 (图 4b和4B)。对这些结果的总体解释是, v ap 模式产生了 v ap 时间间隔的感知压缩。
心理物理结果反映了不同感官方式在信息处理方面的差异。当我们要求被试区分 ap 模式的持续时间时, 我们发现这种模式会不同地改变时间感知。v 系统压缩时间估计, 而 a 和 av 精度仅受到 ap 结构的轻微影响。总之, 这些结果显示了不同的例子, 解释的结果, 通过他们的心理测量参数的心理生理任务。
图 1: 创建 aid 任务刺激的图形用户界面 (gui).gui 允许通过引入参数和命名刺激来创建视觉或听觉刺激。生成的互脉冲间隔 (ipi) 的图形表示和听觉刺激的图形显示在右侧的窗口中。有关如何实现此 gui 的详细说明在文本中进行了描述。请点击这里查看此图的较大版本.
图 2: 任务结构和设置.(a) 此面板显示以灰色正方形表示的脉冲非周期序列的不同持续时间间隔的图形描述。通过顶部公式得到的间隔和周期指数显示在不同的线, 并作为其持续时间的函数。pi = 周期指数;p = 周期性;ap = 非周期性。(b) 该小组显示单模试验期间的事件顺序。每项试验都是在参与者释放空格键 (sbd) 时开始的。在参考刺激和 1 s 的内部刺激之后, 传递了一个比较刺激, 参与者释放了空格键 (sbr), 为了报告比较是比参考更长还是更短, 按向上或向下按下向上或向下箭头键, 分别 (选择)。参考和比较的灰色方块表示由上面的图标描绘的实际视觉、听觉和视听脉冲的脉冲。(c) 此面板显示实验设置的描述。该材料包括一台电脑、一组降噪耳机、一台显示器和一个键盘。图 1 a 和1b改编自 duarte 和 lemus13, 在综合神经科学前沿版权声明的指导下。请点击这里查看此图的较大版本.
图 3: 双曲切线回归模型获得的心理测量函数.(a) 此面板显示宣布比较时间超过参照的总体概率, 作为视觉周期 (实线) 和视觉非周期 (虚线) 实验的比较时间间隔的函数。(b) 此面板显示与 a 组相同的信息, 但随后用于声学条件。(c) 该小组显示与a 小组相同的信息, 但随后显示视听条件的信息。右侧面板显示面板 a 中的插入中定义的 tanh参数的分布. 面板a-c 中的误差条表示右侧面板中平均值和置信区间的标准误差。星号表示群内差异。p = 周期性;ap = 非周期性;v = 视觉;a = 声学;av = 视听。这个数字是修改从杜阿尔特和莱姆斯13, 指导与版权声明的前沿在综合神经科学。请点击这里查看此图的较大版本.
图 4: 反应时间.(a) 此面板显示视觉实验的平均反应时间。(b) 该面板显示声学实验的平均反应时间。(c) 该面板显示了视听实验的平均反应时间。实线 = 周期间隔。虚线 = 非周期性间隔。误差线表示平均值的标准误差。这个数字是修改从杜阿尔特和莱姆斯13, 指导与版权声明的前沿在综合神经科学。请点击这里查看此图的较大版本.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
在心理物理学中, 任务的选择取决于感知现象的特殊兴趣5,6。例如, 该协议包括重新创建以前报告的关于不定期排列脉冲的视觉、听觉和视听刺激的时间间隔感知的范式, 该范式实现了2ifc 方法13。在这里, 与大多数心理物理学任务一样, 足够的硬件和软件对于准确地创建、重现和记录任务元素至关重要, 尤其是在探索在25、26 毫秒范围内发生的现象时 ,27岁。当前方法的一个优点是能够通过 gui 产生不同的刺激, 因为它允许探索它们的指标和性能。在这方面, 无论刺激的复杂性如何, 参数化变量的重要性都是值得的, 就像本协议一样, 该协议实现了一种简单而新颖的方法来量化非周期性 13 (图 2a).我们还建议将刺激存储在音频和视频格式中, 如 wav 和 avi, 因为这提供了在实验中实现大型视频剪辑的可能性。但是, 这些格式需要有效地管理硬件和软件处理;例如, 通过将刺激预缓冲到传导程序的环境变量中。尽管如此, 一些程序, 如心理工具箱或心理是有用的, 或者, 创建在线刺激。
虽然我们没有包括试点实验的结果, 但最好是进行这些实验, 以检查设备的正确运行, 并找到独立变量 18、34 的满意范围和缩放。从这个意义上说, 实施自适应心理物理方法建议6,17。此外, 试点实验确定了足够的参与者库和试验重复次数, 从而产生了可靠的结果和统计分析 14。
关于与会者, 始终必须明确指示他们应该参加什么会议, 以及他们应该如何参加。否则, 采取替代战略可能会误导结果 21、35.例如, 在这项任务中, 我们要求参与者区分刺激的持续时间;然而, 典型的行为包括判别速度、加速29、事件11的数量或报告相似性。换句话说, 虽然可以在参与者中观察到类似的表现, 但结果可能还存在缺陷, 包括不同的大脑过程1 6。因此, 在充分指导参与者的同时, 必须向他们询问他们为解决任务而采取的战略。
心理物理学的一个固有问题来自感官模式的性质, 因为它们对方法12、29、30、32施加了限制。例如, 考虑到 15 hz 以上提供的视觉帧可能会产生闪烁融合 28, 研究脉冲的视觉感知需要缓慢的调制, 以避免不想要的结果。此外, 感官方式之间的比较使问题升级。在这方面, 在 aid 实验中观察到的一个有趣的现象是, 非周期性视觉刺激产生了时间估计的感知压缩, 但周期性的压缩没有。在那里, tanh函数以最佳方式拟合数据, 因为观测到的非周期视觉高原没有达到1的最大概率, 如其他逻辑模型预测 (图 3 a)。然而, 无论选择最佳的逻辑模型, 可以说非周期视觉没有达到概率最大值, 因为刺激范围是不够的。因此, 增加间隔的持续时间或减少脉冲数可能会产生不同的结果17。然而, 这里有一个更深刻的问题, 实际上与心理物理学中的一个困境有关。首先, aid 实验的目的是测试数百毫秒范围内的间隔感知, 这说明了时间处理 26,27的特殊情况。因此, 增加间隔时间将导致测试不同的大脑机制16。其次, 视觉周期控制被证明在适当的范围内运行;因此, 传播视觉间隔是没有道理的。最后, 单独调整条件的间隔间隔可以禁用不同组之间的比较, 或者, 重要的是, 在这里, 在感官模式30 之间的比较。同样, 调整听觉和视听间隔也是没有道理的 (图 3b和3B)。因此, 进退两难的是, 旨在获得完美的心理物理分布可能混合神经元过程, 而不这样做可能会产生次优的结果。
总之, 心理物理学包括研究感觉处理的神经元机制的行为结果。这样一个具有挑战性的目标需要对刺激、任务、方法、分析和测量进行优化选择和实现.当掌握心理物理学时, 它提供了对感知的宝贵见解。此外, 它是必不可少的模型, 需要训练有素的动物来研究, 例如, 行为10,30,36,37的神经生理相关性。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
作者没有什么可透露的。
Acknowledgments
这项工作得到了 cb-256767 国家委员会的支持。提交人感谢 isaac morán 的技术援助和 fixilia celilic (ifc) 计算机股的 ana escalante 的宝贵协助。
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).
