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Behavior

Un'attività di forzato-scelta di due-intervallo per i confronti multisensoriale

Published: November 9, 2018 doi: 10.3791/58408
Automatic Translation
1, 1, 1
1Neurociencia Cognitiva, Instituto de Fisiología Celular, Universidad Nacional Autónoma de México

Summary

Psicofisica è essenziale per lo studio di fenomeni di percezione attraverso informazioni sensoriali. Qui presentiamo un protocollo per eseguire un'attività di forzato-scelta di due-intervallo per come è implementato in una precedente relazione sulla psicofisica umana dove i partecipanti stima la durata degli intervalli di visiva, uditivi o audiovisive di aperiodici treni di impulsi.

Abstract

Forniamo una procedura per un esperimento di psicofisica in esseri umani basato su un paradigma descritto in precedenza per la caratterizzazione percettiva durata degli intervalli all'interno della gamma di millisecondi dei treni aperiodici visivi, acustici e audiovisivi di sei impulsi. In questa attività, ognuna delle prove consiste di due divisioni consecutive intramodale dove i partecipanti premere il tasto freccia verso l'alto per segnalare che il secondo stimolo è durato più a lungo il riferimento o il tasto freccia verso il basso per indicare il contrario. L'analisi del comportamento sfocia in funzioni psicometriche della probabilità di stima lo stimolo di confronto per essere più il riferimento, in funzione degli intervalli di confronto. In conclusione, abbiamo anticipato un modo di implementare software di programmazione standard per creare stimoli visivi, acustici e audiovisivi e per generare un'attività di due-intervallo forzato-scelta (2IFC) fornendo stimoli attraverso le cuffie rumore di blocco e un monitor del computer.

Introduction

Lo scopo del presente protocollo è di trasmettere una procedura per un esperimento standard su psicofisica. Psicofisica è lo studio dei fenomeni di percezione attraverso la misura delle risposte comportamentali, indotte da input sensoriali1,2,3. Di solito, psicofisica umana è uno strumento economico ed essenziale per implementare in esperimenti neurofisiologici o imaging4. Tuttavia, non è mai facile selezionare il metodo psico-fisico più appropriato fra i tanti che esistono, e la scelta dipende un po ' di esperienza e preferenza. Tuttavia, invitiamo i principianti a rivedere le metodologie disponibili accuratamente al fine di conoscere i criteri di selezione5,6,7. Qui, forniamo una procedura per eseguire un'operazione di 2IFC, che molti ricercatori utilizzano frequentemente per studiare processi percettivi come lavoro memoria8, decisione che fa9,10o tempo percezione11 , 12 , 13.

Per guidare i lettori lungo il metodo, ricreiamo un rapporto sulla duratadell ' percettive visive (V), uditive (A) e audiovisivi (AV) intervalli di aperiodici sequenze di impulsi. Ci riferiremo a questo compito come un intervallo aperiodico discriminazione (AID) attività13. Quando si tenta di descrivere questo paradigma in gergo psicofisica, sarebbe un compito di discriminazione di classe A, tipo 1, basati sulle prestazioni, criterio-dipendente che utilizza un metodo non adattivo delle costanti e un modello di tangente iperbolica (tanh) per calcolare una soglia differenziale. Anche quando tali suoni di una caratterizzazione un po' impigliato, lo useremo per introdurre il lettore ad alcuni aspetti generali della psicofisica, sperando di fornire criteri di decisione per nuove sperimentazioni e forse anche la possibilità di sartoria l'attuale protocollo di altre esigenze.

Qualsiasi esperimento psico-fisico, ad esempio un'attività di 2IFC, è necessario implementare stimoli, un'attività, un metodo, un'analisi e una misura6. L'obiettivo è quello di ottenere la funzione psicometrica che meglio rappresenta il rendimento misurato14. Un'attività di 2IFC consiste di presentare ai partecipanti, che sono ingenui allo scopo dell'esperimento, prove di due stimoli sequenziali. Dopo aver confrontato gli stimoli, riportano il risultato selezionando uno e solo uno, fuori due possibili risposte che meglio si adatta alle loro percezione.

Con stimoli, ci riferiamo a considerazioni tecniche sulla modalità sensoriale sotto studio. Un esperimento di classe A è costituito dal confronto degli stimoli della stessa modalità all'interno di un processo, mentre la classe B esperimenti includono confronti tra cross-modale. Altre considerazioni essenziali su stimoli includono la loro realizzazione, come i modi tecnici di stimoli modulanti in un intervallo desiderato. Ad esempio, se vogliamo trovare la differenza appena evidente (JND) tra due frequenze di sbattimento di vibrazione sulla pelle15, abbiamo bisogno di uno stimolatore di precisione per generare frequenze entro i confini dello sbattimento (cioè, 4-40 Hz). In altre parole, il campo di funzionamento dinamico degli elementi tecnici dipendono lo spettro dinamico di ogni modalità sensoriale.

Selezionare un'attività è il fenomeno percettivo in fase di studio. Per esempio, di trovare se due stimoli sono che lo stesso, o equivalente, può contare su meccanismi cerebrali differenti rispetto a quelli risoluzione se uno stimolo è superiore o inferiore a un riferimento16 (come il paradigma di aiuto). Intrinsecamente, selezione di stimoli definisce il tipo di risposte ottenute. Esperimenti di tipo 1, a volte strettamente imparentati con gli esperimenti di cosiddette prestazioni, sono le risposte corrette o errate. Al contrario, un esperimento di tipo-2 (o esperimento di aspetto) produce risposte prevalentemente qualitative che dipendono dal criterio del partecipante e non su qualsiasi criterio esplicitamente imposto; in altre parole, il criterio-indipendente esperimenti. È interessante nota che le risposte di attività 2IFC sono criterio dipendente perché, in ogni prova, lo stimolo standard (a volte chiamato stimolo base o riferimento) costituisce il criterio da cui dipende la percezione di confronto.

Il metodo può riferirsi a tre cose; in primo luogo, può riferirsi al meccanismo per la selezione della gamma di stimoli per testare o, in altre parole, a una già nota gamma di variabilità di stimolo, in contrasto con i metodi adattivi mirato a stabilire un'adeguata gamma17. Tali questioni adattive sono raccomandati per trovare rapidamente le soglie di rilevamento e discriminazione e per ripetizioni di prova minimo18. Inoltre, i metodi adattivi sono ottimali per esperimenti pilota. La seconda definizione di un metodo è la scala di modulazioni di stimoli (ad es., il metodo delle costanti) o una scala logaritmica. La scala selezionata può o non può essere una conseguenza diretta del risultato di un metodo adattivo, ma principalmente, per quanto riguarda la dinamica della modalità sensoriali studiati. Infine, il metodo fa riferimento anche al numero di prove e il loro ordine di presentazione.

Per quanto riguarda l'analisi, si riferisce alle statistiche delle misure sperimentali. Indipendentemente dalla selezione di appropriati metodi analitici per i confronti tra gruppi di controllo e test, psicofisica è per lo più su soglie assolute o differenziale tra due condizioni di misurazione (ad es., presenza vs assenza di un stimolo o JND tra due stimoli), specialmente in 2IFC19. Tali misurazioni derivano da funzioni psicometriche (cioè, continui modelli di comportamento come una funzione della probabilità di rilevazione o più esigenti una delle condizioni in gioco). Selezionando la funzione di modello dipende la scala o, in altre parole, la spaziatura dei valori della variabile indipendente. Funzioni come normale cumulativa, logistica, rapido e Weibull sono appropriati per valori distanziati in modo lineare, considerando che Gumbel e registro-Quick sono meglio adatta per spaziatura logaritmica. Modelli alternativi esistono anche, come tanh impiegate nell'attività di soccorso. Cosa importante, selezionando un modello corretto dipende dai parametri di interesse, come considerato nella progettazione del esperimento20. Dopo aver montato i dati a un modello, dovrebbe essere possibile ricavare due parametri: parametri α e β . Nel caso di una funzione logistica in genere impiegata in un paradigma di 2IFC, α fa riferimento al valore di ascisse proiettando al punto di uguaglianza soggettiva (vale a dire, a metà della logistica). Il parametro β si riferisce al versante al valore α (cioè, la ripidità della transizione tra condizioni). Infine, un parametro comunemente ottenuto fuori una curva psicometrica è il differenziale limen21 (DL). In un esperimento di 2IFC, il DL si riferisce a β, ma rigorosamente, corrisponde alla minima differenza percepita tra due intervalli. La formula per determinare il DL è la seguente equazione (1).

Equation 1(1)

Qui, x sta per valori di variabili indipendenti, proiettando in una performance di 0,75 e 0,25 misurata direttamente la curva sigmoidale. Fino a questo punto, abbiamo coperto solo alcune generalità sulle funzioni psicometriche. Si consiglia di ulteriore studio di stima ed interpretare funzioni psicometriche, con questi e altri parametri22.

Altri aspetti tecnici da considerare quando si implementa un esperimento psico-fisico sono relative a materiale e software. Capacità di memoria e velocità dei calcolatori commerciali al giorno d'oggi sono solitamente ottimale per l'elaborazione nei compiti visivi ed uditivi ad alta fedeltà. Inoltre, la risoluzione dinamica di materiali complementari, come rumore di blocco cuffie, altoparlanti e monitor, deve soddisfare la frequenza di campionamento in cui operano le modalità sensoriali (ad es., frequenza, ampiezza, contrasto e rinfrescante tasso). Inoltre, programmi software come PsychToolbox23 e PsychoPy24 sono facili da implementare e altamente efficienti a sincronizzazione delle attività eventi e attrezzature.

L'attività di aiuto precedentemente descritta assembla molti degli argomenti descritti in precedenza per un paradigma di 2IFC. Interessante, essa Esplora la percezione di V, A e intervalli AV nell'intervallo di millisecondi, dove la maggior parte dei processi del cervello si verificano25,26,27. Paradossalmente, è anche un periodo impegnativo per studiare la visione, che, rispetto al provino, genera un po' vincolata di campionamento tasso28. In questo senso, i confronti multimodali richiedono ulteriori ambiti teorici12,29,30. A volte, hanno bisogno di ulteriore sartoria per includono un comune spettro di modulazione o per raggiungere interpretazioni congruenti.

Questo protocollo si concentra su un compito di discriminazione (vale a dire, un 2IFC dove uno stimolo base, chiamato anche riferimento o standard, è in contrasto con una serie di stimoli di confronto o prova a trovare un JND o, in altre parole, una soglia di discriminazione). Qui, l'attività è impostata per studiare la capacità degli esseri umani a discriminare gli intervalli di tempo di V, A, o AV modelli aperiodici di impulsi13. Forniamo informazioni sulla creazione e parametrizzazione di stimoli, nonché sulle analisi di precisione e tempi di reazione. D'importanza, discutiamo come interpretare la percezione del tempo degli oggetti dai parametri di risultato statistico di psicometria e alcune alternative sperimentali e analitici all'interno degli argomenti di un metodo di 2IFC psico-fisico.

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Protocol

Gli esperimenti sono stati approvati dal comitato di bioetica dell'Istituto di fisiologia cellulare di UNAM (No. CECB_08) e trasportato sotto le linee guida del codice etico dell'associazione medica mondiale.

1. sperimentale

  1. Materiale e stimoli di set-up per l'esecuzione di un compito di discriminazione (AID) intervallo aperiodico
    1. Eseguire questo esperimento su un computer con un minimo di 8 GB di RAM, processore 2,5 GHz e un monitor di frequenza 60 Hz rinfrescante per creare ed eseguire l'attività.
    2. Ottenere un insieme di cancellazione del rumore cuffie per evitare suoni ambientali distrarre i partecipanti durante l'esecuzione dell'attività.
    3. Utilizzare un misuratore di decibel per impostare il volume delle cuffie a ~ 65 dB SPL.
    4. V, A, di creare e stimoli di AV per l'attività eseguendo un'interfaccia utente grafica (GUI) includevano in questo protocollo (Figura 1), oppure utilizzando programmi come PsychToolbox o PsychoPy.
      1. Scaricare il file Stimuli_GUI.zip da http://www.ifc.unam.mx/investigadores/Luis-lemus. Quindi, aprire MATLAB (2016a o superiore per questa GUI).
        1. Cliccare sull'opzione SetPath alla scheda menu di MATLAB per aggiungere la cartella di Stimuli_GUI nell'area di lavoro. In primo luogo, selezionare il pulsante Aggiungi cartella , selezionare la cartella Stimuli_GUI e premere il pulsante Salva . Infine, chiudere la finestra facendo clic sul pulsante Chiudi .
        2. Aprire il file di Stimuli_GUI.m utilizzando l'opzione Apri nella scheda del menu principale . Quindi, premere F5 sulla tastiera per visualizzare la GUI (Figura 1).
      2. Fare clic sul menu a comparsa di condizione di selezionare la distribuzione preferita di impulsi (cioè, periodica per la creazione di uno stimolo di impulsi equidistanti, o Aperiodic per una distribuzione casuale). Quindi, selezionare il numero desiderato di impulsi (cioè, 2-6) nel menu a comparsa numero di impulsi . Infine, immettere la durata desiderata dello stimolo nella finestra di dialogo durata.
        Attenzione: Per evitare V flicker fusion (vale a dire, due o più impulsi sono percepiti come soltanto uno), è essenziale per creare intervalli interpulse (IPI) di un minimo di 30 ms, pertanto, dato che ciascuno degli impulsi è predefinito per ultimo 50 ms, il numero massimo di impulsi in uno stimolo è vincolato il IPIs. Impulsi supera l'IPI minimo genera un errore.
        Nota: Il programma genera immagini in un formato di Audio Video Interleave (AVI) a una velocità di 60 fotogrammi al secondo. Tuttavia, possono essere creati online a ogni prova utilizzando PsychToolbox o PsychoPy. È consigliabile creare impulsi 50-ms concatenando almeno tre frame di cerchi 4° grigio su sfondo nero. Qui, il metodo genera file AVI e WAV per l'implementazione in LabVIEW, suggerendo così la possibilità di utilizzare clip video o audio più complessi.
      3. Fare clic sul pulsante Generare IPI per visualizzare i valori dei IPIs presso la casella valori IPI e per vedere un grafico della distribuzione risultante degli impulsi.
        Nota: I valori IPI aggiornato automaticamente ad ogni click del pulsante Generare IPI . Questi valori possono essere copiati e salvati per ulteriori analisi.
      4. Generare e memorizzare uno stimolo V digitando un nome descrittivo (ad es., PeriodicVisual500ms.avi) nella finestra di dialogo immettere nome del file Video. Fare clic sul pulsante Generare Video e attendere che la finestra di popup visualizzati da cerchi grigio ~ 4 ° per chiudere. Quindi, fare clic sul pulsante Play per vedere lo stimolo V creato.
        Attenzione: Mentre il programma genera le immagini, non fare clic su altre figure, come ciò potrebbe causare il programma perdere la maniglia della figura e produrre un video difettoso.
        Nota: L'ampiezza angolare di un oggetto V si ottiene la seguente equazione (2).
        Equation 2(2)
        Qui, una è l'ampiezza di V espressa in gradi, S è la dimensione dell'elemento visivo in centimetri, misurata alla schermata, e D è la distanza in centimetri dall'osservatore per lo schermo.
      5. Generare e memorizzare uno stimolo A utilizzando gli stessi valori di V IPI digitando un nome descrittivo (ad es., AperiodicAcoustic500ms.wav) nella finestra di dialogo immettere nome del file Audio. Fare clic sul pulsante Genera Audio di osservare un complotto dell'audio creato e fare clic sul pulsante Play per ascoltare il nuovo audio.
        Nota: I predefiniti una frequenza di impulso è 1 kHz; Tuttavia, è possibile modificarla nella finestra di dialogo suono frequenza (Hz).
      6. Ripetere i passaggi 1.1.4.2 attraverso 1.1.4.5 per creare 10 aperiodici stimoli di (AP) per ciascuno degli intervalli di confronto dell'attività degli aiuti (vale a dire, V e A intervalli da 500 ms per 1.100 ms con incrementi di 100 ms). Creare solo uno stimolo periodico di (P) per ciascuno degli intervalli di controllo di moda.
    5. Generare una clip estesa di rumore bianco (ad es., 30 min) da utilizzare come sfondo durante l'esperimento, o scaricarlo da una libreria di internet.
    6. Creare un 3° bianco croce e salvarlo in un file JPEG da utilizzare come spunto per i partecipanti di iniziare una prova.
      Nota: Stimoli AV derivare da sovrapporre V e A clip congruenti durante l'esecuzione dell'attività. Spostare gli stimoli A fino a 90 ms dopo l'inizio del V per la produzione di simultaneità percettivo32.
  2. Attività di progettazione e implementazione
    1. Creare set di P e AP V, A e prove di AV elencando i nomi degli stimoli creati in un foglio di Excel. Utilizzare colonne diverse per includere tutte le informazioni necessarie durante l'attività, ad esempio la modalità di stimolazione riferimento e confronto, il numero di ripetizioni al processo, le durate di stimoli e la risposta prevista (Vedi un esemplare file CSV incluso in Stimuli_GUI.zip file). Ogni set di salvare in un formato valori separati da virgola (CSV).
      Nota: L'esperimento ha lo scopo di ottenere funzioni psicometriche della probabilità di percepire gli stimoli test (cioè, gli stimoli di confronto) più il riferimento in funzione delle variazioni degli stimoli di confronto. Di conseguenza, prove per generare funzioni psicometriche devono impiegare uno stimolo di riferimento fissato a metà della gamma di intervalli (cioè, 800 ms). Tuttavia, per garantire che i criteri dei partecipanti affidano lo stimolo di riferimento, essi devono partecipare sempre sia il riferimento e il confronto. Prove di vari riferimenti dovrebbero pertanto incluse per controbilanciare il numero di confronti diversi. Infine, si consideri che presenta blocchi di V, A e prove di AV per evitare effetti attenzionali. Tuttavia, sempre presenti prove P e AP intercalate in modo casuale.
    2. Creare un programma per eseguire automaticamente l'attività utilizzando PsychToolbox o PsychoPy, o scaricare ed eseguire il 2IFC_Task automatizzato disponibile presso http://www.ifc.unam.mx/investigadores/Luis-lemus (per funzionamento in LabVIEW 2014 o superiore).
      1. Aprire il 2IFC_Task facendo doppio clic sul file dell'attività.
      2. Caricare gli stimoli creati selezionando la cartella di stimolo dal pannello di controllo. In primo luogo, utilizzare il su e giù i pulsanti nella finestra di dialogo per visualizzare un 0. Quindi, premere sull'icona della cartella per selezionare la cartella di stimolo.
      3. Ripetere il passaggio 1.2.2.2 per impostare il percorso del File a 1, 2, 3 o 4 per caricare il set CSV di prove file, un file di output TXT, un audio di sottofondo WAV e spunto di una croce bianca in formato JPEG, rispettivamente.
        Nota: Quando un'attività di programmazione, memorizzare dati in un formato comodo per l'analisi offline (ad es., in formato TXT o CSV). Includere informazioni sulla sperimentazione: l'ordine di apparizione e i risultati comportamentali, come colpi, errori, tempi di reazione e tempi di risposta.
      4. Premere il pulsante di rumore bianco situato sul pannello di controllo per attivare il rumore di fondo. Posizionare il misuratore di decibel come vicino come possibile alle cuffie, quindi impostare il controllo di volume OS ~ 65 dB SPL. Infine, regolare il controllo Volume sfondo situato sul Pannello di controllo per ~ 55 dB SPL.
      5. Utilizzare la finestra di dialogo caselle di Pre_S1 e Inter_Stim per specificare il lasso di tempo della prima consegna dello stimolo e della separazione interstimulus, rispettivamente.
        Nota: L'orario predefinito è 1.000 ms. altri indicatori grafici sono per l'esaminatore di osservare risultati in tempo reale (ad esempio, un bar trama delle prestazioni per condizione e visualizza il numero di hits, errori, falsi allarmi e un numero attuale di prove).
      6. Testare l'attività facendo clic sull'icona freccia destra eseguire sotto la scheda strumenti ed eseguire alcuni test di prova.
        Nota: Si consiglia di utilizzare due monitor, uno per la consegna il compito e l'altro per monitorare l'attività online.
        1. Iniziare ogni prova tenendo premuto la barra spaziatrice dopo l'apparenza del segnale visivo al centro dello schermo. Rilasciare la barra spaziatrice dopo la consegna di un paio di stimoli e premere verso l'alto o il tasto freccia verso il basso per finalizzare il processo.
        2. Ripetere il passaggio 1.2.2.6.1 fino a quando il set è completato. L'attività si ferma automaticamente. In alternativa, è possibile interrompere l'attività facendo clic sul pulsante " Stop " dal menu del Pannello di controllo .

2. i partecipanti

  1. Reclutare 10 a 30 partecipanti mano destri maschili e femminili, con non più di dieci anni di differenza d'età tra loro, con la visione normale o rettificato al normale e nessun deficit uditivo.
  2. Chiedere ai partecipanti di compilare un questionario riguardante la loro età, sesso, manualità e condizioni fisiche o psicologiche (ad es., avendo i deficit visivi o uditivi, formazione musicale e assunzione di farmaci).
  3. Dire ai partecipanti circa l'obiettivo, procedure e la durata dell'esperimento. Fare attenzione che nessun pregiudizio è indotta (ad es., dicendo loro circa l'insorgenza di condizioni di P o AP). Quindi, chiedere ai partecipanti di dare consenso scritto a partecipare negli esperimenti.

3. procedura sperimentale

  1. Eseguire gli esperimenti in una stanza tranquilla con illuminazione costante.
  2. Eseguire l'attività.
  3. Calibrare il misuratore di decibel e ripetere la procedura come descritto nel passaggio 1.2.2.4.
    Attenzione: In tutto l'esperimento, gli stimoli acustici devono essere consegnati binaurale a ~ 65 dB SPL. È essenziale utilizzare un misuratore di decibel per testare le ampiezze acustiche prima dell'esperimento per evitare lesioni.
  4. Chiedere al partecipante di sedersi comodamente davanti al monitor, situato ad una distanza di 60 cm. Quindi, posizionare la tastiera ad una distanza raggiungibile e regolare le cuffie alla testa del partecipante (Figura 2).
  5. Istruire il partecipante per avviare una prova dopo la comparsa della stecca visual premendo e tenendo premuto la barra spaziatrice per la durata della prova. Indicare al partecipante per rilasciare la barra spaziatrice dopo la presentazione di due stimoli sequenziali e di premere il tasto freccia verso l'alto se il secondo stimolo è durato più del primo o per premere il tasto freccia verso il basso se è durato per un breve periodo di tempo ( Figura 2B).
  6. Infine, indicare al partecipante di utilizzare solo il dito indice destro per completare l'attività e commentare la possibilità di prendere una pausa di 5 minuti nel caso in cui il partecipante si sente stanco o distratto durante l'esperimento.
  7. Attivare la funzionalità di rumore-blocco delle cuffie e lasciare che il partecipante pratica 10-15 prove.
    Nota: Durante questa fase, fornendo un input visivo per risposte corrette è raccomandato. Inoltre, è possibile fornire feedback durante l'esperimento; Tuttavia, essere consapevoli delle possibili distorsioni.
  8. Eseguire l'attività.

4. analisi dei dati

  1. Calcolare la media e l'errore standard della media delle prestazioni di ciascuno dei blocchi di P e AP, V, A e prove di AV.
  2. Generare grafici a dispersione della probabilità di percepire lo stimolo di confronto più il riferimento in funzione degli intervalli di confronto. Quindi, inserire una funzione logistica ai dati.
    Nota: Come indicato nell' Introduzione, selezionando un modello conveniente dipende dall'esperimento e i dati. Un esempio di un modello è la tanh come riportato per l'attività di soccorso. Tale modello offre quattro parametri (inserto in Figura 3A) definiti da:
    Equation 3
    Il parametro una corrisponde alla grandezza di prestazioni misurata dal punto di inflessione verso l'altopiano. Il parametro β corrisponde alla derivata prima presso il punto di flesso. Maggiore è il valore, più facile da percepire una transizione tra più e più breve, rispetto per le categorie di riferimento. Il parametro θ o X0 è il valore di ascissa della proiezione del punto di flesso (cioè, il punto di uguaglianza soggettiva). Lo spostamento di tale parametro rappresenta nel complesso distorsioni temporali. Infine, c o Y0 rappresenta il punto di flesso presso l'ordinata e rivela pregiudizi verso una particolare risposta. Routine di alternativo per il montaggio e l'analisi di funzioni psicometriche sono Palamedes toolbox6 e quickpsy33.
  3. Ripetere la procedura dal punto 4.1 per analizzare i tempi di reazione e tempi di risposta.
  4. Eseguire analisi statistiche per confrontare le distribuzioni di precisione P e AP all'interno di ciascuna delle modalità sensoriali.
  5. Eseguire ulteriori analisi, come le correlazioni di Pearson, per trovare la relazione tra precisione e indici di periodicità e tra indici di periodicità e tempi di reazione.

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Representative Results

Questo protocollo ha presentato un metodo per eseguire un esperimento di psicofisica in esseri umani. La tecnica replicati precedente ricerca sulla discriminazione degli intervalli dei treni di AP di V, A e gli impulsi di AV, che è stato effettuato usando un metodo 2IFC. Gli stimoli hanno provocato da P e AP distribuzioni di treni di impulsi 50-ms sei intervalli differenti all'interno della gamma di millisecondi (cioè, da 500 ms a 1.100 ms con incrementi di 100 ms). La Figura 2A Mostra alcuni intervalli e loro indice calcolato periodicità.

Il compito era programmato in LabVIEW e consisteva di erogare intramodale prove di due stimoli sequenziale (Figura 2B). Dopo 31 partecipanti (15 donne e 16 uomini di un'età di 23,6 ± 4,3 anni [media ± deviazione standard]) svolto il compito, abbiamo ottenuto le funzioni psicometriche di ognuna delle P e AP V, A, e precisioni complessive AV utilizzando una funzione tanh (Figura 3A - 3 C; bontà di adattamento: χ2, Q > 0,05).

I pannelli a destro nella Figura 3 mostrano i confronti dei parametri di regressione di tanh alle condizioni di P e AP. Non sovrapposte le variazioni di tali parametri indicato le differenze statistiche, ad esempio nei valori di una, βe c di V (p < 0,05). Questo risultato è evidente all'AP V sigmoideo spostando verso il basso, suggerendo che i partecipanti hanno percepito gli intervalli più di riferimento come più breve (Figura 3A). Allo stesso modo, intervalli che erano più brevi rispetto al riferimento con precisione erano considerati come più breve poiché il parametro c ha mostrato un AP spostando ad una probabilità di chiamata il confronto più breve di riferimento. Inoltre, i confronti di AP e P intervalli durante la A e le distinzioni AV ha mostrato differenze nei parametri β e θ (p < 0,05) perché le precisioni di AP complessive è diminuito, suggerendo che gli stimoli di AP sono stati generalmente più difficile da discriminare. Interessante, le prestazioni A e AV erano simili durante P e condizioni di AP (Figura 3B e 3C), che indica una dominanza A sopra V in discriminazioni AV.

In condizione di V, β ha dimostrato che la transizione dal più corto al più lungo si è verificato più veloce nella condizione di AP. Questo risultato suggerisce che i partecipanti erano fiduciosi delle loro decisioni, come testimoniano i tempi di reazione (Figura 4A). Al contrario, i tempi di reazione di P e AP AV assomigliano a quelli di A di condizioni, anche suggerendo un predominio di A (Figura 4B e 4C). L'interpretazione complessiva di questi risultati è che modelli V AP prodotto una compressione percettiva degli intervalli di tempo V AP.

I risultati psicofisici riflettono le differenze nelle informazioni di elaborazione attraverso modalità sensoriali. Quando abbiamo chiesto i soggetti a discriminare tra la durata dei modelli AP, abbiamo trovato che la modalità altera la percezione del tempo differenziale. Il sistema V comprime la stima del tempo, considerando che A e AV esattezze erano solo leggermente condizionati dalle strutture di AP. Complessivamente, questi risultati mostrano diversi esempi di interpretare i risultati di un'attività psico-fisico attraverso loro parametri psicometrici.

Figure 1
Figura 1: un'interfaccia utente grafica (GUI) per creare stimoli attività di aiuto. La GUI permette di creare un visual o uno stimolo uditivo introducendo parametri e lo stimolo di denominazione. Una rappresentazione grafica degli intervalli interpulse risultante (IPI) e una trama dello stimolo uditivo è mostrati nella finestra a destra. Una descrizione accurata di come implementare questa GUI è descritto nel testo. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 2
Figura 2: struttura e set-up attività. (A), questo pannello mostra una rappresentazione grafica degli intervalli di diverse durate di aperiodici treni di impulsi rappresentata da quadrati grigi. Gli intervalli e i loro indici di periodicità ottenuti da in cima a formula sono mostrati in diverse linee e in funzione delle loro durate. PI = indice di periodicità; P = periodica; AP = aperiodica. (B), questo pannello mostra la sequenza di eventi durante le prove unimodali. Ognuna delle prove è iniziate quando un partecipante rilasciato la barra spaziatrice (SBD). Dopo uno stimolo di riferimento seguito da un interstimulus 1-s, uno stimolo di confronto è stato consegnato, il partecipante rilasciato la barra spaziatrice (SBR) e, in ordine al rapporto se il confronto è stato più o meno lungo rispetto al riferimento, premuto verso l'alto o il basso la chiave di freccia, rispettivamente (a scelta). Il riferimento e quadrati grigi di confronto rappresentano impulsi di effettivi impulsi visivi, acustici e audiovisivi, indicati dalle icone di cui sopra. (C), questo pannello mostra la rappresentazione della disposizione sperimentale. Il materiale comprende un computer, un set di cuffie con eliminazione del rumore, un monitor e una tastiera. Figura 1A e 1B sono adattati da Duarte e Lemus13, sotto la guida con le dichiarazioni di Copyright di frontiere Integrative Neuroscience. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 3
Figura 3: funzioni psicometriche ottengono dal modello di regressione tangente iperbolica. (A), questo pannello mostra le probabilità complessive di dichiarare i confronti più lungo il riferimento come una funzione di confronto intervalli di tempo dei visual periodiche (linee continue) ed esperimenti di visual aperiodico (linee tratteggiate). (B), questo pannello mostra le stesse informazioni come pannello A, ma poi per condizioni acustiche. (C), questo pannello mostra le stesse informazioni come pannello A, ma poi per condizioni audiovisive. I pannelli di destro mostrano la distribuzione dei parametri tanh , come definito nella rientranza nel pannello A. Le barre di errore nei pannelli A - C indicano l'errore standard della media e gli intervalli di confidenza nei pannelli di destro. Gli asterischi rapidi intramodale differenze. P = periodica; AP = aperiodico; V = visual; A = acustica; AV = audiovisivo. Questa figura è stata modificata da Duarte e Lemus13, nelle linee guida con le dichiarazioni di Copyright di frontiere Integrative Neuroscience. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 4
Figura 4: tempi di reazione. (A), questo pannello mostra i tempi di reazione medi per esperimenti di visual. (B) questo pannello mostra i tempi di reazione medi per esperimenti di acustici. (C), questo pannello mostra i tempi di reazione medi per esperimenti audiovisivi. Linee continue = intervalli periodici. Linee tratteggiate = intervalli aperiodici. Le barre di errore indicano l'errore standard della media. Questa figura è stata modificata da Duarte e Lemus13, nelle linee guida con le dichiarazioni di Copyright di frontiere Integrative Neuroscience. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Discussion

In psicofisica, la selezione di un'attività dipende da interessi particolari fenomeni percettivi5,6. Per esempio, questo protocollo ha consistito di ricreare un paradigma precedentemente segnalato sulla percezione degli stimoli visivi, sonori e audiovisivi di impulsi tipo disposti, che ha implementato il metodo di 2IFC13intervallo di tempo. Qui, come nella maggior parte delle attività psicofisica, software e hardware adeguata sono essenziali per creare, riprodurre e registrare gli elementi dell'attività con precisione, soprattutto quando esplorare fenomeni che si verificano nell'intervallo di millisecondi25,26 ,27. Un vantaggio del metodo corrente è la capacità di produrre diversi stimoli attraverso una GUI, poiché permette di esplorare le metriche e la performance. A questo proposito, vale la pena tenendo l'importanza delle variabili parametrizzazione indipendentemente dalla complessità degli stimoli, come in questo protocollo, che ha implementato un metodo semplice ma novello per quantificare aperiodicità13 (Figura 2A). Abbiamo anche proposto di memorizzare gli stimoli in formati audio e video come AVI e WAV perché che presenta la possibilità di attuare grandi video clip negli esperimenti. Tuttavia, questi formati richiedono amministrazione hardware e software di elaborazione in modo efficiente; per esempio, dalla prebuffering stimoli nelle variabili di ambiente del programma lo svolgimento. Nonostante ciò, alcuni programmi come PsychToolbox o PsychoPy sono utili per, in alternativa, creare stimoli online.

Anche se non abbiamo incluso i risultati di esperimenti pilota, si consiglia di eseguire tali operazioni al fine di verificare il corretto funzionamento dell'apparecchiatura e per trovare il range di soddisfazione e il ridimensionamento delle variabili indipendenti18,34. In questo senso, implementazione dei metodi psicofisici adattivi è consigliato6,17. Inoltre, esperimenti pilota determinano la piscina adeguata dei partecipanti e il numero di ripetizioni prova, producendo così robusti risultati e analisi statistiche14.

Per quanto riguarda i partecipanti, è sempre importante per istruirli chiaramente sul che cosa dovrebbero partecipare e come si deve eseguire. In caso contrario, l'adozione di strategie alternative potrebbe fuorviare i risultati21,35. Per esempio, in questo compito, abbiamo chiesto ai partecipanti di discriminare la durata degli stimoli; Tuttavia, comportamenti tipici includono discriminante velocità, accelerazione29, il numero di eventi11o la segnalazione di somiglianze. In altre parole, mentre è possibile osservare prestazioni simili tra i partecipanti, risultati possono ancora essere viziati da cui differenti del cervello processi16. Pertanto, insieme a istruire adeguatamente i partecipanti, è obbligatorio di chiedere loro di loro strategia adottata per risolvere il compito.

Un problema inerente di psicofisica deriva dalla natura delle modalità sensoriali, dal momento che esse impongono limiti metodologie12,29,30,32. Ad esempio, dato che visual cornici consegnati oltre 15 Hz sono suscettibili di creare flicker fusion28, studiando la percezione visiva di impulsi richiede modulazioni lenti per evitare risultati indesiderati. Inoltre, i confronti tra modalità sensoriali escalation del problema. A questo proposito, un interessante fenomeno osservato nell'esperimento aiuti era che stimoli visivi aperiodici creato una compressione percettiva di stime temporali ma il periodico quelli non ha fatto. Lì, la funzione tanh montato ai dati in modo ottimale perchè l'altopiano visual aperiodico osservato non ha raggiunto una probabilità massima di 1, come altri modelli logistici predicono (Figura 3A). Tuttavia, indipendentemente dalla selezione del miglior modello logistico, si potrebbe argomentare che il visual aperiodica non è riuscito a raggiungere un massimo di probabilità perché la gamma di stimoli era insufficiente. Di conseguenza, la durata degli intervalli di aumentando o diminuendo il numero di impulsi probabilmente produrrebbe un risultato diverso17. Tuttavia, c'è un problema molto più profondo qui che in realtà si riferisce a un dilemma in psicofisica. In primo luogo, l'esperimento di aiuto mirato a verificare la percezione di intervallo nella gamma di centinaia di millisecondi, che rappresenta un caso particolare di elaborazione temporale26,27. Di conseguenza, aumentando la durata dell'intervallo comporterebbe in fase di test un cervello diverso meccanismo16. In secondo luogo, il controllo visivo periodico ha dimostrato di operare in una gamma adeguata; quindi, la diffusione visual intervalli non era giustificata. Infine, uno degli intervalli della condizione sola regolazione disattiva confronti tra gruppi o, cosa importante qui, tra modalità sensoriali30. Ancora una volta, adattamento uditivi e audiovisivi intervalli non erano giustificati (Figura 3B e 3C). Così, il dilemma è che con l'obiettivo di ottenere distribuzioni psico-fisico perfetti può mescolare processi neuronali, considerando che così facendo non può produrre risultati non ottimali.

In conclusione, psicofisica consiste nello studio il risultato del comportamento di un neurone meccanismi di elaborazione sensoriale. Un impegnativo obiettivo richiede la selezione ottimale e l'attuazione di stimoli, l'attività, il metodo, l'analisi e la misura6. Quando mastering psicofisica, fornisce informazioni preziose nella percezione. Inoltre, è indispensabile nei modelli che richiedono animali ben addestrati per studiare, per esempio, la correlazione neurofisiologica di comportamento10,30,36,37.

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Disclosures

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Acknowledgments

Questo lavoro è stato supportato dal Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT), CB-256767. Gli autori ringraziano Isaac Morán per la sua assistenza tecnica e Ana Escalante dall'unità del Computer dell'Instituto de Fisiología Celular (IFC) per la sua preziosa assistenza.

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

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Comportamento problema 141 Intramodal percezione di intervallo dominanza uditiva visiva compressione attività audiovisive aperiodico discriminazione funzione psicometrica tangente iperbolica
Un'attività di forzato-scelta di due-intervallo per i confronti multisensoriale
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Duarte, F., Figueroa, T., Lemus, L.… More

Duarte, F., Figueroa, T., Lemus, L. A Two-interval Forced-choice Task for Multisensory Comparisons. J. Vis. Exp. (141), e58408, doi:10.3791/58408 (2018).

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