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Cognitive Psychology

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Overview

Fonte: Laboratório de Jonathan Flombaum - Universidade Johns Hopkins

Imagens mentais visuais referem-se à capacidade de evocar imagens nos olhos de alguém. Isso permite que as pessoas processem material visual acima e além das restrições de um ponto de vista atual; por exemplo, uma pessoa poderia imaginar, usando o olho de sua mente, como algo poderia parecer em uma cor diferente, ou como seria se fosse feito de um material diferente ou girado e visto de uma perspectiva diferente. As imagens mentais parecem apoiar comportamentos humanos importantes em muitos contextos. Por exemplo, as pessoas relatam visualizar rotas e mapas ao planejar uma rota ou dar direções. Eles relatam movimentos visualizadores, como balançar um bastão, para se preparar para uma ação real. Eles também relatam a rotação mental de objetos a fim de considerar como um objeto pode caber em um recipiente ou limpar uma barreira.

Este vídeo demonstra como usar o procedimento de rotação mental para investigar imagens mentais visuais.

Procedure

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1. Projeto de estímulo.

  1. Apresente os estímulos para este experimento — letras e números, juntamente com suas imagens espelhadas (Figura 1)— em várias rotações.
    Figure 1
    Figura 1. Prove estímulos para uma tarefa de rotação mental. As linhas superiores mostram dois caracteres (R e 4) e uma cópia de cada um girado. A linha inferior mostra uma imagem espelhada de cada um (no lado direito de cada par) e uma versão rotativa de cada um, também. A tarefa de rotação mental envolve identificar versões rotativas de caracteres familiares e distingui-los de versões rotativas de suas imagens espelhadas.
  2. Use PowerPoint, Keynote ou um programa semelhante para gerar os estímulos.
  3. Para este experimento, use a letra maiúscula 'R' e a letra minúscula 'g', juntamente com os números '4' e '7'.
  4. No PowerPoint, faça uma cópia de cada um dos quatro caracteres. Use a fonte Helvetica Light para este experimento.
  5. Faça uma segunda cópia de cada personagem e gire-os para produzir uma imagem espelhada de cada um.
  6. Faça 12 cópias de cada um dos quatro personagens e suas imagens espelhadas.
  7. Gire cada uma das 12 cópias por um incremento crescente de 15°. A cópia original de cada um é 0°, a próxima é 15°, depois 30°, e assim por diante, até 180°. Figura de referência 2 para ver o conjunto completo de estímulos utilizados para este experimento.
    Figure 2
    Figura 2. Um conjunto completo de estímulos para a tarefa de rotação mental. Quatro caracteres (3, R, 4 e g), cada um emparelhado com suas imagens espelhadas e girado em incrementos de 15° entre 0 e 180.
  8. A partir das 13 cópias rotativas de cada estímulo e sua imagem espelhada, geram os estímulos para cada ensaio individual. Um teste consiste em uma das quatro imagens não-espelhadas impressas no topo de uma página. A parte inferior da página inclui essa letra ou número e sua imagem espelhada em uma das 12 rotações (Figuras 3 e 4).
  9. Faça uma página para cada teste do experimento. Cada um dos quatro números/letras tem 13 páginas de teste, então certifique-se de que há 52 páginas no total e imprima-as.
  10. Numerar as costas das páginas 1-52. O número em cada página é a tag numélia. O número com o qual uma página é rotulada não importa. No entanto, ao numerar as páginas, também faça uma chave, uma tabela que relata a natureza do teste em cada página e a resposta correta (esquerda ou direita), para que as respostas possam ser associadas a ensaios individuais posteriormente. Crie a chave para parecer algo como uma planilha do Excel rotulada de "Chave de Rotação Mental"(Tabela 1).
Tag de número Personagem Ângulo Resposta correta
1 3 60 DIREITA
2 g 75 DIREITA
3 g 30 DIREITA
4 g 60 ESQUERDA
5 g 165 DIREITA
6 4 105 ESQUERDA
7 3 15 ESQUERDA
8 3 165 ESQUERDA
9 4 180 ESQUERDA
10 R 15 DIREITA
11 g 180 DIREITA
12 g 45 DIREITA
13 g 105 DIREITA
14 3 45 DIREITA
15 4 15 ESQUERDA
16 R 60 ESQUERDA
17 R 45 ESQUERDA
18 R 150 ESQUERDA
19 g 0 DIREITA
20 R 30 ESQUERDA
21 3 120 ESQUERDA
22 4 90 ESQUERDA
23 R 75 ESQUERDA
24 4 135 DIREITA
25 3 180 ESQUERDA
26 4 45 ESQUERDA
27 R 90 DIREITA
28 4 0 ESQUERDA
29 4 120 ESQUERDA
30 3 135 DIREITA
31 R 135 ESQUERDA
32 3 30 ESQUERDA
33 4 75 ESQUERDA
34 3 105 ESQUERDA
35 3 150 ESQUERDA
36 R 105 DIREITA
37 4 60 DIREITA
38 4 30 ESQUERDA
39 R 120 DIREITA
40 R 180 DIREITA
41 g 135 DIREITA
42 3 0 ESQUERDA
43 3 90 ESQUERDA
44 4 150 DIREITA
45 4 165 ESQUERDA
46 3 75 DIREITA
47 R 165 ESQUERDA
48 g 90 DIREITA
49 g 150 DIREITA
50 g 15 ESQUERDA
51 R 0 DIREITA
52 g 120 DIREITA

Mesa 1. Um exemplo de uma chave que relata a natureza do teste em cada página e a resposta correta (esquerda ou direita).

Figure 3
Figura 3. Uma página de teste de amostra para um teste do experimento de rotação mental. O participante deve informar se o caractere à esquerda ou à direita (abaixo da linha) é o 'R' girado (em oposição à rotação da imagem do espelho).

Figure 4
Figura 4. Uma página de teste de amostra para um teste do experimento de rotação mental. O participante deve informar se o caractere à esquerda ou à direita (abaixo da linha) é o '4' girado (em oposição à rotação de imagem do espelho).

  1. Para associar os resultados ao conteúdo de cada ensaio, é necessário um lugar para registrar os resultados, por isso faça outra planilha com uma coluna para o número do teste, uma coluna para a marca numépria desse ensaio, uma coluna para a resposta dada (direita ou esquerda) e uma coluna pelo tempo que o participante leva para produzir uma resposta. Imprima esta folha de resposta.
  2. Além disso, faça uma página de demonstração para usar para explicar as instruções. Que ele mostre um exemplo de um dos personagens, sua imagem espelhada, e alguns exemplos do personagem em uma das rotações. Rotule-o claramente(Figura 5).

Figure 5
Figura 5. Uma folha de instruções. Esta folha apresenta um dos personagens, sua imagem espelhada, e uma rotação de cada um, a fim de facilitar a explicação do procedimento ao participante.

  1. Além das versões impressas das páginas de teste e demonstração, adquira um cronômetro para o experimento, e também é útil ter um assistente para ajudar com respostas de tempo e gravação.

2. Procedimento.

  1. Use a página de demonstração para explicar as instruções ao participante: "Este experimento investigará sua capacidade de rodar objetos usando imagens visuais. Em cada teste, você será solicitado a decidir qual das duas imagens é uma versão rotativa de um número ou letra familiar. A alternativa será uma rotação de imagem espelhada do mesmo número ou letra. Aqui está um exemplo: o número 3. E aqui está sua imagem espelhada. Em um teste, você verá o original 3, juntamente com algo como os dois exemplos na parte inferior da página, o 3 girado e uma rotação de sua imagem espelho. Você vai dizer "esquerda" ou "direita" para indicar qual você acha que é o original. Você deve responder o mais rápido possível sem sacrificar a precisão. Em outras palavras, responda assim que tiver certeza da resposta, mas não mais cedo."
  2. Embaralhe as 52 páginas de teste para randomizar a ordem. Após embaralhar, digite as etiquetas numésias dos ensaios na ordem em que serão apresentadas na folha de resposta.
  3. Comece a experiência. Coloque a pilha de páginas de frente para baixo entre o experimentador e o participante, as tags numégrafas voltadas para cima.
  4. Que o assistente segure o cronômetro.
  5. Em cada julgamento, o assistente diga, "Vá", quando eles começarem o temporizador. Neste sinal, vire a página para aquele julgamento. Peça ao participante para estudar a página e dizer "direita" ou "esquerda" para indicar qual personagem é a resposta para esse julgamento.
  6. Quando o participante relatar uma resposta, o assistente pare o temporizador. Em seguida, registo o tempo de resposta e a resposta dada na folha de resposta.
  7. Repita este procedimento para todos os 52 ensaios.

3. Análise.

  1. Quando o experimento for feito, analise os dados.
  2. Digite as tags de número manuscrita, respostas e tempos de resposta em uma cópia digital da folha de resposta e salve-a com um novo nome, por exemplo, "Respostas mr 1 participante"(Tabela 2).
Julgamento # Tag de número Resposta Dada Tempo de resposta Tag de número2 Personagem Ângulo Resposta correta Resposta correta?
4 1 DIREITA 4876 1 3 60 DIREITA 1
38 2 DIREITA 6758 2 g 75 DIREITA 1
40 3 DIREITA 3579 3 g 30 DIREITA 1
26 4 ESQUERDA 8752 4 g 60 ESQUERDA 1
10 5 DIREITA 6494 5 g 165 DIREITA 1
49 6 ESQUERDA 6587 6 4 105 ESQUERDA 1
16 7 ESQUERDA 3434 7 3 15 ESQUERDA 1
45 8 ESQUERDA 9172 8 3 165 ESQUERDA 1
35 9 ESQUERDA 1856 9 4 180 ESQUERDA 1
17 10 DIREITA 6818 10 R 15 DIREITA 1
12 11 DIREITA 4797 11 g 180 DIREITA 1
5 12 DIREITA 5378 12 g 45 DIREITA 1
21 13 DIREITA 3301 13 g 105 DIREITA 1
25 14 DIREITA 1393 14 3 45 DIREITA 1
33 15 ESQUERDA 3937 15 4 15 ESQUERDA 1
42 16 ESQUERDA 5827 16 R 60 ESQUERDA 1
31 17 ESQUERDA 6004 17 R 45 ESQUERDA 1
9 18 ESQUERDA 6174 18 R 150 ESQUERDA 1
46 19 DIREITA 6619 19 g 0 DIREITA 1
3 20 ESQUERDA 2276 20 R 30 ESQUERDA 1
18 21 ESQUERDA 4176 21 3 120 ESQUERDA 1
28 22 ESQUERDA 7819 22 4 90 ESQUERDA 1
24 23 ESQUERDA 7368 23 R 75 ESQUERDA 1
6 24 DIREITA 4984 24 4 135 DIREITA 1
47 25 ESQUERDA 4495 25 3 180 ESQUERDA 1
7 26 ESQUERDA 5476 26 4 45 ESQUERDA 1
50 27 DIREITA 7919 27 R 90 DIREITA 1
27 28 ESQUERDA 7182 28 4 0 ESQUERDA 1
48 29 ESQUERDA 5793 29 4 120 ESQUERDA 1
13 30 DIREITA 8986 30 3 135 DIREITA 1
36 31 ESQUERDA 9457 31 R 135 ESQUERDA 1
11 32 ESQUERDA 7903 32 3 30 ESQUERDA 1
29 33 ESQUERDA 9703 33 4 75 ESQUERDA 1
51 34 ESQUERDA 9565 34 3 105 ESQUERDA 1
1 35 ESQUERDA 9341 35 3 150 ESQUERDA 1
8 36 DIREITA 2849 36 R 105 DIREITA 1
52 37 DIREITA 2355 37 4 60 DIREITA 1
2 38 ESQUERDA 2094 38 4 30 ESQUERDA 1
32 39 DIREITA 7338 39 R 120 DIREITA 1
43 40 DIREITA 5431 40 R 180 DIREITA 1
37 41 DIREITA 2734 41 g 135 DIREITA 1
19 42 ESQUERDA 5978 42 3 0 ESQUERDA 1
14 43 ESQUERDA 3305 43 3 90 ESQUERDA 1
22 44 DIREITA 5273 44 4 150 DIREITA 1
41 45 ESQUERDA 4472 45 4 165 ESQUERDA 1
23 46 DIREITA 2353 46 3 75 DIREITA 1
34 47 ESQUERDA 8211 47 R 165 ESQUERDA 1
20 48 DIREITA 2049 48 g 90 DIREITA 1
44 49 DIREITA 9719 49 g 150 DIREITA 1
39 50 ESQUERDA 9562 50 g 15 ESQUERDA 1
15 51 DIREITA 1282 51 R 0 DIREITA 1
30 52 DIREITA 3548 52 g 120 DIREITA 1

Mesa 2. Um exemplo de uma folha de resposta completa.

  1. Abra a chave de resposta e classifique por tag numé. Corte e cole o conteúdo da tecla de resposta na folha com as respostas do participante, então agora há colunas relatando tanto as respostas quanto os tempos de resposta do participante, quanto os detalhes de cada ensaio.
  2. Adicione mais uma coluna ao final da folha, rotulada de "Resposta Correta?" Compare a resposta dada com a resposta correta em cada linha e digite um 1 na linha correta de resposta se a resposta dada estiver correta ou um 0 se não estiver.
  3. Resumindo os resultados. Média da coluna "Resposta Correta?" para ver a proporção geral de ensaios com respostas corretas. Isso deve ser muito alto ou perfeito para a maioria dos participantes. Média da coluna de tempo de resposta para ter uma noção dos tempos de resposta globais. Essa coluna também pode ser mediada durante a filtragem pela letra no ensaio e/ou na orientação da carta.

Os indivíduos devem confiar em imagens mentais visuais — a capacidade de evocar imagens nos olhos de alguém — para perceber com precisão o mundo e orientar ações.

Por exemplo, imagens mentais são usadas para visualizar uma rota ao planejar direções para determinado local, ou como uma casa pode parecer se fosse reformada.

Psicólogos experimentais podem medir as imagens mentais visuais de uma pessoa através do uso de um paradigma de rotação mental, que envolve identificar versões rotativas de personagens familiares e distingui-los de versões rotativas de suas imagens espelhadas.

Usando o procedimento de rotação mental, este vídeo demonstrará como projetar estímulos e realizar um experimento, bem como como analisar e interpretar resultados investigando imagens mentais visuais.

Neste experimento, os participantes são apresentados com estímulos e solicitados a distinguir se estímulos subsequentes são rotações do item original ou de sua imagem espelhada.

Neste caso, os estímulos de tarefa consistem em letras, como R e g, bem como números, como 4 e 7, todos impressos na fonte Helvetica Light.

Duas versões das letras e números são produzidas: a imagem original e uma virada do espelho. Os caracteres são então manipulados, de tal forma que cada um é girado por um incremento crescente de 15°, começando em 0° e terminando em 180°.

Durante cada teste, os participantes são apresentados com um dos quatro caracteres manipulados e, em seguida, solicitados a decidir a partir de duas escolhas possíveis qual é a versão rotativa do item original o mais rápido e preciso possível.

Assim, a variável dependente é o tempo de resposta — quanto tempo leva para o participante fazer uma resposta.

É supor que os tempos de resposta serão mais rápidos para caracteres que têm pouca rotação, em comparação com aqueles que são mais girados. Em outras palavras, os tempos de resposta são mais longos quanto mais um personagem é girado a partir de sua orientação canônica.

Para começar o experimento, reúna folhas de estímulos que foram criadas para cada ensaio individual. Para cada teste, observe que uma das quatro imagens não-espelhadas é impressa na parte superior, e as duas opções estão localizadas na parte inferior da página.

Numerar a parte de trás de cada página de 1 a 52, que é chamada de "tag numédia". Para randomizar a ordem, embaralhe as páginas de teste.

Para associar mais facilmente os resultados ao conteúdo de cada teste, crie uma folha de resposta que inclua o número de teste, a tag numélia na ordem de apresentação, resposta dada e tempo de resposta.

Como última etapa de preparação, reúna um cronômetro e um assistente.

Quando o participante chegar, explique as instruções a eles usando uma página de demonstração. Note que um dos personagens, sua imagem espelhada, e alguns exemplos do personagem em uma das rotações é mostrado.

Em seguida, coloque as páginas de teste de frente para baixo entre o experimentador e o participante.

Durante cada teste, uma vez que o assistente inicia o temporizador e diz: "Vá", vire uma página para o participante.

Quando o participante relatar uma resposta, pare o temporizador. Em seguida, registo o tempo de resposta e a resposta na folha de resposta. Repita este procedimento para todos os 52 ensaios.

Uma vez que o experimento esteja concluído, crie uma cópia digital da folha de resposta, incluindo as tags numéricas em ordem numérica, respostas dadas, tempos de resposta e respostas corretas.

Marque se as respostas dadas estavam corretas digitando um 1 na coluna 'Responda corretamente?' ou um 0 se estiver errado.

Para os ensaios corretos, plote os tempos médios de resposta de cada caractere mostrados em função de rotação. Observe que os tempos de resposta aumentam proporcionalmente com o grau de rotação. Esses resultados sugerem que o cérebro simula as transformações físicas.

Agora que você está familiarizado com a concepção de um experimento de rotação mental, você pode aplicar esta abordagem para responder perguntas específicas sobre imagens mentais visuais.

Na prática, pessoas que são especialmente boas em pensamento visual sobre espaços físicos podem ser identificadas através da tarefa de rotação mental. Certos indivíduos são excepcionalmente bons em usar imagens mentais para orientar suas ações — como arquitetos e engenheiros mecânicos.

Além disso, os pesquisadores usam ressonância magnética funcional para investigar regiões cerebrais envolvidas na rotação mental.

Quando as pessoas giram mentalmente objetos sem olhar para eles, há uma enorme quantidade de atividade cerebral no córtex visual em particular, e em regiões como o lobo parietal — áreas cerebrais geralmente pensadas estar envolvidas na visão. Em outras palavras, os sistemas cerebrais usados para realmente ver estímulos visuais também são usados para imaginar estímulos visuais.

Finalmente, pesquisadores examinam a rotação mental em realidade virtual para estudar como o imaginário mental está envolvido na navegação através de diferentes ambientes espaciais e obstáculos.

Você acabou de assistir a introdução de JoVE para conduzir um experimento de rotação mental. Agora você deve ter uma boa compreensão de como projetar e conduzir o experimento, e finalmente como analisar e interpretar os resultados.

Obrigado por assistir!

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Results

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Uma maneira comum de gráfico dos resultados é traçar o tempo de resposta de cada personagem em função da rotação do personagem (e sua imagem espelhada; Figura 6).

Figure 6
Figura 6. Resultados da tarefa de rotação mental. Os tempos de resposta são traçados para cada um dos caracteres em função da quantidade de rotação em um determinado teste. Geralmente, os tempos de resposta são mais longos quanto mais um personagem é girado a partir de sua orientação canônica, sugerindo que mecanismos cerebrais simulam transformações físicas.

Um dos resultados comuns mais interessantes associados às tarefas de rotação mental é que a quantidade de tempo necessário para produzir uma resposta é proporcional ao grau de rotação que distingue o caráter alvo e seu par rotativo. Em outras palavras, o tempo que leva para girar um objeto mentalmente parece proporcional ao tempo que levaria para realmente girar objetos físicos, a fim de colocá-los na mesma orientação. Isso sugere que a rotação mental se baseia em mecanismos que realmente tentam simular espaço físico no cérebro, mesmo que nenhum pedaço do cérebro gire.

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Applications and Summary

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Uma das principais aplicações práticas para tarefas de rotação mental é identificar pessoas que são especialmente boas em pensar em espaços físicos. Pense nas habilidades necessárias para ser um bom arquiteto, engenheiro mecânico, um carpinteiro especialista ou soldador. Algumas pessoas são realmente boas em usar imagens mentais para guiar suas ações, e algumas pessoas não são muito boas em tudo, relatando que eles nem sequer vêem fotos nos olhos de sua mente do jeito que a maioria das pessoas fazem. O teste de rotação mental é uma boa maneira de identificar visualizadores excepcionalmente bons e excepcionalmente ruins, a fim de ajudar as pessoas a encontrar os melhores usos de suas habilidades.

A rotação mental também tem sido uma parte importante da pesquisa em neurociência que visa compreender as partes dos lobos occipital e parietal envolvidos na visão humana. Uma das descobertas mais surpreendentes é que quando as pessoas giram mentalmente objetos sem olhar para eles, há uma enorme quantidade de atividade cerebral no córtex visual e áreas cerebrais geralmente pensadas estar envolvidas na visão. Em outras palavras, os sistemas cerebrais usados para realmente ver estímulos visuais também são usados para imaginar estímulos visuais.

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Transcript

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