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Mascaramento de substituição de objetos
 
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Mascaramento de substituição de objetos

Overview

Fonte: Laboratório de Jonathan Flombaum - Universidade Johns Hopkins

Mascaramento visual é um termo usado por cientistas perceptivos para se referir a uma ampla gama de fenômenos em que em uma imagem é apresentada, mas não percebida por um observador por causa da apresentação de uma segunda imagem. Existem vários tipos diferentes de mascaramento, muitos deles relativamente intuitivos e surpreendentes. Mas um tipo surpreendente e importante de mascaramento é chamado de Mascaramento de Substituição de Objetos. Tem sido um foco de pesquisa em ciência da visão desde que foi descoberta, relativamente recentemente, por volta de 1997 por Enns e Di Lollo. 1

Este vídeo demonstrará procedimentos padrão de como conduzir um experimento de substituição de objetos, como analisar os resultados, e também explicará as causas hipóteses para essa forma incomum de mascaramento.

Procedure

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1. Estímulos e design

  1. Para executar este experimento, você precisará de um ambiente de programação, como o MATLAB ou software de sequenciamento experimental, como o E-Prime.
  2. Cada ensaio consistirá em quatro componentes básicos: uma cruz de fixação, um display de estímulo de forma (chamado de exibição de destino), uma máscara (quatro pontos) e um display de resposta. A Figura 1 retrata os quatro elementos primários em cada ensaio.
    1. O fundo do display será sempre branco.
    2. A cruz de fixação é uma pequena cruz no centro do display, com cada braço da cruz medindo 0,25 cm. A cruz de fixação estará presente o tempo todo, exceto quando o visor de resposta aparecer.
    3. O visor de resposta consistirá de um contorno preto de um quadrado, um círculo, um diamante e um triângulo disposto horizontalmente e no centro da tela. As formas devem ser inscritas dentro de um círculo invisível com um raio de 0,75 cm.
    4. O visor de destino incluirá oito formas, selecionadas aleatoriamente em cada ensaio a partir do conjunto de quatro: um contorno preto de um círculo, quadrado, diamante e triângulo. Nem todas as formas precisam aparecer em cada ensaio, e, claro, as formas podem (e serão repetidas) em um determinado julgamento. Novamente, as formas serão cada uma 0,75 cm em raio. Eles aparecerão em posições aleatórias em um círculo invisível com um raio de 1,5 cm da cruz de fixação no centro da tela.
    5. A máscara será de quatro discos pretos (pontos) com um raio de 0,25 cm. Os pontos devem ser organizados para formar os quatro cantos de um quadrado apenas grande o suficiente para incluir todas as quatro formas de destino dentro.

Figure 1
Figura 1: Elementos primários de uma exibição de subestação de objeto. Cada teste começará com uma exibição de fixação, e os participantes serão instruídos a fixar a cruz antes de iniciar um teste. Cada teste terminará com uma exibição de resposta, na qual o participante selecionará a forma que ela se lembra de ter visto entre os quatro pontos. Entre a fixação e o display de resposta, um display de destino mostrará um anel de oito formas e uma máscara de quatro pontos também aparecerá, em uma posição em torno de uma das formas. Conforme descrito com mais detalhes no procedimento, a máscara e o display de destino podem aparecer em diferentes ordens, mas cada um permanecerá presente por 30 ms.

  1. A sequência de eventos em cada ensaio começará com uma tela de fixação que permanecerá presente até que o participante pressione a barra espacial, e por 200 ms depois.
  2. Um teste sempre terminará com um display de resposta que permanecerá presente até que o participante entre em uma resposta (clicando na forma que ela acredita ter visto entre os quatro pontos naquele teste.)
  3. Entre a fixação e a resposta, uma tela de destino e uma máscara serão mostradas por 30 ms cada. A máscara cercará a posição de uma forma de alvo selecionada aleatoriamente em cada ensaio.
  4. A variável independente crítica neste experimento é o início do assincronia de início de estímulo (SOA). Isso é definido como a diferença de tempo entre o início de dois estímulos, no caso deste experimento, a máscara e o visor de destino. Assim, o SOA é o tempo de início do display de destino menos o tempo de início do display da máscara. As figuras 2-4 esquematizam vários ensaios do experimento com diferentes SOAs.
    1. Se o SOA é 0, significa que os estímulos aparecem juntos (e como cada um dura por 30 ms, eles desaparecem juntos também).
    2. Se o SOA for negativo, significa que a máscara apareceu antes do visor de destino.
    3. Se o SOA for positivo, significa que a máscara apareceu após a exibição do alvo.
    4. O experimento incluirá 15 SOAs diferentes, 0 ms, bem como positivos e negativos: 10, 30, 50, 70, 90, 150 e 300 ms.

Figure 2
Figura 2: Aparecimento de estímulo assincronia de 0 ms. Em um teste com um SOA de 0 ms, a máscara e os alvos aparecem simultaneamente. Uma vez que cada um está programado para permanecer presente por 30 ms, eles estão presentes e expiram juntos também.

Figure 3
Figura 3: Aparecimento de estímulos assincronia de 50 ms. Um SOA de 50 ms, seja negativo ou positivo, significa que um estímulo vai inativo 50 ms após o outro. Mas esses estímulos são programados para durar apenas 30 ms, o que significa que um SOA de 50 sairá de 20 ms com um display vazio (exceto a cruz de fixação). Para este experimento, definimos o SOA como o início da máscara de início de destino, o que significa que os valores negativos do SOA estão associados à máscara que aparece primeiro, e os valores positivos são quando a máscara aparece em segundo lugar.

Figure 4
Figura 4: Aparecimento de estímulo assincronia de 10 ms. Com máscaras e alvos programados para permanecerem presentes por 30 ms, SOAs de 10 ms deixam 20 ms durante os quais a máscara e o alvo se sobrepõem.

  1. Sequencie o experimento para incluir 20 ensaios com cada um dos 15 SOAs, misturando aleatoriamente todos os diferentes tipos de ensaios.
  2. Um fator crítico é que o participante não sabe onde os pontos aparecerão em cada ensaio, por isso certifique-se de que os pontos estão aparecendo de forma imprevisível de julgamento a julgamento.
  3. Certifique-se de que o programa experimental produz informações suficientes sobre cada ensaio para permitir que você analise os resultados mais tarde. As informações relevantes para cada ensaio são: o número de teste, o SOA nesse ensaio, a forma mostrada entre a máscara e a resposta de forma dada pelo participante.

2. Executando o experimento

  1. Para executar este experimento, você vai querer recrutar 10 participantes, testando cada um individualmente em uma sala tranquila.
  2. Quando um participante chega para o experimento, sente-os a 60 cm de distância do monitor do computador de teste.
  3. A imagem na tela deve ser de um monitor de destino com uma máscara. Use esta imagem para explicar as instruções da seguinte forma:
    1. Em cada teste deste experimento você verá um anel de formas, como o mostrado aqui [apontando]. Além disso, você verá quatro pontos, como os daqui. Às vezes, eles se sobrepõem, como nesta imagem. Mas às vezes, um pode preceder o outro. Independentemente de sua ordem de aparência, sua tarefa é simplesmente tentar ver e lembrar a forma que aparece no espaço entre esses quatro pontos. Isso faz sentido?
    2. Legal. Às vezes, pode parecer difícil, você pode sentir que realmente não sabe a resposta. Basta adivinhar nesses casos. Outras coisas. Cada teste começará com uma exibição de apenas uma cruz, como a do meio, aqui. Antes de começar um julgamento, certifique-se de que está fixando a cruz, e tente o seu melhor para não mover seus olhos. Quando estiver pronto, pressionará a barra espacial para iniciar um julgamento."
  4. Depois de explicar as instruções ao participante, inicie o experimento e observe o participante durante quatro ou cinco ensaios para ter certeza de que ele entendeu as instruções. Então deixe-os completar o experimento.

3. Analisando os resultados

  1. Para analisar os resultados, primeiro você vai querer calcular a precisão de resposta individualmente para cada assunto e SOA.
  2. Em seguida, você pode fazer uma média de precisão de resposta em conjunto pela SOA, entre os sujeitos.
  3. Para determinar se há um efeito significativo do SOA sobre o desempenho, execute uma ANOVA de medidas repetidas sobre a precisão em função do SOA usando o MATLAB ou um pacote estatístico como o SPSS.

O mundo visual está cheio de objetos que interagem no espaço e no tempo, e a sobreposição dentro dessas dimensões pode influenciar a percepção consciente deles — um conceito chamado de mascaramento visual.

Semelhante a alguém que usa um disfarce de fantasia, o fenômeno ocorre quando um item alvo — como um rosto — não pode ser percebido devido à presença de um segundo objeto — uma máscara.

Quando um alvo é substituído por um estímulo que se sobrepõe em parte do mesmo local espacial, esta é uma forma de mascaramento visual chamada substituição de objeto.

Baseado nos métodos pioneiros de Enns e Di Lollo em 1997, este vídeo demonstra como projetar e implementar um experimento de mascaramento de substituição de objetos, bem como como analisar os dados e interpretar os resultados que lidam com as percepções conscientes das formas.

Neste experimento, a máscara de substituição de objetos é induzida nos participantes à medida que observam a apresentação de quatro elementos em uma tela de computador: uma cruz de fixação, exibição de alvo, máscara e opções de resposta.

No início de cada ensaio, é mostrada uma cruz de fixação, que consiste em linhas de 50 mm no centro da tela, e garante que os participantes estejam prestando atenção.

Isso é seguido pelo segundo elemento, o visor de destino: oito formas que são selecionadas aleatoriamente a partir de um conjunto de quatro imagens — um círculo, quadrado, diamante e triângulo. Eles são exibidos em torno de um círculo invisível com um raio de 150 mm para 30 ms.

Imediatamente depois está o terceiro elemento, a máscara, que consiste em quatro pontos pretos, cada um com um raio de 25 mm, dispostos a formar os quatro cantos de um quadrado apenas grande o suficiente para incluir uma forma. A máscara envolve a localização da forma de alvo selecionada aleatoriamente e permanece visível por 30 ms durante um ensaio.

Uma variável independente crítica aqui é o assincronia de início de estímulo — SOA para abreviar — definido como a diferença de tempo entre o aparecimento do display de destino e a máscara.

Um aparecimento positivo de estímulos assincronia significa que a máscara aparecerá após a exibição do alvo. Com, por exemplo, um SOA de 50 ms, o display de destino é mostrado para 30 ms, seguido por um período de 20 ms onde apenas a cruz de fixação está presente antes da máscara aparecer por 30 ms.

Para SOAs com menos de 30 ms, digamos 10, o visor de destino é mostrado por 10 ms antes que a máscara se torne visível. Depois de mais 20 ms, o alvo se apaga e a máscara permanece por mais 10 ms.

O tempo que o display de destino e a máscara estão ambos na tela é referido como sobreposição de estímulo. Isso é máximo quando o aparecimento do estímulo assincronia é zero.

Quando as assíncronções de início de estímulo são negativas, a ordem dos elementos é invertida: a máscara aparece antes do visor do alvo. Com um SOA de -10 ms, a máscara é apresentada por 10 ms antes que o alvo se sobreponha a 20 ms. Em seguida, ele desaparece, deixando o visor de destino visível por mais 10 ms.

Com valores negativos maiores, como um SOA de -50 ms, a máscara é mostrada para 30 ms. Há então um período de 20 ms onde apenas a cruz de fixação aparece antes do visor de destino aparecer por 30 ms.

Independentemente do SOA, o quarto e último elemento é o display de resposta: quatro formas dispostas horizontalmente no centro da tela. Eles são mostrados até que o participante pressione a tecla correspondente à forma de sua escolha.

A variável dependente é o percentual de respostas corretas registradas no número de SOAs. Espera-se que a máscara de substituição de objetos seja induzida em uma faixa discreta de tempo, resultando em desempenho com precisão reduzida durante SOAs positivos, quando a máscara ocorre logo depois e se sobrepõe ao visor de destino.

Para começar o experimento, cumprimente um dos participantes recrutados no laboratório e guie-os através dos formulários de consentimento. Em seguida, sente-se confortavelmente, a 60 cm do monitor do computador de teste.

Explique as instruções de tarefa: eles verão um anel de oito formas, juntamente com quatro pontos que aparecerão em um local aleatório. Indique que esta máscara pode às vezes se sobrepor a uma forma no tempo, mas também pode preceder ou ocorrer depois dela.

Instrua o participante a lembrar a forma que aparece no espaço entre, e quando em dúvida, para simplesmente adivinhar.

Uma vez que as regras principais sejam entendidas, descreva mais alguns pontos: Eles devem pressionar a barra de espaço para iniciar cada teste; e quando a cruz de fixação aparece no visor, eles não devem mover os olhos durante os ensaios.

Agora, que o participante inicie o programa e assista-os enquanto completam alguns testes. Neste momento, saia da sala.

Sem supervisão, permita que o participante complete todos os 300 ensaios — 20 para cada valor de assincronia de início de estímulo. Observe que existem 15 valores — que variam de negativo, com a máscara que precede o alvo — a positivo, com a máscara a seguir, incluindo uma zona de sobreposição.

Quando o participante tiver completado a tarefa, retorne à sala e agradeça por participar do experimento.

Para analisar os dados, calcule a precisão de resposta — conforme por cento correta — em todas as assincronias de início de estímulo e grafe as médias dos 15 pontos de tempo.

Como previsto, com SOAs muito grandes de 150 ou 300 ms, positivos ou negativos, o desempenho foi altamente preciso porque a máscara e o display alvo foram percebidos como eventos separados.

Da mesma forma, para os SOAs negativos entre -90 e -10 ms, o desempenho foi bastante preciso, uma vez que a atenção do participante foi direcionada ao local correto pelo aparecimento da máscara antes do visor do alvo.

No entanto, a precisão caiu para 50% quando os SOAs estavam perto de zero, à medida que os estímulos se sobrepunham e pareciam brevemente para serem percebidos.

A faixa crítica de SOAs consistia em valores entre 10 e 90, onde o visor de destino era mostrado antes da máscara. Aqui, o desempenho foi ruim, caindo perto do nível de chance. Isso sugere que a máscara de substituição de objetos ocorreu e que a máscara de quatro pontões foi suficiente para confundir o cérebro antes que uma percepção consciente da forma se formasse.

Agora que você está familiarizado com a Máscara de Substituição de Objetos, vamos ver como ele é usado em estudos de consciência consciente, bem como aqueles que investigam os circuitos neurais envolvidos na percepção visual.

Este paradigma de mascaramento pode ser combinado com repetida estimulação magnética transcraniana, rTMS, para isolar circuitos cerebrais envolvidos na percepção consciente. Uma bobina magnética pode ser usada para induzir repetidamente pequenos potenciais elétricos no cérebro, fazendo com que uma pequena porção de córtex desativasse brevemente.

Em um estudo, Hirose e colegas descobriram que se as regiões V5/MT+ do córtex visual, conhecidas por desempenhar um papel na percepção do movimento, foram desativadas durante a tarefa, elas foram capazes de negar os efeitos da mascaramento. Isso sugere que a interrupção do rTMS fez com que a máscara e o alvo não fossem mais percebidos como parte do mesmo evento, permitindo que o sujeito visse ambos.

Outros pesquisadores estão investigando se um estímulo precisa ser percebido para influenciar o comportamento, como o escoramento verbal. Para mais detalhes sobre esse efeito, confira nosso vídeo na coleção Psicologia Cognitiva, Verbal Priming.

Em um estudo conduzido por Goodhew e colegas, eles usaram uma variação da tarefa de mascarar — os quatro pontos na máscara eram rosa ou azul — e pediram aos participantes que se lembrassem da cor. As máscaras foram apresentadas com estímulos-alvo compostos pelas palavras PINK, BLUE, MAIL, HOUR, JQCG e AWHF.

Com um SOA de 200 ms, os participantes nomearam a cor da máscara mais rapidamente quando a palavra-alvo era o nome da cor do que quando o alvo não era. Isso era verdade se o participante poderia ou não identificar corretamente o alvo como sendo uma palavra ou não, sugerindo que os estímulos não precisam ser percebidos ou entrar na consciência para serem úteis.

Você acabou de assistir ao vídeo do JoVE sobre máscara de substituição de objetos. Agora você deve ter uma boa compreensão de como projetar os elementos e executar o experimento, bem como como analisar e avaliar os resultados.

Obrigado por assistir!

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Results

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Figura 5 gráficos precisão média de resposta entre os participantes em função do SOA. Como o gráfico deve deixar claro, uma análise da ANOVA desses resultados provavelmente mostraria um efeito significativo do SOA. Que tipo de efeito isso mostra? Parece que com SOAs muito grandes, negativos ou positivos, a máscara não faz nada-desempenho na tarefa é muito bom. Quando separados por 150 ou 300 ms, a máscara e o estímulo alvo são realmente apenas eventos separados. Mas essas são condições críticas porque mostram que as formas alvo podem ser percebidas, mesmo relacionadas à posição dos quatro pontos, nos 30 ms de exposição. Em outras palavras, eles mostram que não há nada inerentemente muito rápido sobre esses tempos de apresentação. Da mesma forma, com SOAs negativos, o desempenho é principalmente muito bom. Estes são testes em que a máscara precede o estímulo alvo. Mesmo com um SOA de -10 e 0, o desempenho é de 50% ou melhor, e a máscara e o estímulo se sobrepõem durante esses SOAs de 20 a 30 ms.

Figure 5
Figura 5: Resultados do experimento de mascaramento de substituição de objetos. Os resultados traçados são de precisão média de resposta em função do SOA. Como havia quatro formas em cada ensaio, a adivinhação produziria uma precisão média de 25%, rotulada pela linha vermelha marcada chance. Quando a máscara precede o estímulo-alvo (quando o SOA é negativo), o desempenho tende a ser muito bom, melhor que 50% e muitas vezes superior a 80%. Isso é porque este tipo de máscara precisa vir atrás de um alvo para mascarar. Com SOAs na faixa de 10 a 90 ms, no entanto, a precisão é surpreendentemente baixa, às vezes caindo para 25%. Esta é a gama de SOAs durante os quais uma Máscara de Substituição de Objetos funciona.

Os SOAs críticos são os de 10 a 90 ms. Nestes SOAs, o desempenho é muito ruim, caindo tão baixo quanto o acaso - o que alguém faria se eles estivessem apenas adivinhando. O desempenho nestes SOAs demonstra que o mascaramento de substituição de objetos está ocorrendo. Por que?

Lembre-se que os quatro pontos não se sobrepõem ou encobram qualquer forma mascarada. Mas o espaço que eles cercam inclui inteiramente a forma. A explicação para esse fenômeno é que para que um estímulo seja percebido conscientemente, ele precisa fazer mais do que apenas estimular a retina; ele precisa ser processado e reprocessado. Percepção consciente é algo que leva tempo para nossos cérebros criarem. Os quatro pontos que parecem cercar uma posição que estava apenas ocupada servem para efetivamente confundir o cérebro; eles param o reprocessamento do estímulo original que seria necessário para que ele se torne consciente.

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Entre as muitas aplicações do Mascaramento de Substituição de Objetos nos últimos anos estão estudos que o utilizaram em conjunto com técnicas neurofisiológicas para isolar circuitos cerebrais envolvidos na produção de experiência consciente. Hirose e colegas2 em 2005 realizaram um experimento usando uma técnica conhecida como estimulação magnética transcraniana repetida (rTMS): Pesquisadores usam uma bobina magnética para induzir pequenos potenciais elétricos no cérebro de um sujeito, e a indução repetida pode fazer com que uma pequena porção de córtex seja desativada por um breve período de tempo. No estudo Hirose et al. eles desativaram uma região de córtex visual chamada V5/MT+. O efeito foi que isso impediu a substituição de objetos mascarando apresentações positivas de pontos SOA não impediu a percepção dos estímulos. V5/MT+ é conhecido por desempenhar um grande papel na percepção do movimento. Este estudo sugeriu que seu papel poderia ser mais amplo, participando da conexão de momentos em experiência perceptiva. Quando interrompida, a máscara e o estímulo alvo não podem ser vistos como parte do mesmo evento, e como resultado, a máscara não consegue mascarar.

Outra forma de a Substituição de Objetos Mascarar tem sido usada é investigar questões sobre se os estímulos precisam torná-lo consciente para influenciar o comportamento. Por exemplo, uma palavra mascarada não é reportável por um observador. Terá um efeito de priming no entanto? Algumas pesquisas sugerem que sim. 3

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References

  1. Enns, J. T., & Di Lollo, V. (1997). Object substitution: A new form of masking in unattended visual locations. Psychological Science, 8(2), 135-139.
  2. Hirose, N., Kihara, K., Tsubomi, H., Mima, T., Ueki, Y., Fukuyama, H., & Osaka, N. (2005). Involvement of V5/MT+ in object substitution masking: evidence from repetitive transcranial magnetic stimulation. Neuroreport,16(5), 491-494.
  3. Goodhew, S. C., Visser, T. A., Lipp, O. V., & Dux, P. E. (2011). Implicit semantic perception in object substitution masking. Cognition, 118(1), 130-134.

Transcript

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