सक्षम करने से उच्च संकल्प दिखाता है और पारंपरिक कंप्यूटर पर सटीक प्रतिक्रिया समय माप ग्रेस्केल

Neuroscience

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Summary

पारंपरिक कंप्यूटर हार्डवेयर पर्याप्त पर्याप्त सटीकता के साथ उच्च संकल्प और उपाय प्रतिक्रिया समय स्केल के साथ दृश्य stimuli नहीं उत्पन्न कर सकते हैं. हम वर्णन कैसे उपयोग करने के लिए उच्च संकल्प एक रंग प्रदर्शित करता है उत्पादन VideoSwitcher, और पारंपरिक कंप्यूटर हार्डवेयर पर उच्च सटीकता के साथ प्रतिक्रिया समय को मापने के RTbox.

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Li, X., Lu, Z. L. Enabling High Grayscale Resolution Displays and Accurate Response Time Measurements on Conventional Computers. J. Vis. Exp. (60), e3312, doi:10.3791/3312 (2012).

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Abstract

Protocol

1. VideoSwitcher

1.1. एक कंप्यूटर करने के लिए VideoSwitcher कनेक्ट

VideoSwitcher (चित्र 1) एनालॉग वीडियो आदानों (VGA) प्राप्त करता है और कैथोड रे ट्यूब (CRT) रंग की निगरानी ड्राइव के लिए इस्तेमाल किया. VideoSwitcher का उपयोग करने से पहले, सुनिश्चित करें कि कंप्यूटर ग्राफिक्स कार्ड या तो एक VGA बंदरगाह (2A चित्रा) या एक डिजिटल दृश्य इंटरफ़ेस (DVI-मैं) (चित्रा 2B) बंदरगाह कि दोनों डिजिटल और एनालॉग वीडियो संकेत संचारित कर सकते हैं. एक डीवीआई करने वाली वीजीए अनुकूलक (चित्रा -2) डीवीआई मैं VideoSwitcher के लिए बंदरगाह से कनेक्ट करने के लिए आवश्यक है.

कंप्यूटर बंद करें और पर नजर रखने और कंप्यूटर ग्राफिक्स कार्ड से निगरानी काटना.

वीजीए या डीवीआई मैं कंप्यूटर ग्राफिक्स कार्ड के बंदरगाह कनेक्ट VideoSwitcher प्रदान किया गया VGA केबल का उपयोग कर के इनपुट बंदरगाह के लिए. एक छोटा सा स्क्रू ड्राइवर का उपयोग करने के लिए कनेक्शन सुरक्षित.

VideoSwitcher एक के उत्पादन में बंदरगाह के लिए निगरानी VGA केबल कनेक्टएन डी कनेक्शन सुरक्षित.

एक शक्ति प्रदान की शक्ति अनुकूलक का उपयोग कर स्रोत VideoSwitcher कनेक्ट.

कंप्यूटर और मॉनिटर पर मुड़ें.

1.2. वीडियो switcher के दो प्रदर्शन मोड

VideoSwitcher पर स्विच बटन उपयोगकर्ता पीछे और आगे दो प्रदर्शन मोड में स्विच करने के लिए अनुमति देता है. रंग मोड में, VideoSwitcher कंप्यूटर ग्राफिक्स कार्ड से वीडियो संकेत में परिवर्तन नहीं करता है. मोड स्केल में, एक रंग का प्रदर्शन के नीले चैनल के ग्राफिक्स कार्ड, थोड़ा लाल चैनल से संकेत से प्रभावित है, और ग्रीन चैनल से कोई योगदान से वीडियो संकेत द्वारा निर्धारित ज्यादातर के luminance के साथ हो जाता है. यह है क्योंकि VideoSwitcher अंदर प्रतिरोधक नेटवर्क के बारे में 128 का एक कारक है, और ग्रीन चैनल से संकेत द्वारा लाल चैनल से संकेत attenuates सभी में योगदान नहीं करता है. नीले रंग के योगदान का अनुपातघ लाल चैनल VideoSwitcher का उत्पादन करने के लिए नीले रंग को लाल अनुपात (BRratio) कहा जाता है. BRratio एक वीडियो switcher, प्रदर्शन सेटअप के स्वतंत्र की संपत्ति है. यह प्रत्येक VideoSwitcher (1.3 देखें) के लिए प्रयोगात्मक निर्धारित कर सकते हैं.

प्रदर्शन मोड भी ग्राफिक्स कार्ड का उपयोग कर Matlab में एक समारोह कॉल के ग्रीन चैनल के माध्यम से एक विशेष संकेत भेजने के द्वारा बंद किया जा सकता है:

PsychVideoSwitcher (SwitchMode ', whichScreen, ToGrayMode);

1 या 0 का मतलब है की ToGrayMode को ग्रेस्केल या रंग मोड स्विच करने के लिए.

चित्रा 3 VideoSwitcher की योजनाबद्ध से पता चलता है.

1.3. BRratio को मापने के

प्रत्येक VideoSwitcher के लिए BRratio मापा जा सकता है एक वर्ग तरंग झंझरी का पता लगाने के कार्य का उपयोग करते हुए. वर्ग तरंग के दो स्तरों जैसे (0, 0, 40,) RGB मूल्यों आवंटित कर रहे हैं और (एक्स, 0, 39,). एक वर्ग तरंग झंझरी तक x का मान समायोजित कर सकते हैंगायब हो जाता है, पर जो बात x मान BRratio --- आर चैनल कि तीव्रता बी चैनल में संकेत की एक इकाई से उत्पादन की ओर जाता है में संकेत की भयावहता है. हालांकि एक BRratio इलेक्ट्रॉनिक उपाय कर सकते हैं, वोल्टेज outputs के RGB मूल्यों (0, 0, 255) और (255, 0, 0) पर एक VideoSwitcher की अनुपात को मापने के लिए उदाहरण के लिए, मनो - भौतिकी यहाँ वर्णित विधि बहुत सरल है और सही.

1.4. अंशांकन प्रदर्शित करें

अधिकांश मॉनिटर करने के लिए, प्रदर्शन के luminance रैखिक पिक्सेल ग्रे कंप्यूटर ग्राफिक्स कार्ड द्वारा निर्दिष्ट स्तर के साथ वृद्धि नहीं करता है. रिश्ते के रूप में वर्णित किया जा सकता है:
एक समीकरण
एल अधिकतम, एल मिनट और γ एक गामा सुधार प्रक्रिया के साथ जहां photometers का उपयोग करके या psychophysical प्रक्रियाओं और भामिति मापन 7,8 का एक संयोजन द्वारा निर्धारित कर रहे हैं,. गामा अंशांकन importan हैप्रदर्शन पर सही विरोधाभासों का उत्पादन टी, यह एक प्रदर्शन युक्ति के लिए प्रदर्शन किया जाना चाहिए.

एक दीप्तिमापी साथ, एक बस अलग पिक्सेल graylevels के (जैसे, 0 से 255) में एक बड़े वर्दी वर्ग प्रदर्शित कर सकते हैं, वर्ग के केंद्र के luminance को मापने, और फिट करने के लिए एक समीकरण के साथ परिणाम γ प्राप्त है.

psychophysical प्रक्रिया संभव शून्य और पूर्ण तीव्रता पिक्सल और एक आसन्न सजातीय क्षेत्र में पिक्सल के graylevel मूल्य का निर्धारण करने की बराबर मात्रा के मिश्रण (स्थान और समय में) के रूप में देखने की सतह के एक क्षेत्र में बनाने, वर्दी के रूप में शामिल है ( जिसमें सभी पिक्सल के एक ही तीव्रता है) कि मिश्रित पिक्सेल क्षेत्र के luminance एक psychophysical मैच के उत्पादन. पहले मैच के लिए 1/2 अधिकतम ल्युमिनेंस की graylevel मूल्य निर्धारित करता है. के luminance तीव्रता के साथ 1/2 और 1 पिक्सेल का एक मिश्रण के 3/4 मूल्य निर्धारित करने के लिए प्रयोग किया जाता है, और इस प्रक्रिया को दोहराया है जब तक सात च मूल्यों में1/8 7/8 रॉम निर्धारित किया गया है. ये मैच दोहराया रहे हैं, और स्थिरता के लिए विविध प्रकार की जांच की पुष्टि के रूप में बना रहे हैं कि 3/4 और 1/4 1/2 मैचों की एक मिश्रण है. इस प्रक्रिया में, दोनों बी और सजातीय क्षेत्र के आर स्तर समायोजित कर रहे हैं, और यू = बी / आर BRratio. γ प्राप्त परिणाम एक समीकरण के साथ फिट किया जा सकता है.

हम एल मिनट, एल अधिकतम और γ का मान प्राप्त करने के बाद, हम पृष्ठभूमि के luminance एल = 0 (एल अधिकतम + एल मिनट) / 2, पिक्सेल विपरीत ग (यू) और पिक्सेल ग्रे स्तर यू के बीच संबंध है निर्धारित कर सकते हैं:
2 समीकरण

हम समीकरण फिर से लिखना करने के लिए एक भी विपरीत के लिए आवश्यक ग्रे स्तर के लिए हल कर सकते हैं:
3 समीकरण
जहां यू सामान्य रूप से एक गैर पूर्णांक संख्या है. इसी पिक्सेल के RGB मूल्य है: आर = BRratio * [U-int (यू)], जी = 0, बी =(यू), int (int) अपने इनपुट के पूर्णांक मान लेता है.

1.5. एक साइन लहर झंझरी का डेमो

वृद्धि संकल्प स्केल का प्रभाव दो साइन लहर gratings, तुलना द्वारा दिखाया जा सकता है. बाईं तरफ झंझरी उचित आर और बी के मूल्यों द्वारा निर्दिष्ट प्रत्येक पिक्सेल तीव्रता के साथ VideoSwitcher की पूर्ण क्षमता का उपयोग करता है. सही पर झंझरी केवल गोल यू प्रत्येक पिक्सेल के बी मूल्य के रूप में प्रयोग किया जाता है, प्रदर्शन 8 बिट डिवाइस के उत्पादन की नकल उतार सिवाय इसके कि छोड़ एक के रूप में ही है.

2. RTbox

2.1. एक कंप्यूटर RTbox कनेक्ट

प्रदान की केबल के साथ एक कंप्यूटर के यूएसबी पोर्ट से कनेक्ट RTbox (चित्रा 4). यदि आवश्यक हो, से डिवाइस के ड्राइवर डाउनलोड http://www.ftdichip.com/Drivers/VCP.htm . वेबसाइट पर दिए गए निर्देशों का पालन ड्राइवर स्थापित करें.

2.2. आर टी का प्रयोग करेंप्रतिक्रिया समय को मापने के बॉक्स

RTbox दो अलग अलग तरीकों से इस्तेमाल किया जा सकता है.

यदि उपयोगकर्ता के कार्यक्रम विश्वसनीय प्रोत्साहन शुरुआत बार, स्क्रीन द्वारा दिए गए समय के रूप में लौट सकते हैं ('फ्लिप') और Psychtoolbox में PsychPortAudio [8], RTbox सिर्फ एक कीबोर्ड की तरह इस्तेमाल किया जा सकता है. क्योंकि उत्तेजना शुरुआत बार और RTbox के बटन बार मेजबान कंप्यूटर और RTbox घड़ियों आधारित हैं, क्रमशः, हम दो घड़ियों सिंक्रनाइज़ करना चाहिए. यह एक समारोह कॉल (स्पष्ट) RTBox प्रत्येक प्रोत्साहन बफर में अवांछित घटनाओं को स्पष्ट शुरुआत से पहले के साथ किया जाता है. प्रतिक्रिया समय बस के रूप में मापा जा सकता है टी resp = टी - टी शुरुआत है, जहां tonset उपयोगकर्ता कार्यक्रम से लौट प्रोत्साहन है और टी बटन समारोह कॉल [टी, बटन द्वारा लौटा समय है = RTBox (मध्यांतर). यह है क्योंकि RTBox ड्राइवर स्वचालित रूप से बटन समय RTbox समय से धर्मान्तरित करने के लिए कंप्यूटर समय की मेजबानी की.

उपयोगकर्ता का कार्यक्रम नहीं कर सकते हैंविश्वसनीय प्रोत्साहन शुरुआत बार वापस करने के लिए, ट्रिगर उत्तेजना onsets का संकेत संकेत RTbox करने के लिए प्रदान की जानी चाहिए. एक समाधान के लिए एक प्रकाश संवेदक का उपयोग करने के लिए प्रोत्साहन की शुरुआत या एक प्रकाश पैच है कि उत्तेजना है सिंक्रनाइज़ करने का पता लगाने के लिए है. प्रकाश संवेदक के उत्पादन RTbox के प्रकाश बंदरगाह से जुड़ा है. एक दूसरे समाधान के लिए ट्रिगर उत्पादन VideoSwitcher का उपयोग करने के लिए है. ट्रिगर सीधे RTbox की नाड़ी बंदरगाह से जोड़ा जा सकता है. एक तिहाई समाधान के लिए RTbox की ध्वनि बंदरगाह मेजबान कंप्यूटर के ऑडियो संकेत कनेक्ट है.

VideoSwitcher से एक प्रोत्साहन शुरुआत के ट्रिगर उत्पन्न करने के लिए, हम दृश्य प्रोत्साहन का पहला फ्रेम के मध्य भाग में पिक्सल के ग्रीन चैनल पर बारी ". क्योंकि यह रोकनेवाला नेटवर्क में योगदान नहीं है, हरे चैनल में संकेत विषय के लिए अदृश्य है. एक समारोह फोन [टी, बटन] = RTBox ('पल्स', मध्यांतर) प्रतिक्रिया समय देता है, जहां 'पल्स' टी गणना RTbox निर्देश वह समय सापेक्ष को ट्रिगर करने के लिए प्रतिक्रिया. एक ही समारोह फोन ध्वनि ट्रिगर के लिए प्रयोग किया जाता है. प्रकाश संवेदक से चलाता है के लिए, समारोह कॉल [टी, बटन] = RTBox ('प्रकाश', मध्यांतर).

3. VideoSwitcher और RTbox एकीकृत

हम एक प्रदर्शन कार्यक्रम है कि VideoSwitcher का उपयोग करता है प्रदर्शन, सटीक प्रतिक्रिया समय जमा RTbox, और एक ERP प्रणाली के लिए घटना कोड और प्रतिक्रियाओं भेजने RTbox नियंत्रण क्रमादेशित है. कार्यक्रम http://lobes.usc.edu/videoswitcher/VideoSwitcherRTBoxERP_demo.m से डाउनलोड किया जा सकता है .

4. प्रतिनिधि परिणाम

चित्रा 1
चित्रा 1 एक वीडियो switcher के चित्र. यह वीजीए इनपुट और आउटपुट बंदरगाहों (दोनों महिला), दो प्रदर्शन मोड के बीच स्विच करने के लिए बटन, और एक ट्रिगर उत्पादन बंदरगाह है.

"ontent> चित्रा 2
चित्रा 2 चित्र (ए) VGA और DVI-मैं (बी) बंदरगाहों और एक DVI VGA adapter (सी).

चित्रा 3
चित्रा 3. एक वीडियो switcher के योजनाबद्ध. बहुसंकेतक दो इनपुट मोड, एक वोल्टेज स्तर द्वारा नियंत्रित है. जब यह योजनाबद्ध में दिखाया मोड में है, एक मॉनिटर के आरजीबी चैनलों को एक ही संकेत प्राप्त है, तो प्रदर्शन मोड ग्रेस्केल में है. स्विचन वोल्टेज एक CPLD चिप, जी चैनल और स्विच बटन में संकेत द्वारा नियंत्रित द्वारा उत्पन्न होता है. ट्रिगर भी जी - चैनल में इनपुट द्वारा नियंत्रित किया जाता है.

चित्रा 4
चित्रा 4 एक RTbox का चित्र. यह एक यूएसबी पोर्ट बी, एक प्रकाश इनपुट बंदरगाह, एक इनपुट / नाड़ी ध्वनि बंदरगाह, एक बाहरी बटन इनपुट बंदरगाह, और एक टीटीएल उत्पादन बंदरगाह है.

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Discussion

वीडियो switcher के एक कॉम्पैक्ट, सस्ती और आसान करने के लिए उपयोग विधि उत्पन्न करने के लिए उच्च luminance संकल्प पारंपरिक कंप्यूटर ग्राफिक्स कार्ड और अनुरूप रंग पर नज़र रखता का उपयोग कर प्रदर्शित करता है प्रदान करता है. यह ग्राफिक्स कार्ड और मॉनिटर के अनुरूप outputs के बीच जुड़ा हुआ है. यह भी एक रंग और रंगीन प्रदर्शन मोड के बीच स्विच करने के लिए, अतिरिक्त सुविधा प्रदान कर सकते हैं. इसका ट्रिगर चैनल शोधकर्ताओं दृश्य प्रदर्शित करने के लिए अन्य उपकरणों सिंक्रनाइज़ की अनुमति देता है.

RTbox है एक कॉम्पैक्ट, सस्ता, और आसान का उपयोग करने के लिए सही प्रतिक्रिया समय माप के लिए हार्डवेयर / सॉफ्टवेयर समाधान. यदि बाहरी उत्तेजना onsets के साथ सिंक्रनाइज़ चलाता उपलब्ध हैं, आरटी माप मेजबान कंप्यूटर की पूरी तरह से स्वतंत्र हैं. दृश्य stimuli के लिए, हम एक प्रकाश निर्मित में प्राप्त करने के बंदरगाह है photodiodes द्वारा उत्पन्न ट्रिगर डिजाइन किए हैं. विदेश से चलाता भी प्रोत्साहन शुरुआत उपयोगकर्ता प्रोग्राम द्वारा लौटाए समय जांच करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. यदि उपयोगकर्ता कार्यक्रम प्रदान कर सकते हैंसटीक उत्तेजना शुरुआत समय, मेजबान कंप्यूटर और RTbox के के बीच सटीक तुल्यकालन RTbox ड्राइवर द्वारा प्राप्त किया जा सकता है, तो RTbox किसी बाहरी ट्रिगर के बिना सही आर टी माप प्राप्त करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. यह भी बाह्य बटन संकेत, एक एमआरआई संगत बटन बॉक्स से outputs के रूप में प्राप्त कर सकते हैं, और सभी इनपुट संकेतों और घटना मार्करों एक ईईजी प्रणाली जैसे अन्य उपकरणों, के लिए संचारित. यह युगपत / ईईजी एमआरआई रिकॉर्डिंग सिस्टम के लिए एक अंतरफलक के रूप में सेवा कर सकते हैं.

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Disclosures

ब्याज की कोई संघर्ष की घोषणा की.

Acknowledgements

यह काम नै और NIMH द्वारा वित्त पोषित किया गया.

References

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