Metoder for å presentere Real-World objekter under kontrollerte laboratorieforhold

Summary

Vi beskriver metoder for å presentere virkelige gjenstander og matchet bilder av de samme objektene under strengt kontrollerte eksperimentelle forhold. Metodene er beskrevet i sammenheng med en beslutningstaking oppgave, men den samme virkelige verden tilnærming kan utvides til andre kognitive domener som persepsjon, oppmerksomhet og hukommelse.

Abstract

Vår kunnskap om menneskelig objekt visjon er basert nesten utelukkende på studier der stimuli presenteres i form av datastyrte todimensjonale (2D) bilder. I hverdagen, men mennesker samhandler hovedsakelig med virkelige verden solide gjenstander, ikke bilder. Foreløpig vet vi svært lite om bilder av objekter utløse lignende atferdsmessige eller nevrale prosesser som gjør virkelige verden eksempler. Her presenterer vi metoder for å bringe den virkelige verden inn i laboratoriet. Vi detalj metoder for å presentere rike, økologisk-gyldig virkelige stimuli under strengt kontrollerte ser forhold. Vi beskriver hvordan å matche nøye det visuelle utseendet til reelle objekter og deres bilder, samt romanen apparater og protokoller som kan brukes til å presentere virkelige objekter og datastyrte bilder på suksessivt sammenflettet prøvelser. Vi bruker en beslutningsprosess paradigme som et eksempel på at vi sammenligner vilje-til-Pay (WTP) for ekte snack mat versus 2D-bilder av de samme elementene. Vi viser at WTP øker med 6,6% for matvarer vises som ekte objekter versus høyoppløselig 2D fargede bilder av samme mat-noe som tyder på at ekte mat blir oppfattet som mer verdifullt enn sine bilder. Selv om å presentere ekte objekt stimuli under kontrollerte forhold presenterer flere praktiske utfordringer for eksperimentator, vil denne tilnærmingen fundamentalt utvide vår forståelse av de kognitive og nevrale prosesser som ligger til grunn naturlige Visjon.

Introduction

Den translational verdien av primær forskning i menneskets persepsjon og kognisjon hengsler på i hvilken grad funnene overføres til den virkelige verden stimuli og sammenhenger. En lang stående spørsmålet gjelder hvordan hjernen prosessene virkelige verden sensoriske innganger. Foreløpig er kunnskap om visuell kognisjon basert nesten utelukkende på studier som har stolt på stimuli i form av to-dimensjonale (2D) bilder, vanligvis presentert i form av datastyrte bilder. Selv om bilde interaksjon blir stadig vanligere i den moderne verden, mennesker er aktive observatører for hvem det visuelle systemet har utviklet seg til å tillate persepsjon og interaksjon med reelle objekter, ikke bilder¹. Hittil har den overordnede forutsetningen i studier av menneskelig visjon vært at bildene er tilsvarende, og passende proxyer for, reelle objektet viser. Foreløpig vet vi imidlertid overraskende lite om bilder effektivt utløse samme underliggende kognitive prosesser som gjør den virkelige objekter. Derfor er det viktig å bestemme i hvilken grad svar på bilder er like, eller forskjellig fra de som elicited av deres virkelige motstykker.

Det er flere viktige forskjeller mellom virkelige objekter og bilder som kan føre til forskjeller i hvordan disse stimuli behandles i hjernen. Når vi ser på virkelige gjenstander med to øyne, mottar hvert øye informasjon fra en litt annen horisontal utsiktspunkt. Dette avviket mellom de forskjellige bildene, kjent som kikkert ulikhet, er løst av hjernen til å produsere en unitary følelse av dybde^2,3. Dybde signaler avledet fra stereoskopisk visjon, sammen med andre kilder som bevegelse Parallax, formidle presis informasjon til observatøren om objektets egosentriske avstand, plassering og fysisk størrelse, samt sin tredimensjonale (3-D) geometriske figur struktur^4,5. Planar bilder av objekter ikke formidle informasjon om den fysiske størrelsen på stimulans fordi bare avstanden til skjermen er kjent av observatøren, ikke avstanden til objektet. Mens 3-D bilder av objekter, for eksempel Stereograms, tilnærmet nærmere det visuelle utseendet på reelle objekter, de finnes ikke i 3-D plass, heller ikke de råd til ekte motor handlinger som griper med hendene⁶.

De praktiske utfordringene ved å bruke ekte objekt stimuli i eksperimentelle sammenhenger
I motsetning til studier av bildet visjonen der stimulans presentasjonen er helt datastyrt, arbeider med reelle objekter presenterer en rekke praktiske utfordringer for eksperimentator. Plasseringen, rekkefølgen og tidsberegningen for objekt presentasjoner må styres manuelt gjennom eksperimentet. Arbeide med virkelige objekter (i motsetning til bilder) kan innebære en betydelig tid engasjement på grunn av behovet for å samle inn^7,8,9 eller gjøre¹⁰ objektene, sette opp stimuli før eksperimentet, og presentere objekter manuelt i løpet av studien. Videre, i eksperimenter som er utformet for å sammenligne, direkte, svar på virkelige objekter med bilder, er det avgjørende å matche nøye utseendet på stimuli i de ulike visningsformatene^8,9. Stimulans parametre, miljøforhold, samt tilfeldig og counterbalancing av reelle objekt og bilde stimuli, må alle kontrolleres nøye for å isolere årsaksfaktorer og utelukke alternative forklaringer på de observerte effektene.

Metodene nedenfor for å presentere virkelige objekter (og matchet bilder) er beskrevet i sammenheng med et beslutnings-Making paradigme. Den generelle tilnærmingen kan imidlertid utvides til å undersøke om stimulans formatet påvirker andre aspekter av visuell erkjennelse som persepsjon, hukommelse eller oppmerksomhet.

Blir virkelige objekter behandlet annerledes enn bilder? Et eksempel fra beslutningstaking
Den manglende samsvar mellom typer objekter som vi møter i virkelige verden scenarier versus de undersøkt i laboratoriet eksperimenter er spesielt tydelig i studier av menneskelig beslutningstaking. I de fleste studier av diett valg, blir deltakerne bedt om å gjøre vurderinger om snack mat som presenteres som fargede 2D-bilder på en dataskjerm ¹¹,^12,13,14. I kontrast, hverdagslige beslutninger om hvilke matvarer å spise er vanligvis laget i nærvær av ekte matvarer, for eksempel på supermarkedet eller kafeteriaen. Selv i det moderne liv vi jevnlig vise bilder av snack mat (dvs. på reklametavler, TV-skjermer og online plattformer), evnen til å oppdage og svare hensiktsmessig til tilstedeværelsen av ekte energi-tette matvarer kan være adaptive fra en evolusjonær perspektiv fordi det Letter vekst, konkurransefortrinn, og reproduksjon^15,16,17.

Forskningsresultater i vitenskapelige studier av beslutningstaking og kosttilskudd valg har blitt brukt til å veilede folkehelsen initiativer med sikte på å dempe stigende fedme priser. Dessverre synes imidlertid disse initiativene å ha møtt med liten eller ingen målbar suksess^18,19,20,21. Fedme er fortsatt en stor bidragsyter til den globale byrden av en sykdom²² og er knyttet til en rekke tilknyttede helseproblemer, inkludert koronar hjertesykdom, demens, type II diabetes, visse kreftformer, og økt generell risiko for sykelighet^{22 ,23,24,25,26,27}. Den kraftige økningen i fedme og tilhørende helsemessige forhold de siste ti årene²⁸ har vært knyttet til tilgjengeligheten av billig, energi-tette matvarer^18,29. Som sådan er det en intens vitenskapelig interesse i å forstå de underliggende kognitive og nevrale systemer som regulerer hverdagen kosttilskudd beslutninger.

Hvis det er forskjeller i måten mat i ulike formater behandles i hjernen, så dette kan gi innsikt i hvorfor folkehelsen tilnærminger til bekjempelse av fedme har vært mislykket. Til tross for forskjellene mellom bilder og virkelige gjenstander, beskrevet ovenfor, er overraskende lite kjent om bilder av snack mat behandles på samme måte som deres virkelige motstykker. Spesielt er lite kjent om hvorvidt ekte mat oppfattes å være mer verdifullt eller mettende enn matchet bilder av de samme elementene. Klassisk tidlig atferdsforskning studier fant at små barn var i stand til å forsinke tilfredsstillelse i sammenheng med 2D fargede bilder av snack mat³⁰, men ikke når de ble konfrontert med ekte snacks mat³¹. Imidlertid har få studier undersøkt hos voksne om formatet som en snack mat vises påvirker beslutningstaking eller verdsettelse^12,32,33 og bare en studie hittil, fra vårt laboratorium, har testet dette spørsmål når stimulans parametre og miljømessige faktorer er matchet på tvers av formater⁷. Her beskriver vi innovative teknikker og apparater for å undersøke om beslutningstaking i friske menneskelige observatører er påvirket av formatet som stimuli vises.

Vår studie⁷ var motivert av et tidligere eksperiment utført av Bushong og kolleger¹² der College-alderen studenter ble bedt om å plassere monetære bud på en rekke hverdagslige snack mat ved hjelp av en Becker-DEGROOT-Marschak (bdm) budgivning oppgave ³⁴. ved hjelp av en mellom-fag design, Bushong og kolleger¹² presenterte snack mat i ett av tre formater: tekstbeskrivelser (dvs. ‘ Snickers bar ‘), 2D-fargede bilder, eller ekte mat. Gjennomsnittlig bud for snacks (i dollar) ble kontrasteres over de tre deltakergrupper. Overraskende, studenter som har sett ekte mat var villig til å betale 61% mer for elementene enn de som så på samme stimuli som bilder eller tekstbeskrivelser-et fenomen forfatterne kalte den “ekte-eksponering effekten”¹². Det er imidlertid avgjørende at deltakerne i tekst-og bilde betingelsene fullførte bud givnings oppgaven i en gruppe innstilling og skrev inn svarene sine via individuelle dataterminaler. omvendt, de som er tildelt den virkelige maten tilstand utført oppgaven en-mot-en med eksperimentator. Utseendet på stimuli i den virkelige og bildet forholdene var også annerledes. I den virkelige maten tilstand, maten ble presentert for observatøren på en sølv skuff, mens i bildet tilstanden stimuli ble presentert som skalert beskjæres bilder på en svart bakgrunn. Dermed er det mulig at deltaker forskjeller, miljømessige forhold, eller stimulans-relaterte forskjeller, kunne ha ført til oppblåst bud for den virkelige matvarer. Etter fra Bushong, et al.¹², undersøkte vi om den virkelige matvarer er verdsatt mer enn 2-D bilder av mat, men kritisk, brukte vi en innenfor-fag design der miljømessige og stimulans-relaterte faktorer ble nøye kontrollert. Vi utviklet en spesialdesignet dreieskiven der stimuli i hvert visningsformat kan være sammenflettet tilfeldig fra rettssak til rettssak. Stimulans presentasjon og timing var identiske på tvers av den virkelige objektet og bildet prøvelser, og dermed redusere sannsynligheten for at deltakerne kunne bruke ulike strategier for å utføre oppgaven i de ulike visningsforhold. Til slutt, kontrollerte vi nøye utseendet på stimuli i den virkelige objektet og bildeforhold slik at den virkelige mat og bilder ble matchet tett for tilsynelatende størrelse, avstand, synspunkt og bakgrunn. Det er sannsynlig å være andre prosedyrer eller mekanismer som kan tillate randomizing stimulans formater på tvers av prøvelser, men vår metode gjør det mulig for mange objekter (og bilder) som skal presenteres i relativt rask sammenflettet rad. Fra et statistisk synspunkt, maksimerer denne designen makt til å oppdage betydelige effekter mer enn det som er mulig ved hjelp av mellom-fag design. Tilsvarende kan effektene ikke tilskrives a-priori forskjeller i vilje til å betale (WTP) mellom observatører. Det er, selvfølgelig, slik at i innen-fag design åpne muligheten for etterspørselen egenskaper. Men i vår studiedeltakerne forsto at de kunne “vinne” en mat element på slutten av eksperimentet uavhengig av visningsformatet som den dukket opp i budgivning oppgaven. Deltakerne ble også informert om at vilkårlig redusere bud (dvs. for bilder) vil redusere sine vinnersjanser, og at den beste strategien for å vinne ønsket element er å by ens sanne verdi^34,35,36 . Målet med dette eksperimentet er å sammenligne WTP for Real Foods versus 2-D bilder ved hjelp av en bdm budgivning oppgave^34,35.

Protocol

Den eksperimentelle protokollene ble godkjent av University of Nevada, Reno Social, Behavioral, og Educational institusjonelle Review Board. 1. stimuli og apparater Figur 1 : Real objekt (vises på dreieskiven) og matchet 2D-bilde av samme element (vises på en dataskjerm). Den stimuli i dette eksperimentet…

Representative Results

Representative resultater fra dette eksperimentet er presentert nedenfor. En mer detaljert beskrivelse av resultatene, sammen med en oppfølgingsstudie, finnes i den opprinnelige publikasjonen7. Vi brukte en lineær blandede effekter modell med den avhengige variabelen av bid, og uavhengige variabler av display format, preferanse, kalori tetthet, og estimerte kalorier. Som forventet, og i tråd med tidligere studier12,14, var det en sterk …

Discussion

Det overordnede målet med dagens papir er å legge til rette for fremtidige studier av “virkelige verden” objekt visjon ved å gi detaljert informasjon om hvordan du kan presentere et stort antall virkelige gjenstander (og bilder) under kontrollerte eksperimentelle forhold. Vi presenterer en økologisk-gyldig tilnærming for å studere de faktorene som påvirker kosttilskudd valg og mat verdivurdering. Vi beskriver metoder som brukes i en fersk undersøkelse av menneskelige beslutningsprosesser⁷ …

Materials

EOS Rebel T2i Body Camera	Canon	4462B001
MATLAB	MathWorks	R2017b	Computer programming software. Download this additional free toolbox: PsychToolbox 3.0.14
Photoshop	Adobe	CS6
PLATO Visual Occlusion Glasses	Translucent Technologies Inc.	N/A
SPSS	IBM	Version 22	Statitical analysis software
ToTaL Control System (USB)	Translucent Technologies Inc.	N/A	The ToTaL Control System  controls the PLATO spectacles