En to-intervall tvunget valg oppgave for flere sammenligninger

Summary

Psychophysics er avgjørende for å studere oppfatning fenomener gjennom sensoriske informasjonen. Her presenterer vi en protokoll for å utføre en to-intervall tvunget valg aktivitet som gjennomføres i en tidligere rapport om menneskelig psychophysics der deltakerne beregnet varighet visuell, auditiv eller audiovisuelle intervaller av aperiodic togene pulser.

Abstract

Vi tilbyr en prosedyre for et psychophysics eksperiment i mennesker basert på en tidligere beskrevet paradigme rettet å karakterisere perseptuell varigheten av intervaller innen millisekunder visuelle, akustisk og audiovisuelle aperiodic tog seks pulser. I denne oppgaven består hver av av to sammenhengende intramodal intervallene der deltakerne trykker nøkkelen pil oppover rapporterer at i andre stimulans varte lenger enn referansen eller nedpilen nøkkelen til tilsier noe annet. Analyse av virkemåten fører psykometriske funksjoner av sannsynligheten for estimering sammenligning stimulans være lengre enn referansen, som en funksjon av sammenligning intervaller. Avslutningsvis vi forhånd en måte å implementere programmering programvare å lage visuelle, akustisk og audiovisuelle stimuli og generere en to-intervall tvunget valg (2IFC) aktivitet ved å levere stimuli gjennom støy-blokkerende og skjermen.

Introduction

Formålet med denne protokollen er å formidle en prosedyre for en standard eksperiment på psychophysics. Psychophysics er studiet av persepsjon fenomener gjennom mål på atferdsdata svar, skapte ved sensoriske innganger^1,2,3. Vanligvis er menneskelige psychophysics et billig og viktig verktøy i imaging eller nevrofysiologiske eksperimenter⁴. Men det er aldri lett å velge den mest passende psykofysiske metoden av mange som finnes, og valget avhenger noe av erfaring og preferanse. Likevel, vi oppfordrer nybegynnere å revidere tilgjengelige metoder grundig for å lære om utvalg kriterier^5,6,7. Her gir vi en prosedyre for å utføre en 2IFC aktivitet, som mange forskere bruker ofte for å studere perseptuell prosesser som arbeider minne⁸, avgjørelse gjør^9,10eller tid oppfatning^{11 , 12 , 13}.

For å guide leserne langs metoden, gjenopprette vi en rapport på perseptuell varigheten av visual (V), auditiv (A) og audiovisuelle (AV) intervaller på aperiodic sekvenser pulser. Vi vil referere til aktiviteten som en aperiodic intervall diskriminering (AID) aktivitet¹³. Når du prøver å beskrive dette paradigmet i psychophysics sjargong, ville det være en klasse A, type-1, prestasjonsbasert, kriteriet-avhengige diskriminering aktivitet som bruker en ikke-adaptive konstanter og en hyperbolsk tangens (tanh) modell for å beregne en differensiell terskel. Selv når slike en karakterisering lyder litt innviklet, vil vi bruke det introdusere leseren til noen generelle aspektene ved psychophysics, håper å angi beslutning vilkår for nye eksperimenter og kanskje også muligheten til å skreddersy gjeldende protokollen for å andre behov.

Noen psykofysiske eksperimentet, som en 2IFC oppgave, krever implementere stimuli, en oppgave, en metode, en analyse og en måling⁶. Målet er å få funksjonen psykometriske at bedre regnskapet for den målte ytelse¹⁴. En 2IFC oppgave består av presentere deltakerne, som naiv til formålet med eksperimentet, prøvelser to sekvensiell stimuli. Etter sammenlignende stimuli, rapporterer de resultatet ved å velge én og bare én av to mulige reaksjoner passer bedre deres oppfatning.

Med stimuli referere vi til tekniske betraktninger om sensoriske modalitet under studien. En klasse A eksperiment består av sammenligningen av stimuli av samme modalitet i en prøve, mens klasse B-eksperimenter inkluderer cross-modalt sammenligninger. Andre viktige betraktninger om stimuli er deres implementering, som de tekniske måtene modulerende stimuli innenfor et nødvendig spekter. For eksempel, hvis vi skal finne bare merkbar forskjellen (JND) mellom to flagre frekvenser vibrerer på huden¹⁵, trenger vi en presisjon stimulator generere frekvenser innenfor rammen av flagre (dvs., 4-40 Hz). Med andre ord, dynamisk rekkevidden av de tekniske elementene, avhenger av dynamiske spekteret av hver sensoriske modalitet.

Velge en aktivitet er om perseptuell fenomenet under studien. For eksempel finne om to stimuli er den samme eller tilsvarende, kan stole på ulike hjernen mekanismer enn de løse hvis en stimulans er lengre eller kortere enn en referanse¹⁶ (som HJELPEMIDDEL paradigmet). Egentlig, definerer stimuli valget typen fått svar. Type-1 eksperimenter, noen ganger nært knyttet til den såkalte ytelse eksperimenter, inkluderer riktig og galt svar. I kontrast, produserer en type 2 eksperimentet (eller utseende forsøket) hovedsakelig kvalitativ svar som avhenger av deltakerens kriterier og ikke noen eksplisitt pålagt kriterium; med andre ord, uavhengig av vilkår eksperimenter. Det er bemerkelsesverdig at 2IFC oppgave svar er kriteriet avhengige fordi, i hver prøve, standard stimulans (også kalt base eller referanse stimulans) utgjør kriteriet sammenligningens oppfatning avhengig.

Metoden kan referere til tre ting; Først finner den mekanismen for å merke området stimuli teste eller, med andre ord, for en allerede kjent stimulans variasjon, i motsetning til dynamiske metoder å etablere de tilstrekkelige utvalg¹⁷. Problemstillingene adaptive anbefales for raskt å finne gjenkjenning og diskriminering terskler og minste prøve repetisjoner¹⁸. Også er adaptive metoder optimale for piloten eksperimenter. Andre definisjonen av en metode er omfanget av stimuli modulasjoner (f.eks., metoden av konstanter) eller en logaritmisk skala. Den valgte målestokken kan eller ikke kan være en direkte konsekvens av utfallet av en adaptiv måte, men først og fremst det gjelder dynamikken i studerte sensoriske modalitet. Til slutt, metoden også refererer til antall forsøk og deres presentasjon.

Som for analyse gjelder statistikk for eksperimentell målinger. Uavhengig velge riktig analytiske metoder for sammenligninger mellom test og kontroll grupper, psychophysics er mest om måling absolutt eller differensiell grensene mellom to betingelser (f.eks, tilstedeværelse og fravær av en stimulans, eller JND mellom to stimuli), spesielt i 2IFC¹⁹. Slike målinger avledet fra psykometriske funksjoner (dvs., kontinuerlig modeller av atferd som en funksjon av sannsynligheten for å oppdage eller kresne ett av på spill). Velge funksjonen modell avhenger på skalaen, eller med andre ord, på avstanden mellom verdiene for den uavhengige variabelen. Fungerer som kumulative normal, logistikk, rask, og Weibull passer for verdier linjeavstand lineært, mens Gumbel og logg-rask er bedre egnet for logaritmisk avstand. Alternative modeller også finnes, for eksempel tanh ansatt i aktiviteten hjelp. Viktigst, avhenger å velge riktig modell på parametrene av interesse, som vurdert i utformingen av eksperimentet²⁰. Etter passende dataene til en modell, bør det være mulig å utlede to parametere: α og β . Ved en logistisk funksjon vanligvis ansatt i et 2IFC paradigme, α refererer til abscissas verdien prosjektering til poenget med subjektive likestilling (dvs.på halvparten av logistikk). Parameteren β refererer til i skråningen til α verdi (dvs., steepness overgangen mellom forhold). Endelig er en parameter vanligvis innhentet av en psykometriske kurve differensial limen²¹ (DL). I et 2IFC eksperiment, DL gjelder β, men strengt, tilsvarer minimum oppfattet forskjellen mellom to intervaller. Formelen for å bestemme DL er følgende ligning (1).

(1)

Her x står for uavhengige variabelverdier projisere på en 0,75 og 0,25 ytelse målt direkte på sigmoidal kurven. Frem til dette punktet, har vi dekket bare noen generaliseringer om psykometriske funksjoner. Vi anbefaler videre studier av estimering og tolke psykometriske funksjonene, med disse og andre parametere²².

Andre tekniske aspekter ved implementering en psykofysiske eksperiment gjelder utstyr og programvare. Minne og hastighet kapasitet på kommersielle datamaskiner er i dag vanligvis optimal for behandling i Hi-Fi-visuelle og auditive oppgaver. Videre dynamisk oppløsningen supplerende materiale, for eksempel støy-blokkerende hodetelefoner, høyttalere og skjermer, må oppfylle samplingsfrekvensen som de sensoriske modalitetene drive (f.eks., frekvens, amplitude, kontrast og forfriskende rate). Programmer som PsychToolbox²³ og PsychoPy²⁴ er også enkelt å implementere og svært effektiv på synkronisering aktivitetenes hendelser og utstyr.

Tidligere beskrevet hjelp oppgaven samler mange av temaene som beskrevet ovenfor for en 2IFC paradigme. Interessant, den Utforsker oppfatningen av V, A, og AV intervaller i millisekunder, området hvor de fleste av hjernens prosesser oppstå^25,26,27. Paradoksalt nok er det også en utfordrende bortfallet for studerer visjon, som, i forhold til audition, avler en noe begrenset sampling rate²⁸. I denne forstand kreve flere sammenligninger mer teoretiske omfang^12,29,30. Noen ganger de trenger mer skreddersy å omfatte et felles modulering spekter eller å oppnå sammenfallende tolkninger.

Denne protokollen fokuserer på en diskriminering aktivitet (dvs., en 2IFC hvor en base stimulans, også kalt referanse- eller standarden kontrasteres mot et sett med sammenligning eller test stimuli å finne en JND, eller med andre ord, en diskriminering terskel). Her aktiviteten er satt til å studere kapasitet av mennesker til å diskriminere tidsintervaller v, A, eller AV aperiodic mønstre pulser¹³. Vi gir informasjon om oppretting og parameterizing stimuli, og analyser av nøyaktighet og reaksjonstid. Viktigere, diskutere vi hvordan å tolke fag tid oppfatningen av parameterne psykometri statistiske utfallet, og noen eksperimentelle og analytisk Alternativer innen emner av 2IFC psykofysiske metode.

Protocol

Eksperimentene ble godkjent av bioetiske av Institute av mobilnettet fysiologi av UNAM (nr. CECB_08) og båret ut under retningslinjene for The etiske av World Medical Association. 1. eksperimentelle Set-up Materiale og stimuli oppsett for å utføre en aperiodic intervall diskriminering (AID) oppgave Utføre dette eksperimentet på en datamaskin med minimum 8 GB RAM, 2,5 GHz prosessor og en 60 Hz forfriskende rate skjerm til å opprette og kjøre oppgaven….

Representative Results

Denne protokollen presentert en metode for å utføre en psychophysics eksperiment i mennesker. Teknikken replikert tidligere forskning på diskriminering av intervaller av AP tog v, A, og AV pulser, som ble utført med en 2IFC metode. Stimuli resulterte fra P og AP-distribusjoner av tog seks 50-ms pulser i ulike intervaller innen millisekunder (dvs.fra 500 ms til 1100 ms i trinn på 100 ms). Figur 2A viser noen intervaller og deres beregnede periodi…

Discussion

I psychophysics avhengig valg av en aktivitet av bestemte interesser i perseptuell fenomener^5,6. For eksempel besto denne protokollen av gjenskape en tidligere rapportert paradigmet på tidsintervall oppfatningen av visuell, auditiv og audiovisuelle stimuli aperiodically plassert pulser, som gjennomført 2IFC metoden¹³. Her, som i de fleste psychophysics oppgaver er tilstrekkelig maskinvare og programvare avgjørende for å opprette, repro…

Materials

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