Methoden voor het presenteren van Real-World objecten onder gecontroleerde laboratoriumomstandigheden

Summary

Wij beschrijven methoden voor de presentatie van Real-World objecten en gematched beelden van dezelfde objecten onder streng gecontroleerde experimentele omstandigheden. De methodes worden beschreven in de context van een besluitvormings taak, maar de zelfde echte wereld benadering kan tot andere cognitieve domeinen zoals waarneming, aandacht, en geheugen worden uitgebreid.

Abstract

Onze kennis van Human object Vision is bijna uitsluitend gebaseerd op studies waarin de prikkels worden gepresenteerd in de vorm van geautomatiseerde twee-dimensionale (2-D) beelden. In het dagelijks leven, echter, mensen interageren voornamelijk met Real-World Solid objecten, geen beelden. Momenteel weten we heel weinig over de vraag of beelden van objecten trigger soortgelijke gedrags-of neurale processen net als Real-World exemplaren. Hier presenteren we methoden om de echte wereld in het laboratorium te brengen. We detail methoden voor het presenteren van rijke, ecologisch-geldige Real-World stimuli onder streng gecontroleerde kijk omstandigheden. We beschrijven hoe de visuele verschijning van echte objecten en hun beelden, evenals nieuwe apparaten en protocollen die kunnen worden gebruikt om echte objecten en geautomatiseerde beelden op opeenvolgende Interleaved Trials te presenteren nauw aansluiten. We maken gebruik van een besluitvorming paradigma als een geval voorbeeld waarin we vergelijken bereidheid-to-pay (WTP) voor de echte Snack Foods versus 2-D beelden van dezelfde items. We tonen aan dat WTP stijgt met 6,6% voor voedsel items weergegeven als echte voorwerpen versus hoge-resolutie 2-D gekleurde beelden van hetzelfde voedsel-wat suggereert dat echte voedingsmiddelen worden waargenomen als zijnde meer waard dan hun beelden. Hoewel het presenteren van echte object prikkels onder gecontroleerde omstandigheden een aantal praktische uitdagingen voor de Experimenteer biedt, zal deze benadering ons begrip van de cognitieve en neurale processen die ten grondslag liggen aan naturalistische Visie.

Introduction

De Vertaal waarde van primair onderzoek naar menselijke waarneming en cognitie hangt af van de mate waarin de bevindingen worden overgebracht naar Real-World stimuli en contexten. Een al lang bestaande vraag betreft hoe de hersenen Real-World zintuiglijke ingangen verwerken. Op dit moment, kennis van visuele cognitie is bijna uitsluitend gebaseerd op studies die hebben vertrouwd op stimuli in de vorm van twee-dimensionale (2-D) Foto’s, meestal gepresenteerd in de vorm van geautomatiseerde beelden. Hoewel beeld interactie wordt steeds vaker in de moderne wereld, mensen zijn actieve waarnemers voor wie het visuele systeem is geëvolueerd om perceptie en interactie met echte objecten, niet beelden¹. Tot op heden, de overkoepelende veronderstelling in studies van de menselijke visie is dat de beelden zijn gelijk aan, en de juiste proxies voor, Real object displays. Momenteel echter, we weten verrassend weinig over de vraag of beelden daadwerkelijk leiden tot dezelfde onderliggende cognitieve processen net als de echte objecten. Daarom is het belangrijk om te bepalen in hoeverre de reacties op beelden zijn als, of anders dan die ontlokt door hun Real-World tegenhangers.

Er zijn verschillende belangrijke verschillen tussen echte objecten en beelden die kunnen leiden tot verschillen in hoe deze stimuli worden verwerkt in de hersenen. Als we kijken naar echte objecten met twee ogen, elk oog ontvangt informatie van een iets andere horizontale uitkijkpunt. Deze discrepantie tussen de verschillende beelden, bekend als verrekijker ongelijkheid, wordt opgelost door de hersenen om een unitaire gevoel van diepte te produceren^2,3. Diepte cues afgeleid van stereoscopische visie, samen met andere bronnen zoals Motion Parallax, brengen precieze informatie aan de waarnemer over egocentrische afstand van het object, locatie, en fysieke grootte, alsmede de drie-dimensionale (3-D) geometrische structuur^4,5van de vorm. Vlakke beelden van objecten brengen geen informatie over de fysieke grootte van de stimulus, omdat alleen de afstand tot de monitor is bekend door de waarnemer, niet de afstand tot het object. Terwijl 3-D beelden van objecten, zoals stereogrammen, benaderen dichter bij de visuele verschijning van echte objecten, ze bestaan niet in 3-D ruimte, noch hebben ze veroorloven echte motorische acties, zoals grijpen met de handen⁶.

De praktische uitdagingen van het gebruik van echte object prikkels in experimentele context
In tegenstelling tot studies van de beeld visie waarin de stimulus presentatie volledig computergestuurde is, stelt het werken met echte voorwerpen een waaier van praktische uitdagingen voor de experimenter voor. De positie, de volgorde en de timing van object presentaties moeten tijdens het experiment handmatig worden gecontroleerd. Het werken met echte voorwerpen (in tegenstelling tot beelden) kan een significante tijdverplichting impliceren toe te schrijven aan de behoefte om^7,8,9 te verzamelen of¹⁰ de voorwerpen te maken, opstelling de stimuli voorafgaand aan het experiment, en presenteren objecten handmatig tijdens de studie. Bovendien, in experimenten die zijn ontworpen om direct te vergelijken, reacties op echte objecten met beelden, is het van cruciaal belang om nauw overeen met de verschijning van de stimuli in de verschillende formaten^8,9. Stimulus parameters, milieu-omstandigheden, evenals randomisatie en compenserende van echte object-en beeld stimuli, moeten allemaal zorgvuldig worden gecontroleerd om oorzakelijke factoren te isoleren en uit te sluiten alternatieve verklaringen voor de waargenomen effecten.

De methoden die hieronder worden beschreven voor het presenteren van echte objecten (en afgestemde afbeeldingen) worden omschreven in de context van een besluitvormings paradigma. De algemene aanpak kan echter worden uitgebreid om te onderzoeken of stimulus-formaat andere aspecten van visuele cognitie beïnvloedt, zoals perceptie, geheugen of aandacht.

Zijn echte objecten anders verwerkt dan afbeeldingen? Een geval voorbeeld van besluitvorming
De wanverhouding tussen de soorten voorwerpen die we tegenkomen in de praktijkscenario’s versus die onderzocht in laboratoriumexperimenten is vooral zichtbaar in studies van de menselijke besluitvorming. In de meeste studies van dieet keuze, worden de deelnemers gevraagd om beslissingen te nemen over snack voedingsmiddelen die worden gepresenteerd als gekleurde 2-D beelden op een computer monitor ¹¹,^12,13,14. In tegenstelling, alledaagse beslissingen over welke voedingsmiddelen te eten zijn meestal gemaakt in de aanwezigheid van echte voedingsmiddelen, zoals in de supermarkt of de cafetaria. Hoewel in het moderne leven hebben we regelmatig beelden van snacks voedsel (dat wil zeggen, op billboards, televisieschermen en online platforms), de mogelijkheid om op te sporen en adequaat te reageren op de aanwezigheid van echte energie-dichte voedingsmiddelen kunnen adaptief zijn van een evolutionaire perspectief, omdat het vergemakkelijkt de groei, concurrentievoordeel, en de voortplanting^15,16,17.

Onderzoekresultaten in wetenschappelijke studies van besluitvorming en dieet keuze zijn gebruikt om de volksgezondheid initiatieven gericht op het beteugelen van stijgende obesitas Tarievengids. Helaas, deze initiatieven lijken te hebben ontmoet weinig tot geen meetbaar succes¹⁸,^19,20,21. Obesitas blijft een belangrijke bijdrage aan de wereldwijde last van een ziekte²² en is gekoppeld aan een reeks van bijbehorende gezondheidsproblemen, met inbegrip van coronaire hartziekten, dementie, type II diabetes, bepaalde vormen van kanker, en verhoogde algehele risico van morbiditeit^{22 ,23},^24,25,26,27. De sterke stijging van obesitas en de bijbehorende gezondheidstoestand in de afgelopen decennia²⁸ is verbonden met de beschikbaarheid van goedkope, energie-dichte voedingsmiddelen^18,29. Als dusdanig, is er een intens wetenschappelijk belang in het begrip van de onderliggende cognitieve en neurale systemen die dagelijkse dieet besluiten regelen.

Als er verschillen in de manier waarop voedingsmiddelen in verschillende formaten worden verwerkt in de hersenen, dan kan dit inzicht te geven in waarom de volksgezondheid benaderingen van de bestrijding van obesitas zijn afgewezen. Ondanks de verschillen tussen beelden en Real-World objecten, hierboven beschreven, verrassend weinig bekend is over de vraag of beelden van snacks voedingsmiddelen worden verwerkt op dezelfde manier om hun Real-World tegenhangers. In het bijzonder, is er weinig bekend over de vraag of echte voedingsmiddelen worden gezien als meer waardevol of verzadigende dan gematched beelden van dezelfde items. Klassieke vroege gedragsstudies bleek dat jonge kinderen in staat waren om bevrediging vertraging in de context van 2-D gekleurde beelden van Snack Foods³⁰, maar niet toen ze werden geconfronteerd met echte Snack Foods³¹. Echter, weinig studies hebben onderzocht bij volwassenen of het formaat waarin een snackvoedsel wordt weergegeven invloeden besluitvorming of waardering^12,32,33 en slechts een studie tot nu toe, uit ons laboratorium, heeft dit getest vraag wanneer stimulus parameters en omgevingsfactoren zijn gematched in formaten⁷. Hier beschrijven we innovatieve technieken en apparatuur om te onderzoeken of de besluitvorming in gezonde menselijke waarnemers wordt beïnvloed door het formaat waarin de prikkels worden weergegeven.

Onze studie⁷ werd gemotiveerd door een eerdere experiment uitgevoerd door Bushong en collega’s¹² waarin studenten van de universiteit-leeftijd werd gevraagd om monetaire biedingen plaats op een reeks van alledaagse Snack Foods met behulp van een Becker-Degroot-Marschak (BDM) bied taak ³⁴. met behulp van een tussen-onderwerpen ontwerp, Bushong en collega’s¹² presenteerde de Snack Foods in een van de drie formaten: tekst descriptoren (dwz, ‘ Snickers Bar ‘), 2-D gekleurde beelden, of echte voedingsmiddelen. Gemiddelde biedingen voor de snacks (in dollars) werden in contrast met de drie deelnemers groepen. Verrassend, studenten die bekeken Real Foods bereid waren om 61% meer te betalen voor de items dan degenen die bekeken dezelfde stimuli als afbeeldingen of tekst descriptoren-een fenomeen de auteurs genoemd de ‘ real-exposure effect ‘¹². Kritisch, echter, de deelnemers in de tekst en beeld omstandigheden voltooide de biedings taak in een groep instelling en hun reacties ingevoerd via de individuele computerterminals; omgekeerd, die toegewezen aan de echte voedingswaarde uitgevoerd de taak een-op-een met de experimenter. Het uiterlijk van de prikkels in de reële en beeld omstandigheden was ook anders. In de echte voedingstoestand, werden de voedingsmiddelen gepresenteerd aan de waarnemer op een zilveren dienblad, terwijl in het beeld voorwaarde van de prikkels werden gepresenteerd als geschaald bijgesneden beelden op een zwarte achtergrond. Zo is het mogelijk dat de deelnemer verschillen, omgevingsfactoren, of stimulus-gerelateerde verschillen, zou hebben geleid tot opgeblazen biedingen voor de echte voedingsmiddelen. Naar aanleiding van Bushong, et al.¹², onderzochten we of de echte voedingsmiddelen worden gewaardeerd meer dan 2-D beelden van voedsel, maar kritisch, gebruikten we een binnen-onderwerpen ontwerp waarin milieu-en stimulus-gerelateerde factoren werden zorgvuldig gecontroleerd. We ontwikkelden een op maat ontworpen draaitafel waarin de prikkels in elk display formaat kunnen willekeurig worden Interleaved van trial naar trial. Stimulus presentatie en timing waren identiek over de echte object en beeld proeven, waardoor de kans dat de deelnemers kunnen verschillende strategieën gebruiken om de taak uit te voeren in de verschillende weergaveomstandigheden. Ten slotte hebben we zorgvuldig gecontroleerd het uiterlijk van de prikkels in het echte object en beeld omstandigheden, zodat de echte voedingsmiddelen en beelden werden nauw afgestemd op de schijnbare grootte, afstand, gezichtspunt en achtergrond. Er zijn waarschijnlijk andere procedures of mechanismen die kunnen voor willekeurige stimulus formaten tussen proeven mogelijk te maken, maar onze methode maakt het mogelijk voor vele objecten (en beelden) worden gepresenteerd in relatief snelle Interleaved successie. Vanuit statistisch oogpunt, dit ontwerp maximaliseert de macht om significante effecten te detecteren meer dan mogelijk is met behulp van tussen-onderwerpen ontwerpen. Evenzo kunnen de effecten niet worden toegeschreven aan a-priori verschillen in de bereidheid tot beloning (WTP) tussen waarnemers. Het is natuurlijk het geval dat in binnen-onderwerpen ontwerpen open de mogelijkheid voor de vraagkenmerken. Echter, in onze studie deelnemers begrepen dat ze konden ‘ winnen ‘ van een levensmiddel aan het einde van het experiment, ongeacht de weergave-indeling waarin het verscheen in de bied taak. Deelnemers werden ook meegedeeld dat willekeurig het verminderen van biedingen (dat wil zeggen, voor de beelden) zou verminderen hun kansen om te winnen en dat de beste strategie voor het winnen van het gewenste item is het bieden van een echte waarde^34,35,36 . Het doel van dit experiment is het vergelijken van WTP voor echte voedingsmiddelen versus 2-D beelden met behulp van een BDM bieden taak^34,35.

Protocol

De experimentele protocollen werden goedgekeurd door de Universiteit van Nevada, Reno sociale, gedrags-, en onderwijs institutionele Review Board. 1. stimuli en apparaten Figuur 1 : Real object (weergegeven op de draaitafel) en geëvenaard 2-D beeld van hetzelfde item (weergegeven op een computer monitor). …

Representative Results

De representatieve resultaten van dit experiment worden hieronder voorgesteld. Een meer gedetailleerde beschrijving van de resultaten, samen met een follow-up studie, is te vinden in de originele publicatie7. Wij gebruikten een lineair gemengd effect model met de afhankelijke variabele van bod, en onafhankelijke variabelen van vertoningsformaat, voorkeur, calorische dichtheid, en geschatte calorieën. Zoals verwacht, en in lijn met eerdere studies12,<sup class="x…

Discussion

Het overkoepelende doel van de huidige Paper is het vergemakkelijken van toekomstige studies van ‘ Real World ‘ object visie door het verstrekken van gedetailleerde informatie over hoe grote aantallen van Real-World objecten (en beelden) presenteren onder gecontroleerde experimentele omstandigheden. We presenteren een ecologisch-valide aanpak voor het bestuderen van de factoren die van invloed zijn dieet keuze en voedsel waardering. We beschrijven methoden die werkzaam zijn in een recente studie van de menselijke besluit…

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