Metoder til præsentation af objekter i den virkelige verden under kontrollerede laboratoriebetingelser

Summary

Vi beskriver metoder til præsentation af objekter i den virkelige verden og matchede billeder af de samme objekter under nøje kontrollerede eksperimentelle forhold. Metoderne er beskrevet i forbindelse med en beslutningstagende opgave, men den samme virkelige verden tilgang kan udvides til andre kognitive domæner såsom perception, opmærksomhed, og hukommelse.

Abstract

Vores viden om menneskets objekt vision er næsten udelukkende baseret på undersøgelser, hvor stimuli præsenteres i form af edb todimensionale (2-D) billeder. I hverdagen, men mennesker interagerer overvejende med den virkelige verden solide objekter, ikke billeder. I øjeblikket ved vi meget lidt om, hvorvidt billeder af objekter udløse lignende adfærdsmæssige eller neurale processer som gør virkelige verden eksemplarerne. Her præsenterer vi metoder til at bringe den virkelige verden ind i laboratoriet. Vi beskriver metoder til at præsentere rige, økologisk gyldige stimuli i den virkelige verden under nøje kontrollerede visningsforhold. Vi beskriver, hvordan man nøje matcher det visuelle udseende af virkelige objekter og deres billeder, samt nye apparater og protokoller, der kan bruges til at præsentere virkelige objekter og edb-billeder på successivt Interleaved forsøg. Vi bruger en beslutningstagning paradigme som et eksempel, hvor vi sammenligner villighed til at betale (WTP) for rigtige snack fødevarer versus 2-D billeder af de samme elementer. Vi viser, at WTP stiger med 6,6% for fødevarer, der vises som reelle objekter versus høj opløsning 2-D farvede billeder af de samme fødevarer-tyder på, at rigtige fødevarer opfattes som værende mere værdifulde end deres billeder. Selv præsenterer virkelige objekt stimuli under kontrollerede forhold præsenterer flere praktiske udfordringer for experimenter, vil denne tilgang fundamentalt udvide vores forståelse af de kognitive og neurale processer, der ligger bag naturalistiske Vision.

Introduction

Den translationelle værdi af primær forskning i menneskelig perception og kognition afhænger af, i hvilket omfang resultaterne overføres til den virkelige verden stimuli og sammenhænge. Et mangeårigt spørgsmål drejer sig om, hvordan hjernen behandler sensoriske input i den virkelige verden. I øjeblikket, viden om visuel kognition er baseret næsten udelukkende på undersøgelser, der har påberåbt sig stimuli i form af to-dimensionelle (2-D) billeder, normalt præsenteret i form af edb-billeder. Selv om billedet interaktion bliver mere og mere almindeligt i den moderne verden, mennesker er aktive observatører, for hvem det visuelle system har udviklet sig til at tillade perception og interaktion med virkelige objekter, ikke billeder¹. Til dato, den overordnede antagelse i undersøgelser af menneskets vision har været, at billeder er svarende til, og passende proxyer for, reelle objekt displays. I øjeblikket, men vi ved overraskende lidt om, hvorvidt billeder effektivt udløser de samme underliggende kognitive processer som gør de virkelige objekter. Derfor er det vigtigt at afgøre, i hvilket omfang svar på billeder er ligesom, eller adskiller sig fra dem, der er fremkaldt af deres virkelige verden modparter.

Der er flere vigtige forskelle mellem virkelige objekter og billeder, der kan føre til forskelle i, hvordan disse stimuli behandles i hjernen. Når vi ser på virkelige genstande med to øjne, modtager hvert øje oplysninger fra et lidt andet vandret udsigtspunkt. Denne uoverensstemmelse mellem de forskellige billeder, kendt som binokulær ulighed, er løst af hjernen til at producere en ensartet følelse af dybde^2,3. Dybde signaler afledt af stereoskopisk vision, sammen med andre kilder såsom motion Parallax, formidle præcise oplysninger til observatøren om objektets egocentriske afstand, placering, og fysisk størrelse, samt dens tredimensionelle (3-D) geometriske form struktur^4,5. Planar billeder af objekter ikke formidle oplysninger om den fysiske størrelse af stimulus, fordi kun afstanden til skærmen er kendt af observatøren, ikke afstanden til objektet. Mens 3-D billeder af objekter, såsom stereotyper, tilnærmelsesvis tættere det visuelle udseende af virkelige objekter, de ikke findes i 3-D plads, heller ikke har råd til ægte motoriske handlinger såsom at gribe med hænderne⁶.

De praktiske udfordringer ved at bruge virkelige objekt stimuli i eksperimentelle sammenhænge
I modsætning til undersøgelser af billedet vision, hvor stimulus præsentation er helt computerstyrede, arbejder med virkelige objekter præsenterer en række praktiske udfordringer for experimenter. Placeringen, rækkefølgen og timingen af objekt præsentationer skal styres manuelt under hele eksperimentet. Arbejde med rigtige objekter (i modsætning til billeder) kan indebære en betydelig tid engagement på grund af behovet for at indsamle^7,8,9 eller gøre¹⁰ objekterne, oprette stimuli forud for eksperimentet, og præsentere objekter manuelt under studiet. Desuden, i eksperimenter, der er designet til at sammenligne, direkte, svar på virkelige objekter med billeder, er det afgørende at matche nøje udseendet af stimuli i de forskellige visningsformater^8,9. Stimulus parametre, miljømæssige forhold, samt randomisering og afbalancering af virkelige objekt og billede stimuli, skal alle kontrolleres omhyggeligt for at isolere årsagsfaktorer og udelukke alternative forklaringer for de observerede virkninger.

De metoder, der er beskrevet nedenfor for at præsentere virkelige objekter (og matchede billeder), beskrives i forbindelse med et beslutnings paradigme. Den generelle tilgang kan udvides, dog, at undersøge, om stimulus-format påvirker andre aspekter af visuel kognition såsom perception, hukommelse eller opmærksomhed.

Behandles virkelige objekter anderledes end billeder? Et eksempel fra beslutningstagende
Misforholdet mellem de typer af genstande, som vi støder på i den virkelige verden scenarier versus dem, der undersøges i laboratorie eksperimenter er især tydeligt i undersøgelser af menneskelig beslutningstagning. I de fleste undersøgelser af kosten valg, deltagerne bliver bedt om at gøre domme om snack fødevarer, der præsenteres som farvede 2D-billeder på en computerskærm ^11,12,13,14. I modsætning, daglige beslutninger om, hvilke fødevarer til at spise er normalt lavet i nærværelse af ægte fødevarer, såsom i supermarkedet eller cafeteriet. Selv om vi i det moderne liv regelmæssigt se billeder af snack fødevarer (dvs. på reklametavler, tv-skærme og online-platforme), evnen til at opdage og reagere hensigtsmæssigt på tilstedeværelsen af ægte energi-tætte fødevarer kan være adaptive fra en evolutionær perspektiv, fordi det fremmer vækst, konkurrencefordel, og reproduktion^15,16,17.

Forskningsresultater i videnskabelige undersøgelser af beslutningstagning og kostvalg er blevet anvendt som rettesnor for folkesundhedsinitiativer, der tager sigte på at begrænse de stigende fedme rater. Men desværre synes disse initiativer at have mødt med lidt eller ingen målelig succes^18,19,20,21. Fedme er fortsat en væsentlig bidragyder til den globale byrde af en sygdom²² og er forbundet med en række tilknyttede helbredsproblemer, herunder koronar hjertesygdom, demens, type II diabetes, visse kræftformer, og øget samlet risiko for sygelighed^{22 ,23},^24,25,26,27. Den kraftige stigning i fedme og de dermed forbundne sundhedsmæssige forhold i de seneste årtier²⁸ har været forbundet med tilgængeligheden af billige, energi tætte fødevarer^18,29. Som sådan er der en intens videnskabelig interesse i at forstå de underliggende kognitive og neurale systemer, der regulerer hverdagens kost beslutninger.

Hvis der er forskelle i den måde, hvorpå fødevarer i forskellige formater behandles i hjernen, kan dette give indsigt i, hvorfor folkesundheds tilgange til bekæmpelse af fedme har været forgæves. På trods af forskellene mellem billeder og den virkelige verden objekter, der er beskrevet ovenfor, overraskende lidt er kendt om, hvorvidt billeder af snack fødevarer behandles på samme måde som deres virkelige verden modparter. Især vides kun lidt om, hvorvidt reelle fødevarer opfattes som mere værdifulde eller mætte end matchede billeder af de samme elementer. Klassiske tidlige adfærdsmæssige undersøgelser fandt, at små børn var i stand til at forsinke tilfredsstillelse i forbindelse med 2-D farvede billeder af snack fødevarer³⁰, men ikke når de blev konfronteret med ægte snack fødevarer³¹. Men, få undersøgelser har undersøgt hos voksne, om det format, som en snack mad vises påvirker beslutningsprocessen eller værdiansættelse^12,32,33 og kun én undersøgelse til dato, fra vores laboratorium, har testet denne spørgsmål, når stimulus-parametre og miljømæssige faktorer matches på tværs af formater⁷. Her beskriver vi innovative teknikker og apparater til at undersøge, om beslutningstagning i raske menneskelige observatører påvirkes af det format, som stimuli vises i.

Vores studie⁷ var motiveret af et tidligere eksperiment udført af bushong og kolleger¹² , hvor universitetsstuderende blev bedt om at placere penge bud på en række hverdags snack-fødevarer ved hjælp af en Becker-DeGroot-MARSCHAK (BDM)-budopgave ³⁴. ved hjælp af en mellem-fag design, Bushong og kolleger¹² præsenterede snack fødevarer i en af tre formater: tekst deskriptorer (dvs., ‘ Snickers bar ‘), 2-D farvede billeder, eller ægte fødevarer. Gennemsnitlige bud for snacks (i dollars) blev kontrastet på tværs af de tre deltagergrupper. Overraskende, studerende, der har set rigtige fødevarer var villige til at betale 61% mere for de elementer, end dem, der har set de samme stimuli som billeder eller tekst deskriptorer-et fænomen forfatterne kaldte “Real-eksponering effekt ‘¹². Men kritisk, deltagere i tekst og billed betingelser afsluttet budgivning opgave i en gruppe indstilling og indtastet deres svar via individuelle computerterminaler; omvendt, dem, der er tildelt den virkelige fødevare betingelse udført opgaven One-on-One med experimenter. Udseendet af stimuli i den virkelige og billedet betingelser var også anderledes. I den virkelige fødevare tilstand, blev fødevarer præsenteret for observatøren på en sølvbakke, hvorimod i billedet tilstand stimuli blev præsenteret som skalerede beskåret billeder på en sort baggrund. Det er således muligt, at deltagernes forskelle, miljøforhold eller stimulus-relaterede forskelle kunne have ført til oppustede bud på de rigtige fødevarer. Efter fra Bushong, et al.¹², undersøgte vi, om de virkelige fødevarer er værdsat mere end 2-D billeder af fødevarer, men kritisk, vi brugte en inden-fag design, hvor miljømæssige og stimulus-relaterede faktorer blev omhyggeligt kontrolleret. Vi har udviklet en specialdesignet pladespiller, hvor stimuli i hvert display format kan Interleaved tilfældigt fra retssag til retssag. Stimulus præsentation og timing var identiske på tværs af den virkelige objekt og billede forsøg, hvilket reducerer sandsynligheden for, at deltagerne kunne bruge forskellige strategier til at udføre opgaven i de forskellige display betingelser. Endelig kontrollerede vi omhyggeligt udseendet af stimuli i den virkelige objekt og billede betingelser, således at den virkelige fødevarer og billeder blev matchet nøje for tilsyneladende størrelse, afstand, synspunkt, og baggrund. Der er sandsynligvis andre procedurer eller mekanismer, der kan gøre det muligt at randomisere stimulus-formater på tværs af forsøg, men vores metode gør det muligt for mange objekter (og billeder), der skal præsenteres i relativt hurtigt Interleaved succession. Fra et statistisk synspunkt, maksimerer dette design magt til at opdage betydelige virkninger mere, end det er muligt ved hjælp af mellem-fag designs. Tilsvarende kan virkningerne ikke tilskrives a priori-forskelle i villighed til betaling (WTP) mellem observatører. Det er naturligvis sådan, at inden for fag-motiver åbner muligheden for efterspørgselskarakteristika. Men i vores studie deltagerne forstod, at de kunne ‘ vinde ‘ en fødevare element i slutningen af eksperimentet, uanset det display format, hvor det optrådte i budgivning opgave. Deltagerne blev også informeret om, at vilkårligt at reducere bud (dvs. for billederne) ville reducere deres chancer for at vinde, og at den bedste strategi for at vinde det ønskede element er at byde ens sande værdi^34,35,36 . Formålet med dette eksperiment er at sammenligne wtp for rigtige fødevarer versus 2-D billeder ved hjælp af en BDM budgivning opgave^34,35.

Protocol

Forsøgsprotokollerne blev godkendt af University of Nevada, Reno social, Behavioral og Educational institutions Review Board. 1. stimuli og apparatur Figur 1 : Ægte objekt (vises på drejeskiven) og matchede 2D-billede af det samme element (vises på en computerskærm). Stimuli i dette eksperiment bestod …

Representative Results

Repræsentative resultater fra dette eksperiment er præsenteret nedenfor. En mere detaljeret beskrivelse af resultaterne sammen med en opfølgende undersøgelse kan findes i den oprindelige publikation7. Vi brugte en lineær blandet effekter model med den afhængige variabel af bid, og uafhængige variabler af display format, præference, kalorie tæthed, og anslået kalorier. Som forventet, og i overensstemmelse med tidligere undersøgelser12-14<sup class="xref…

Discussion

Det overordnede mål med det nuværende dokument er at lette fremtidige undersøgelser af “den virkelige verden” objekt vision ved at give detaljerede oplysninger om, hvordan man præsenterer et stort antal af den virkelige verden objekter (og billeder) under kontrollerede eksperimentelle betingelser. Vi præsenterer en økologisk gyldig tilgang til at studere de faktorer, der påvirker kosten valg og mad værdiansættelse. Vi beskriver metoder, der anvendes i en nylig undersøgelse af menneskelige beslutningstagning<sup…

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