Een twee-interval gedwongen-keuze taak voor multisensorische vergelijkingen

Summary

Psychofysica is essentieel voor de studie van perceptie verschijnselen door middel van sensorische informatie. Hier presenteren we een protocol voor het uitvoeren van een taak van de gedwongen-keuze twee-interval zoals dit is geïmplementeerd in een vorig verslag over menselijke Psychofysica waar deelnemers naar schatting van de duur van visuele, auditieve of audiovisuele intervallen van aperiodieke treinen van pulsen.

Abstract

Wij bieden een procedure voor een Psychofysica experiment bij de mens op basis van een eerder beschreven paradigma gericht te karakteriseren van de perceptuele duur van intervallen binnen het bereik van milliseconden van de visuele, akoestische en audiovisuele aperiodieke treinen van zes pulsen. In deze taak bestaat elk van de proeven uit twee opeenvolgende intramodal intervallen, waar de deelnemers druk op de pijltoets-omhoog om te melden dat de tweede prikkel langer dan de verwijzing duurde of de pijltoets-omlaag om aan te geven anders. De analyse van de resultaten van het gedrag in psychometrische functies van de waarschijnlijkheid van de schatten van de vergelijking-stimulans voor langer dan de verwijzing, worden als een functie van de vergelijking-intervallen. Kortom, we vooraf een manier voor het implementeren van standaard programmering software maken visuele, akoestische en audiovisuele prikkels, en voor het genereren van de taak van een twee-interval gedwongen-keuze (2IFC) door het leveren van prikkels door lawaai-blokkerende hoofdtelefoon en een de computermonitor.

Introduction

Het doel van dit protocol is te brengen van een procedure voor een standaard experiment op Psychofysica. Psychofysica is de studie van perceptie verschijnselen door de maatregel van gedrags reacties, ontlokte door sensorische input^1,2,3. Menselijke Psychofysica is meestal een goedkope en essentiële tool uit te voeren in imaging of neurofysiologische experimenten⁴. Echter, het is nooit gemakkelijk om te selecteren van de meest geschikte psychofysische methode uit velen die bestaan, en de selectie enigszins afhankelijk van ervaring en voorkeur. Niettemin, we raden beginners beschikbaar methodologieën grondig herzien om te leren over selectie criteria^5,6,7. Hier bieden we een procedure voor het uitvoeren van een taak van de 2IFC, die veel onderzoekers vaak gebruikt voor het bestuderen van de perceptuele processen zoals werken geheugen⁸, besluit maken^9,10, of tijd perceptie^{11 , 12 , 13}.

Om de lezers langs de methode, opnieuw wij een verslag op de perceptuele duur van visual (V), auditief (A), en de audiovisuele (AV) intervallen van aperiodieke opeenvolgingen van pulsen. Als een aperiodieke interval discriminatie (hulp) taak¹³zullen we verwijzen naar deze taak. Wanneer u probeert om te beschrijven dit paradigma in Psychofysica jargon, zou het een discriminatie van klasse-A type-1, prestatiegerichte, criterium-afhankelijke taak die gebruikmaakt van een niet-adaptieve methode van de constanten en een model van de tangens hyperbolicus (tanh) te Bereken een differentiële drempel. Zelfs wanneer dergelijke een karakterisering klinkt enigszins verstrikt, zal wij gebruiken om de lezer aan bepaalde algemene aspecten van Psychofysica, hopen te besluit criteria voorzien in nieuwe experimenten en misschien zelfs de mogelijkheid van aanpassing van het huidige protocol bij andere behoeften.

Elke psychofysische experiment, zoals een 2IFC taak, vereist de uitvoering van prikkels, een taak, een methode, een analyse en een meting⁶. Het doel is het verkrijgen van de psychometrische functie die beter rekeningen voor de gemeten prestaties¹⁴. Een taak van de 2IFC bestaat voor te leggen aan de deelnemers, die naïef met het doel van het experiment zijn, proeven van twee opeenvolgende stimuli. Na het vergelijken van de prikkels, verslag zij van de resultaten door het selecteren van één en slechts één, uit twee mogelijke reacties die beter aansluit bij hun perceptie.

Met stimuli verwijzen we naar technische overwegingen over de zintuiglijke modaliteit bestudeerde. Een klasse-A-experiment bestaat uit de vergelijking van stimuli voor de dezelfde modaliteit binnen een proces, terwijl de klasse-B experimenten omvatten cross-modal vergelijkingen. Andere essentiële overwegingen over prikkels bevatten hun uitvoering, zoals de technische manieren van modulerende stimuli binnen een vereiste bereik. Bijvoorbeeld, als we vinden het alleen merkbaar verschil (JND) tussen twee flutter frequenties op de huid¹⁵trillen willen, moeten we een precisie stimulator voor het genereren van frequenties binnen de grenzen van flutter (d.w.z., 4-40 Hz). Het dynamische bereik van de technische elementen is met andere woorden, afhankelijk van het dynamische spectrum van elke zintuiglijke modaliteit.

Het selecteren van een taak is over de perceptuele fenomeen bestudeerd. Bijvoorbeeld, vinden of twee prikkels dat hetzelfde of gelijkwaardig zijn, zich beroepen op verschillende hersenen mechanismen dan die oplossing als een stimulans langer of korter zijn dan een referentie¹⁶ (zoals in het paradigma van de steun is). Intrinsiek, definieert prikkels selectie het type van de verkregen antwoorden. Type-1-experimenten, soms nauw verwant aan de zogenaamde prestaties experimenten, omvatten juist of een onjuist reacties. In tegenstelling, produceert een type-2 experiment (of uiterlijk experiment) vooral kwalitatieve antwoorden die afhangen van de criteria van de deelnemer en niet van enig expliciet opgelegde criterium; met andere woorden, criterium-onafhankelijke experimenten. Het is opmerkelijk dat 2IFC antwoord op taakverzoek criterium afhankelijk zijn, omdat, in elke proef, de standaard stimulus (ook wel base of verwijzing stimulans genoemd) vormt het criterium waarvan de vergelijking van perceptie afhankelijk is.

De methode kan verwijzen naar drie dingen; Ten eerste kan verwijzen naar het mechanisme voor het selecteren van het bereik van stimuli om te testen of, met andere woorden, naar een reeds bekende bereik van variabiliteit van de prikkel, in tegenstelling tot de adaptieve methoden gericht om het assortiment¹⁷. Deze adaptieve zaken wordt aanbevolen voor het snel vinden van detectie en discriminatie drempels en voor minimale proef herhalingen¹⁸. Adaptieve methodes zijn ook optimaal voor proefprojecten. De tweede definitie van een methode is de omvang van stimuli modulaties (bv., de methode van de constanten) of een logaritmische schaal. De geselecteerde schaal kan al dan niet een rechtstreeks gevolg van de uitkomst van een adaptieve methode, maar vooral zij beschouwt de dynamiek van de bestudeerde zintuiglijke modaliteit. Tot slot, de methode verwijst ook naar het aantal proeven en de volgorde van de presentatie.

Wat betreft de analyse gaat het om de statistieken van experimentele metingen. Ongeacht het selecteren van geschikte analysemethoden voor vergelijkingen tussen test- en controlegroepen, Psychofysica is meestal over het meten van absolute of differentiële drempels tussen twee voorwaarden (bijvoorbeeld, aanwezigheid vs. afwezigheid van een stimulans of de JND tussen twee prikkels), met name in 2IFC¹⁹. Dergelijke metingen ontlenen psychometrische functies (dat wil zeggen, continu modellen van gedrag als een functie van de kans op opsporing of comforthotel één van de voorwaarden op het spel). Selecteren van de model-functie is afhankelijk van de op de schaal of, met andere woorden, de afstand van de waarden van de onafhankelijke variabele. Functies zoals cumulatieve normaal, logistiek, Quick en Weibull zijn geschikt voor waarden verdeelde lineair, overwegende dat Gumbel en log-Quick beter zijn geschikt voor logaritmische afstand. Alternatieve modellen ook bestaan, zoals de tanh werkzaam in de taak van de steun. Belangrijker, selecteren van een juiste model is afhankelijk van de parameters van belang, geacht in het ontwerp van het experiment²⁰. Na montage van de gegevens aan een model, moet het mogelijk zijn voor het afleiden van twee parameters: α pt β -parameters. In het geval van een logistieke functie meestal werkzaam in een 2IFC paradigma, α verwijst naar de waarde van de abscissas projecteren op het punt van subjectieve gelijkheid (dat wil zeggen, op de helft de logistieke). De β -parameter verwijst naar de helling op α waarde (dat wil zeggen, de steilheid van de overgang tussen de voorwaarden). Ten slotte, een parameter die algemeen verkregen uit een psychometrische curve is de differentiële Lim²¹ (DL). In een experiment van de 2IFC, de DL betreft β, maar strikt, komt overeen met het minimale waargenomen verschil tussen twee intervallen. De formule om te bepalen van de DL is de volgende vergelijking (1).

(1)

X staat voor de onafhankelijke variabele waarden projecteren op een 0,75 en 0,25 prestaties gemeten hier, direct bij de sigmoïdale curve. Tot dit punt, hebben we slechts enkele algemeenheden over psychometrische functies vallen. Het is raadzaam verdere studie van schatten en het interpreteren van psychometrische functies, met deze en andere parameters²².

Andere technische aspecten te overwegen bij de uitvoering van een psychofysische experiment zijn gerelateerd aan apparatuur en software. Geheugen en snelheid capaciteiten van commerciële computers zijn tegenwoordig meestal optimaal voor verwerking in HiFi-visuele en auditieve taken. Bovendien, de dynamische resolutie van aanvullend materiaal, zoals lawaai-blokkerende hoofdtelefoons, luidsprekers en monitoren, moet voldoen aan de samplefrequentie waartegen de sensorische modaliteiten opereren (bv., frequentie, amplitude, contrast en vernieuwen tarief). Software programma’s zoals PsychToolbox²³ en PsychoPy²⁴ zijn ook eenvoudig te implementeren en zeer efficiënte bij het synchroniseren van taken gebeurtenissen en apparatuur.

De eerder beschreven steun taak assembleert veel van de onderwerpen die hierboven wordt beschreven voor een 2IFC-paradigma. Interessant is dat het onderzoekt de perceptie van V, A, en AV intervallen in het bereik van milliseconden, waar de meeste van de hersenen processen^25,26,27. Paradoxaal genoeg is het ook een uitdagende vervallen voor studeren visie, die, vergeleken met de auditie, creërt een enigszins beperkt bemonstering stem op²⁸. In deze zin vereisen multimodale vergelijkingen extra theoretische scopes^12,29,30. Soms, ze moeten verdere afstemming te omvatten een gemeenschappelijke modulatie spectrum of om congruent interpretaties.

Dit protocol is gericht op een taak van de discriminatie (dat wil zeggen, een 2IFC waar een basis prikkel, een afkorting voor verwijzing of standaard, in tegen een set van vergelijking of test stimuli contrast staat te vinden een JND of, met andere woorden, een drempel van discriminatie). Hier, de taak wordt ingesteld op het vermogen van de mens om te discrimineren tijdsintervallen van V, A, studeren of AV aperiodieke patronen van pulsen¹³. Wij bieden informatie over het maken en parameterizing van prikkels, alsook op analyses van nauwkeurigheid en reactietijden. Nog belangrijker is, bespreken we hoe te interpreteren onderwerpen tijd perceptie van de parameters van de statistische resultaten psychometrie en sommige experimentele en analytische alternatieven binnen onderwerpen van een 2IFC psychofysische methode.

Protocol

De experimenten werden goedgekeurd door het bio-ethisch comité van het Instituut voor cellulaire fysiologie van UNAM (nr. CECB_08) en die onder de richtlijnen van de Code of Ethics van de World Medical Association worden uitgevoerd. 1. experimentele opstelling Materiaal en stimuli set-up voor het uitvoeren van een taak aperiodieke interval discriminatie (steun) Dit experiment uitvoeren op een computer met een minimum van 8 GB RAM, 2,5 GHz processor en een …

Representative Results

Dit protocol gepresenteerd een methode voor het uitvoeren van een experiment van de Psychofysica bij de mens. De techniek gerepliceerd eerder onderzoek inzake de discriminatie van intervallen van AP treinen van V, A, en AV pulsen, die werd uitgevoerd met behulp van een 2IFC-methode. De prikkels vloeide voort uit de P en AP distributies van treinen van zes 50-ms pulsen in verschillende intervallen binnen het bereik van milliseconden (d.w.z., uit 500 ms 1.100 MS in stappen van 100 …

Discussion

In Psychofysica, is de selectie van een taak afhankelijk van specifieke belangen in perceptuele verschijnselen^5,6. Bijvoorbeeld, bestond dit protocol uit het herscheppen van een eerder gemelde paradigma op de tijdsinterval perceptie van visuele, auditieve en audiovisuele stimuli van aperiodically gekleed pulsen, die de 2IFC methode¹³ten uitvoer gelegd. Hier, zoals in de meeste van de taken van de Psychofysica zijn voldoende hardware en sof…

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