Summary

Двух Интервал принудительного выбора задачи для мультисенсорное сравнения

Published: November 09, 2018
doi:

Summary

Психофизика имеет важное значение для изучения восприятия явлений посредством сенсорной информации. Здесь мы представляем протокол для выполнения задачи принудительного выбора двух интервал как это реализовано в предыдущем докладе о человека психофизики где участники Ориентировочная продолжительность интервалов визуальные, слуховые или аудиовизуальных апериодическое поездов импульсов.

Abstract

Мы предлагаем процедуры для психофизики эксперимент в организме человека, основанный на ранее описанных парадигма призвана характеризовать восприятия продолжительность интервалов в пределах миллисекунд зрительную, акустическую и аудиовизуальных апериодическое поездов шести импульсов. В этой задаче каждого из исследований состоит из двух последовательных конкурентную интервалов, где участники пресс стрелка вверх ключ чтобы сообщить, что второй стимул длился дольше, чем ссылка, или клавишу Стрелка вниз для обозначения иначе. Анализ результатов поведения в психометрических функций вероятности оценки сравнения стимул будет больше ссылка, как функция сравнения интервалов. В заключение, мы заранее способ реализации стандартных программирование программное обеспечение для создания зрительную, акустическую и аудиовизуальных раздражители и для создания двух Интервал принудительного выбор (2IFC) задачи, обеспечивая стимулы путем блокировки шума наушники и монитор компьютера.

Introduction

Целью настоящего Протокола является передать процедуру для стандартных эксперимент на психофизика. Психофизика изучает восприятие явлений через меру поведенческих реакций, вызвал сенсорные входы1,2,3. Как правило человека психофизики является недорогой и важным инструментом для реализации в изображений или нейрофизиологических экспериментов4. Однако это никогда не легко выбрать наиболее подходящий метод психофизической из многих, которые существуют, и выбор несколько зависит от опыта и предпочтения. Тем не менее мы призываем начинающих тщательно пересмотреть существующие методологии для того, чтобы узнать о выборе критериев5,6,7. Здесь мы предлагаем процедуру для выполнения задачи 2IFC, который многие исследователи часто используют для изучения перцептивных процессов, таких как рабочей памяти8, решение, делая9,10или время восприятие11 , 12 , 13.

Направлять читателей вдоль метода, мы заново отчет о восприятия продолжительности визуальной (V), слуховой (A) и аудиовизуальных (AV) интервалы апериодическое последовательностей импульсов. Мы будем обращаться к этой задаче как задача апериодическое интервал в дискриминации (помощи)13. При попытке описать эту парадигму в жаргоне психофизика, он бы задачей класса A, тип-1, на основе производительности, критерий зависимых дискриминации, использующий-адаптивный метод констант и модель гиперболический тангенс (tanh) Вычислите дифференциальный порог. Даже тогда, когда такая характеристика звуки немного запутался, мы будем использовать его представить читателю некоторые общие аспекты психофизика, надеясь обеспечить решение критерии для новых экспериментов и возможно даже возможность пошива текущий протокол к другие потребности.

Любые психофизического эксперимента, таких как 2IFC задачи, требует осуществления раздражители, задачи, метод, анализ и измерения6. Цель заключается в том, чтобы получить функцию психометрических что лучше счетов для измерения производительности14. 2IFC задача состоит из представления участникам, которые наивно Цель эксперимента, испытания двух последовательных раздражителей. После сравнения раздражители, они сообщают результаты, выбрав один и только один, из двух возможных ответов, которые лучше подходит для их восприятия.

С раздражителей мы ссылаемся на технические соображения о сенсорные модальности под исследование. Класса A эксперимент состоит из сравнения раздражителей же механизма в рамках судебного разбирательства, в то время как эксперименты класса B включают кросс-модальные окна сравнения. Другие основные соображения о стимулы включают их осуществления, такие как технические способы модулирующих раздражителей в пределах требуемого диапазона. Например если мы хотим, чтобы найти только заметное различие (СНН) между двумя частотами флаттера, вибрирующие на кожу15, нам нужно точность стимулятором для создания частоты в пределах предсердий (то есть, 4-40 Гц). Другими словами динамический диапазон технических элементов зависит от динамического спектра каждой сенсорной модальности.

Выбор задачи — о восприятия явление изучается. Например поиск, являются ли два стимула что же или эквивалентный, могут рассчитывать на механизмы различных мозга чем те решения, если стимул длиннее или короче, чем ссылка16 (как парадигмы помощи). Сути стимулы выбора определяет тип полученных ответов. Тип-1 эксперименты, иногда тесно связана с так называемой производительности эксперименты, включают в себя правильные или неправильные ответы. В противоположность этому тип-2 эксперимент (или эксперимент, появление) производит главным образом качественные ответы, которые зависят от участника критериев и не любой явно введенных критерий; Иными словами критерий независимые эксперименты. Примечательно, что 2IFC задачи ответы являются критерий зависимых, потому что, в каждом испытании, Стандартный раздражитель (иногда называется base или стимул) представляет собой критерий, от которого зависит восприятие сравнения.

Этот метод может относиться к три вещи; Во-первых оно может относиться к механизму для выбора диапазона стимулы проверяемое или, другими словами, уже известных диапазон изменчивости стимул, в отличие от адаптивные методы, направленные учредить адекватный диапазон17. Эти вопросы адаптивной рекомендуются для быстрого поиска обнаружения и дискриминации порогов и минимальный испытательный повторений18. Кроме того адаптивные методы являются оптимальными для экспериментального экспериментов. Второе определение метода является масштаб раздражители модуляции (например., метод констант) или логарифмическую шкалу. Выбранный масштаб может или не может быть прямым следствием итогов адаптивного метода, но прежде всего, это касается динамики изученных сенсорные модальности. Наконец метод также относится к числу судебных разбирательств и порядок их представления.

Что касается анализа она относится к статистике экспериментальных измерений. Независимо от выбора соответствующих аналитических методов для сравнения между группами испытания и контроля, психофизика в основном о измерения абсолютной или дифференциальные пороги между двумя условиями (например, наличие или отсутствие стимул, или СНН между двух раздражителей), особенно в 2IFC19. Такие измерения являются производными от психометрических функций (т.е., непрерывной модели поведения как функцию вероятности обнаружения или взыскательных одним из условий на карту). Выбор модели функция зависит на шкале или, другими словами, на расстояние значения независимой переменной. Функций, таких как накопительное нормально, логистики, быстро и Вейбулла соотвествующие для значения, расположенными линейно, тогда как Гумбеля и журнал быстрый, лучше подходит для логарифмической интервалы. Также существуют альтернативные модели, например tanh занятых в задаче оказания помощи. Важно отметить, что выбор правильной модели зависит от параметров интерес, как в дизайне эксперимент20. После фиттинга данных к модели, можно извлечь два параметра: параметры α и β . В случае логистической функции, обычно занятых в 2IFC парадигмы, α ссылается на значение абсциссы проектирования точки субъективных равенства (т.е., на половину логистики). Параметр β ссылается на склоне в α значение (то есть, крутизна перехода между условиями). Наконец параметр обычно получены из психометрических кривая является дифференциальный Лимен21 (DL). В эксперименте 2IFC DL относится к β, но строго говоря, соответствует минимальным воспринимается различие между двумя интервалами. Формула для определения DL является следующее уравнение (1).

Equation 1(1)

Здесь x стенды для значения независимой переменной, проецируя на 0,75 и 0,25 производительность измеряется непосредственно на сигмоид кривой. До этого момента мы рассмотрели лишь некоторые общие положения о психологические функции. Мы рекомендуем продолжить изучение оценки и интерпретации, психометрических функций, эти и другие параметры22.

Другие технические аспекты, которые необходимо учитывать при осуществлении психофизического эксперимента связаны с оборудованием и программным обеспечением. Память и скорость потенциала коммерческих компьютеров в настоящее время обычно оптимальна для переработки в высококачественный визуальных и слуховых задач. Кроме того, динамическое разрешение дополнительных материалов, таких как блокировки шума наушники, колонки и мониторов, должны выполнить дискретизации, на котором действуют сенсорные условия (например., частота, амплитуда, контраст и освежающий курс). Кроме того программное обеспечение программы, такие как PsychToolbox23 и24 PsychoPy легко осуществить и высоко эффективным при синхронизации задач события и оборудование.

Ранее описанных задач помощи собирает многие из вопросов, описанных выше для 2IFC парадигмы. Интересно, что он исследует восприятие V, A и AV интервалы в диапазоне миллисекунд, где большинство процессов мозга происходит25,,2627. Парадоксально, но это также сложным временем для изучения видение, которое, по сравнению с прослушивание, порождает несколько ограничены выборки оценить28. В этом смысле смешанные сравнения требуют дополнительные теоретические области12,29,30. Иногда, они нуждаются в дальнейшей пошив охватывают общие модуляция спектра или достичь конгруэнтных толкований.

Этот протокол фокусируется на дискриминации задачи (т.е., 2IFC, где базовый стимул, также называется ссылку или стандарт, контрастирует с набором сравнения или тест стимулов найти СНН или, другими словами, порог дискриминации). Здесь, задача поставлена для изучения возможностей людей различать временные интервалы v, A, или AV апериодическое моделей импульсов13. Мы предоставляем информацию о создании и параметризации раздражители, а также на анализе точности и времени реакции. Важно отметить, что мы обсуждаем как интерпретировать воспринятие времени испытуемых из параметров статистических результатов психометрии и некоторые экспериментальные и аналитических альтернатив в рамках темы психофизических метода 2IFC.

Protocol

Эксперименты были утверждены Комитетом биоэтики в Институт клеточной физиологии НАУ (No. CECB_08) и проводится под руководящих принципов кодекса этики Всемирной медицинской ассоциации. 1. экспериментальные установки Материал и стимулы настройки для выполнения зад…

Representative Results

Этот протокол представил метод, чтобы выполнить психофизики эксперимент в организме человека. Метод репликации предыдущих исследований о дискриминации интервалы ап поездов v, A и AV импульсы, которые была выполнена с помощью метода 2IFC. Раздражители результатом P и AP дис…

Discussion

В психофизика выбор задачи зависит от конкретных интересов в перцептивных явлений5,6. Например этот протокол состояла из воссоздания сообщалось ранее парадигмы на восприятие интервал времени визуальные, слуховые и аудиовизуальных раздражители неперио?…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Эта работа была поддержана Consejo Nacional de науки y Tecnología (КОНАСИТ), CB-256767. Авторы благодарят Исаак Моран в его технической помощи и Ана Эскаланте из блока компьютера Celular Instituto de Fisiología (МФК) за ее ценную помощь.

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

Referências

  1. Fechner, G. T. Elements of Psychophysical Theory. Elements of Psychophysics. , (1860).
  2. Dehaene, S. The neural basis of the Weber-Fechner law: A logarithmic mental number line. Trends in Cognitive Sciences. 7 (4), 145-147 (2003).
  3. Romo, R., et al. From sensation to action. Behavioural Brain Research. 135 (1-2), 105-118 (2002).
  4. Johnson, K. O., Hsiao, S. S., Yoshioka, T. Neural coding and the basic law of psychophysics. Neuroscientist. 8 (2), 111-121 (2002).
  5. . Psychophysics: The Fundamentals Available from: https://books.google.com/books?id=fLYWFcuamPwC&printsec=frontcover#v=onepage&q&f=false (1997)
  6. Kingdom, F. A. A., Prins, N. . Psychophysics: A Pratical Introduction. , (2016).
  7. García-Pérez, M. A. Does time ever fly or slow down? The difficult interpretation of psychophysical data on time perception. Frontiers in Human Neuroscience. 8, 415 (2014).
  8. Romo, R., Brody, C. D., Hernández, A., Lemus, L. Neuronal correlates of parametric working memory in the prefrontal cortex. Nature. 399 (6735), 470-473 (1999).
  9. Britten, K. H., Shadlen, M. N., Newsome, W. T., Movshon, J. A. The analysis of visual motion: a comparison of neuronal and psychophysical performance. The Journal of Neuroscience. 12 (12), 4745-4765 (1992).
  10. Lemus, L., et al. Neural correlates of a postponed decision report. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104 (43), 17174-17179 (2007).
  11. Getty, D. J. Counting processes in human timing. Perception & Psychophysics. 20 (3), 191-197 (1976).
  12. Grondin, S., McAuley, J. D. Duration discrimination in crossmodal sequences. Perception. 38 (10), 1542-1559 (2009).
  13. Duarte, F., Lemus, L. The Time Is Up: Compression of Visual Time Interval Estimations of Bimodal Aperiodic Patterns. Frontiers in Integrative Neuroscience. 11, 17 (2017).
  14. Bausenhart, K. M., Dyjas, O., Vorberg, D., Ulrich, R. Estimating discrimination performance in two-alternative forced choice tasks: Routines for MATLAB and R. Behavior Research Methods. 44 (4), 1157-1174 (2012).
  15. LaMotte, R. H., Mountcastle, V. B. Capacities of humans and monkeys to discriminate vibratory stimuli of different frequency and amplitude: a correlation between neural events and psychological measurements. Journal of Neurophysiology. 38 (3), 539-559 (1975).
  16. Grondin, S. Violation of the scalar property for time perception between 1 and 2 seconds: Evidence from interval discrimination, reproduction, and categorization. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 38 (4), 880-890 (2012).
  17. García-Pérez, M. A. Adaptive psychophysical methods for nonmonotonic psychometric functions. Attention, Perception, and Psychophysics. 76 (2), 621-641 (2014).
  18. García-Pérez, M. A., Alcalá-Quintana, R. Sampling plans for fitting the psychometric function. Spanish Journal of Psychology. 8 (2), 256-289 (2005).
  19. Ulrich, R., Miller, J. Threshold estimation in two-alternative forced-choice (2AFC) tasks: The Spearman-Kärber method. Perception and Psychophysics. 66 (3), 517-533 (2004).
  20. García-Pérez, M. A., Alcalá-Quintana, R. Improving the estimation of psychometric functions in 2AFC discrimination tasks. Frontiers in Psychology. 2, 96 (2011).
  21. Ulrich, R., Vorberg, D. Estimating the difference limen in 2AFC tasks: Pitfalls and improved estimators. Attention, Perception, and Psychophysics. 71 (6), 1219-1227 (2009).
  22. Green, D. M., Swets, J. A. . Signal detection theory and psychophysics. , (1966).
  23. Brainard, D. H. The Psychophysics Toolbox. Spatial Vision. 10 (4), 443-446 (1997).
  24. Peirce, J. W. PsychoPy-Psychophysics software in Python. Journal of Neuroscience Methods. 162 (1-2), 8-13 (2007).
  25. Ivry, R. B., Hazeltine, R. E. Perception and production of temporal intervals across a range of durations: Evidence for a common timing mechanism. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 21 (1), 3-18 (1995).
  26. Karmarkar, U. R., Buonomano, D. V. Timing in the Absence of Clocks: Encoding Time in Neural Network States. Neuron. 53 (3), 427-438 (2007).
  27. Merchant, H., Harrington, D. L., Meck, W. H. Neural Basis of the Perception and Estimation of Time. Annual Review of Neuroscience. 36 (1), 313-336 (2013).
  28. Levinson, J. Z. . Flicker fusion phenomena. 160 (3823), 21-28 (1968).
  29. Grahn, J. A., Henry, M. J., McAuley, J. D. FMRI investigation of cross-modal interactions in beat perception: Audition primes vision, but not vice versa. NeuroImage. 54 (2), 1231-1243 (2011).
  30. Lemus, L., Hernández, A., Luna, R., Zainos, A., Romo, R. Do sensory cortices process more than one sensory modality during perceptual judgments?. Neuron. 67 (2), 335-348 (2010).
  31. . Fabiola Duarte GUI Fabiola Duarte Available from: https://www.ifc.unam.mx (2018)
  32. Chandrasekaran, C., Trubanova, A., Stillittano, S., Caplier, A., Ghazanfar, A. A. The Natural Statistics of Audiovisual Speech. PLoS Computational Biology. 5 (7), e1000436 (2009).
  33. Linares, D., López-Moliner, J. quickpsy: An R Package to Fit Psychometric Functions for Multiple Groups. The R Journal. 8 (1), 122-131 (2016).
  34. García-Pérez, M. A., Núñez-Antón, V. Nonparametric tests for equality of psychometric functions. Behavior Research Methods. , (2017).
  35. García-Pérez, M. A., Alcalá-Quintana, R. The indecision model of psychophysical performance in dual-presentation tasks: Parameter estimation and comparative analysis of response formats. Frontiers in Psychology. 8, 1142 (2017).
  36. Merchant, H., Harrington, D. L., Meck, W. H. Neural Basis of the Perception and Estimation of Time. Annual Review of Neuroscience. 36 (1), 313-336 (2013).
  37. Chandrasekaran, C., Lemus, L., Ghazanfar, A. A. Dynamic faces speed up the onset of auditory cortical spiking responses during vocal detection. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (48), E4668-E4677 (2013).

Play Video

Citar este artigo
Duarte, F., Figueroa, T., Lemus, L. A Two-interval Forced-choice Task for Multisensory Comparisons. J. Vis. Exp. (141), e58408, doi:10.3791/58408 (2018).

View Video