Metódy prezentácie skutočných objektov podľa protokolu o kontrolovaných laboratórnych podmienkach

Zhrnutie

Opisujeme metódy na reprezentáciu skutočných objektov a porovnávanie obrazov rovnakých objektov za prísne kontrolovaných experimentálnych podmienok. Metódy sú opísané v kontexte rozhodovacej úlohy, ale rovnaký prístup v reálnom svete je možné rozšíriť aj na ďalšie kognitívne oblasti, ako sú vnímanie, pozornosť a pamäť.

Abstrakt

Úvod

Translačná hodnota primárneho výskumu v ľudskom vnímaní a znalostiach závisí od rozsahu, v akom sa výsledky prenášajú do skutočných podnetov a kontextov. Dlhodobou otázkou je, ako mozog spracováva zmyslové vstupy v reálnom svete. V súčasnosti sú vedomosti o vizuálnom poznávaní takmer výlučne založené na štúdiách, ktoré sa opierajú o podnety vo forme dvojrozmerných (2-D) obrazov, ktoré sa zvyčajne prezentujú vo forme počítačových obrazov. Aj keď sa interakcia obrazu v modernom svete stáva čoraz bežnejšou, ľudia sú aktívnymi pozorovateľmi, pre ktorých sa vyvinul vizuálny systém, ktorý umožňuje vnímanie a interakciu so skutočnými objektmi, nie s obrázkami 1. Do dnešného dňa zastrešujúcim predpokladom v štúdiách o ľudskom videní bolo, že obrazy sú ekvivalentné so zobrazením skutočných objektov a sú vhodnými zástupcami. V tejto chvíli však vieme prekvapivo málo o tom, či obrázky efektívne spúšťajú rovnaké základné kognitívne procesy ako skutočné objekty. Preto je dôležité určiť, ako sú odpovede na obrázky podobné alebo odlišné od odpovedí vyvolaných ich skutočnými partnermi.

Existuje niekoľko dôležitých rozdielov medzi skutočnými objektmi a obrázkami, ktoré by mohli viesť k rozdielom v spôsobe spracovania týchto stimulov v mozgu. Ak sa pozeráme na skutočné objekty dvoma očami, každé oko prijíma informácie z trochu iného horizontálneho pozorovacieho uhla. Tento rozpor medzi rôznymi obrazmi, známy ako binokulárne rozdiely, mozog vyrieši tak, aby vytvoril jednotný zmysel pre hĺbku 2, 3. Indikácie hĺbky odvodené zo stereoskopického videnia, ako aj z ďalších zdrojov, ako sú paralaxy pohybu, poskytujú divákovi presné informácie o egocentrickej vzdialenosti, polohe a fyzickej veľkosti objektu, ako aj o jeho trojrozmernej (3-D) geometrickej tvarovej štruktúre 4, 5. Rovinné obrazy objektov neprenášajú žiadne informácie o fyzickej veľkosti stimulu, pretože pozorovateľ pozná iba vzdialenosť od monitora, nie vzdialenosť od objektu. Aj keď sa 3D obrazy objektov, napríklad stereogramy, približujú vizuálnemu vzhľadu skutočných objektov, v 3D priestore neexistujú ani si neumožňujú skutočné motorické akcie, ako je napríklad uchopenie rukami 6 .

Praktické výzvy využívania stimulov reálnych objektov v experimentálnych kontextoch
Na rozdiel od štúdií obrazového videnia, pri ktorých je zobrazovanie stimulov úplne riadené počítačom, predstavuje práca s reálnymi objektmi pre experimentátora množstvo praktických výziev. Poloha, poradie a načasovanie prezentácie objektov musia byť počas experimentu riadené manuálne. Práca s reálnymi objektmi (na rozdiel od obrázkov) môže byť významným časovým záväzkom z dôvodu potreby vyrobiť 7, 8, 9 alebo 10 objektov, nastaviť stimuly pred experimentom a prezentovať objekty ručne počas štúdie. Okrem toho je v experimentoch, ktoré boli vyvinuté na priame porovnanie odpovedí na skutočné objekty s obrázkami, dôležité dôsledné porovnanie vzhľadu stimulov v rôznych formátoch zobrazenia 8, 9. Parametre stimulu, podmienky prostredia, ako aj randomizácia a vyváženie skutočných stimulov objektu a obrazu musia byť starostlivo kontrolované, aby sa izolovali príčinné faktory a vylúčili alternatívne vysvetlenia pozorovaných účinkov.

Ďalej opísané metódy na znázornenie skutočných objektov (a zodpovedajúcich obrázkov) sú opísané v kontexte paradigmy rozhodovania. Všeobecný prístup je však možné rozšíriť a preskúmať, či formát stimulu ovplyvňuje ďalšie aspekty vizuálneho vnímania, ako je poznávanie, pamäť alebo pozornosť.

Sú skutočné objekty spracované inak ako obrázky? Prípadová štúdia z rozhodovania
Rozpor medzi typmi objektov, s ktorými sa stretávame v scenároch v reálnom svete, oproti tým, ktoré sú študované v laboratórnych experimentoch, je zreteľný najmä v štúdiách ľudského rozhodovania. Vo väčšine štúdií o výbere stravy sú účastníci požiadaní, aby poskytli úsudok o občerstveniach, ktoré sú prezentované ako farebné 2-D obrázky na monitore počítača 11, 12, 13, 14. Naopak, každodenné rozhodnutia o tom, aké jedlo sa má jesť, sa robia zvyčajne v prítomnosti skutočného jedla, napríklad v supermarkete alebo kaviarni. Aj keď v modernom živote pravidelne vidíme obrázky jedál z ľahkého občerstvenia (t. J. Na bilbordoch, televíznych obrazovkách a online platformách), schopnosť rozpoznať prítomnosť skutočne energeticky výdatných jedál a vhodne reagovať môže z evolučného hľadiska spôsobiť rast, Konkurenčná výhoda a reprodukcia uľahčené 15, 16, 17 .

Výskum vedeckých štúdií o rozhodovaní o stravovaní a výbere stravy bol použitý ako pomôcka pre iniciatívy v oblasti verejného zdravia zamerané na potlačenie stúpajúcej miery obezity. Bohužiaľ sa však zdá, že tieto iniciatívy mali malý alebo žiadny merateľný úspech 18, 19, 20, 21. Obezita naďalej významne prispieva k globálnemu zaťaženiu chorobami 22 a súvisí s mnohými súvisiacimi zdravotnými problémami vrátane chorôb koronárnych artérií, demencie, cukrovky typu II, určitých druhov rakoviny a zvýšeného celkového rizika chorobnosti 22, 23, 24, 25, 26, 27. Prudký nárast obezity a súvisiacich zdravotných stavov za posledných niekoľko desaťročí 28 súvisel s dostupnosťou lacných a energeticky výdatných potravín 18, 29. Preto existuje intenzívny vedecký záujem o pochopenie základných kognitívnych a nervových systémov, ktoré regulujú každodenné rozhodnutia v oblasti výživy.

Vyžaduje sa predplatné. Odporučte prosím JoVE svojmu knihovníkovi.

Protokol

Experimentálne protokoly schválila Nevadská univerzita, Reno Social, Behavioral a Educational Institutional Review Board.

metódy

ilustrácia 1 : Skutočný objekt (zobrazený na otočnom stole) a zodpovedajúci 2D obraz rovnakého prvku (zobrazený na monitore počítača). Kúzla tohto experimentu pozostávala zo 60 populárnych občerstvenia. Skutočné jedlo (ľavý panel) bolo vyfotografované na otočnom tanieri a jeho výsledné 2D obrázky (pravý panel) boli úzko spojené so zjavnou veľkosťou, vzdialenosťou, rozsahom pohľadu a pozadím. Kliknutím sem zobrazíte väčšiu verziu tohto obrázka.

skutočných

Obrázok 2 : Schéma znázorňujúca komponenty a zostavy otočného taniera. (A.) Hlavné komponenty otočného taniera a ich vzájomné umiestnenie. (B.) Pripojený prehrávač s 20 jednotlivými bunkami. Do každej bunky je možné umiestniť skutočný objekt. Vertikálne rozdeľovače bránia študentom v prezeraní položiek v susedných bunkách. Kliknutím sem zobrazíte väčšiu verziu tohto obrázka.

2. Všeobecný postup: randomizácia a návrh

3. Postup randomizácie a návrh

4. Skríning a plánovanie účastníkov

  1. Prijímajte účastníkov, ktorí sami hlásia, že im často chutí jedlo a ľahké občerstvenie, a ktorí sú oboznámení s rôznymi občerstvením typickými pre tento región. Uistite sa, že účastníci aktívne nedržia diétu, aby schudli, nemali alergie na jedlo, stravovacie obmedzenia (napr. Vegetariánske, bezlepkové) alebo choroby prenášané jedlom a aby neboli tehotné.
  2. V súlade s úlohami 12, 35 velenia BDM zabezpečte, aby účastníci plánovali neskoro popoludní (napr. Medzi 13:00 a 19:00), kedy sa zvyčajne konzumujú ľahké jedlá. Pred experimentom 12 3 H pripomínajte účastníkovi, aby prestal jesť.
    POZNÁMKA: To zaisťuje, že účastník bude mať hlad a bude presne dražiť potraviny.

  1. Za každého účastníka zhromažďujte osobné demografické údaje (t. J. Vek, pohlavie), pýtajte sa, či majú normálne alebo opravené videnie a zaznamenajte výšku a váhu (tieto údaje sú užitočné pri výpočte indexu telesnej hmotnosti).

6. Stacking preferencií a znalostí

  1. Požiadajte účastníkov, aby ohodnotili, ako sú oboznámení s každým zo 60 občerstvenia. Nechajte účastníka odpovedať kliknutím na analógový posúvač (napr. „0“ = nie veľmi dobre známy; „3“ = veľmi dobre známe). Zaistite, aby odpovede boli postupné (pozri obrázok 4).
  2. Požiadajte účastníkov, aby kliknutím na analógový posuvník ohodnotili, ako veľmi im chutí každé zo 60 občerstvenia (napr. „-7“ = veľmi sa mi nepáči; „0“ = ľahostajnosť; „7“ = veľmi páči sa mi). Zaistite, aby si odpovede určili sami.

8. Aukcia potravín/30 minút čakania

  1. Skontrolujte, či účastník „vyhral“ občerstvenie za akú cenu (pozri skript „runStudy“, dostupný na stránke http://www.laboratorysys.com/Data/JoVE_Real%20Object_Code.zip).
    POZNÁMKA: Počítač umiestni ponuku pozostávajúcu z náhodného čísla v rozmedzí od 0 EUR do 3 EUR v 25 centových krokoch. Ak je ponuka počítača nižšia alebo rovnaká ako ponuka predplatiteľa, predplatiteľ „vyhrá“ položku na spotrebu. Účastník zaplatí experimentátorovi cenu za ponuku počítača z príspevku 3 doláre. Niekoľko predchádzajúcich štúdií poskytlo hĺbkové preskúmanie odôvodnenia úlohy ponuky BDM 34, 36, 38.

  1. Pre každé jedlo zobrazené v hlavnom experimente zahrňte textový displej (t. J. „Snickers bar“) a požiadajte účastníka, aby odhadol (napíš perom), koľko kalórií zadržiava v porcii.

Vyžaduje sa predplatné. Odporučte prosím JoVE svojmu knihovníkovi.

Reprezentatívne výsledky

Aj keď sme pozorovali vplyv odhadovaných kalórií na ponuky, bol efekt relatívne slabý. Tento výsledok možno vysvetliť skutočnosťou, že účastníci dokončili úlohu odhadu v reakcii na textové výzvy po hlavnom experimente, a nie pri pohľade na jedlo v čase prezentácie stimulu. Okrem toho odhad počtu kalórií v konkrétnom jedle nemusí byť nevyhnutne intuitívnou úlohou; veľa pozorovateľov nevie (alebo zanedbáva) hustotu kalórií potravín, ktoré konzumujú.

skutočných

Obrázok 5 : Priemerné ponúkané ceny za každé občerstvenie uvedené ako funkcia preferencie a formátu zobrazenia. Ako sa dalo očakávať, existovala silná pozitívna súvislosť medzi peňažnými ponukami a hodnotením preferencií potravín, pričom vyššie ceny sa očakávali u potravín, ktoré boli populárnejšie. Dôležité je, že došlo k významnému hlavnému efektu formátu zobrazenia, keď ponuky pre skutočné jedlo boli väčšie ako zhodné obrázky jedál. Medzi efektom formátu displeja a predvoľbou nedošlo k významnej interakcii. Priemerné hodnoty ponúk pre potraviny sa zobrazia osobitne pre skutočné potraviny (červený) a 2D obrázky (modrý). Každý údajový bod predstavuje priemernú skupinovú ponuku pre každú položku jedla v každom formáte zobrazenia. Plné červené a modré čiary predstavujú čiary, ktoré sú najvhodnejšie pre skutočné podmienky objektu a obrázka. Toto číslo bolo pretlačené z Referencie 7 so súhlasom Elseviera. Kliknutím sem zobrazíte väčšiu verziu tohto obrázka.

prezentácie

Obrázok 6 : Priemerná ponuka za každé občerstvenie vynesená proti hustote kalórií a formátu zobrazenia sa stáva. Našli sme významnú pozitívnu súvislosť medzi cenovými ponukami a skutočnou hustotou kalórií, pričom vyššie cenové ponuky sú k dispozícii pre vysokokalorické jedlá. Medzi účinkom formátu displeja a hustotou kalórií nedošlo k významnej interakcii. Priemerné hodnoty ponúk pre potraviny sa zobrazia osobitne pre skutočné potraviny (červený) a 2D obrázky (modrý). Každý údajový bod predstavuje priemernú skupinovú ponuku pre každú položku jedla v každom formáte zobrazenia. Plné červené a modré čiary predstavujú čiary, ktoré sú najvhodnejšie pre skutočné podmienky objektu a obrázka. Toto číslo bolo pretlačené z Referencie 7 so súhlasom Elseviera. Kliknutím sem zobrazíte väčšiu verziu tohto obrázka.

Vyžaduje sa predplatné. Odporučte prosím JoVE svojmu knihovníkovi.

Diskusia

V súhrne sme poskytli podrobné metódy, ktoré popisujú, ako sa pripravujú podnety skutočných objektov a úzko koordinované 2D počítačové obrazy rovnakých prvkov, ako aj metódy vytvárania ručne ovládaného prehrávača záznamov na reprezentáciu veľkého množstva skutočných objektov. a obrázky v superponovanej postupnosti. Poskytli sme pokyny na riadenie zobrazenia stimulu a času zobrazenia vo všetkých experimentoch, napr. B. použitím počítačom riadených skiel displeja. Metódy tu uvedené otvárajú nové spôsoby skúmania základných mechanizmov pre pozorované účinky. Budúce štúdie by mohli napríklad priamo posúdiť účinky stereopsy prezentáciou podnetov z reálneho sveta za podmienok monokulárneho pozorovania (ktoré je možné ľahko testovať napríklad pri monokulárnych vs. binokulárnych stavoch počítačom riadených okuliarov). Toto by urobilo pekné porovnanie so štúdiami založenými na obrazoch, v ktorých paralaxa aj stereopsis poskytujú konfliktné hĺbkové informácie.

Vyžaduje sa predplatné. Odporučte prosím JoVE svojmu knihovníkovi.