Metode de prezentare a obiectelor din lumea reală în conformitate cu Protocolul condițiilor de laborator controlate

rezumat

Descriem metode de reprezentare a obiectelor reale și de potrivire a imaginilor acelorași obiecte în condiții experimentale strict controlate. Metodele sunt descrise în contextul unei sarcini de luare a deciziilor, dar aceeași abordare a lumii reale poate fi extinsă la alte zone cognitive, cum ar fi percepția, atenția și memoria.

Abstract

Introducere

Valoarea translațională a cercetării primare în percepția și cunoașterea umană depinde de măsura în care rezultatele sunt transferate în stimuli și contexte reale. O întrebare de lungă durată este modul în care creierul procesează intrarea senzorială din lumea reală. În prezent, cunoașterea cognitivă vizuală se bazează aproape în întregime pe studii care se bazau pe stimuli sub formă de imagini bidimensionale (2-D), care sunt prezentate de obicei sub formă de imagini computerizate. Deși interacțiunea cu imaginea devine din ce în ce mai frecventă în lumea modernă, oamenii sunt observatori activi pentru care sistemul vizual a evoluat pentru a permite percepția și interacțiunea cu obiecte reale, nu cu imaginile 1. Până în prezent, ipoteza generală în studiile asupra viziunii umane a fost că imaginile sunt echivalente cu reprezentările obiectelor reale și sunt proxy-uri adecvate. În prezent, însă, știm surprinzător de puțin despre faptul dacă imaginile declanșează efectiv aceleași procese cognitive subiacente ca și obiectele reale. Prin urmare, este important să se determine modul în care răspunsurile la imagini sunt similare sau diferite de cele declanșate de omologii lor din lumea reală.

Există mai multe diferențe importante între obiectele reale și imagini care ar putea duce la diferențe în modul în care acești stimuli sunt procesați în creier. Dacă privim obiecte reale cu doi ochi, fiecare ochi primește informații dintr-un unghi de vizualizare orizontal ușor diferit. Această discrepanță între diferitele imagini, cunoscută sub numele de disparitate binoculară, este rezolvată de creier pentru a crea un sentiment unificat de adâncime 2, 3. Indicațiile de adâncime derivate din vederea stereoscopică, precum și alte surse, cum ar fi paralaje de mișcare, oferă privitorului informații precise despre distanța egocentrică, poziția și dimensiunea fizică a obiectului, precum și structura sa de formă geometrică tridimensională (3-D) 4, 5. Imaginile plane ale obiectelor nu transmit nicio informație despre dimensiunea fizică a stimulului, deoarece doar distanța până la monitor este cunoscută de observator, nu distanța față de obiect. În timp ce imaginile 3D ale obiectelor, cum ar fi stereogramele, se apropie de aspectul vizual al obiectelor reale, ele nu există în spațiul 3D și nici nu permit acțiuni motorii reale, cum ar fi apucarea cu mâinile 6 .

Provocările practice ale utilizării stimulilor obiectului real în contexte experimentale
Spre deosebire de studiile privind viziunea imaginii, în care afișajul stimulului este controlat complet de computer, lucrul cu obiecte reale prezintă o serie de provocări practice pentru experimentator. Poziția, ordinea și calendarul prezentărilor obiectelor trebuie controlate manual în timpul experimentului. Lucrul cu obiecte reale (spre deosebire de imagini) poate fi un angajament semnificativ de timp datorită necesității de a face 7, 8, 9 sau 10 obiecte, de a seta stimuli înainte de experiment și de a prezenta obiectele manual în timpul studiului. În plus, în experimentele care au fost dezvoltate pentru a compara răspunsurile la obiecte reale direct cu imagini, este crucial să comparați îndeaproape aspectul stimulilor în diferitele formate de afișare 8, 9. Parametrii stimulului, condițiile de mediu, precum și randomizarea și contrabalansarea obiectelor reale și a stimulilor de imagine trebuie să fie atent controlați pentru a izola factorii cauzali și pentru a exclude explicații alternative pentru efectele observate.

Metodele descrise mai jos pentru reprezentarea obiectelor reale (și a imaginilor corespunzătoare) sunt descrise în contextul unei paradigme de decizie. Cu toate acestea, abordarea generală poate fi extinsă pentru a examina dacă formatul stimulului afectează alte aspecte ale percepției vizuale, cum ar fi cunoașterea, memoria sau atenția.

Sunt obiectele reale procesate diferit decât imaginile? Un studiu de caz de la luarea deciziilor
Discrepanța dintre tipurile de obiecte pe care le întâlnim în scenarii din lumea reală față de cele examinate în experimentele de laborator este evidentă în special în studiile de luare a deciziilor umane. În majoritatea studiilor de alegere a dietei, participanții sunt rugați să judece cu privire la gustările care sunt prezentate ca imagini color 2-D pe un monitor de computer 11, 12, 13, 14. În schimb, se iau decizii de zi cu zi cu privire la ce mâncare să mănânce, de obicei în prezența mâncării reale, cum ar fi în supermarket sau cafenea. Deși în viața modernă vedem în mod regulat imagini cu gustări (de exemplu, pe panouri publicitare, ecrane de televiziune și platforme online), capacitatea de a recunoaște prezența alimentelor cu densitate reală de energie și de a răspunde în mod adecvat poate dintr-o perspectivă evolutivă, deoarece există creștere, Avantajul competitiv și reproducerea au facilitat 15, 16, 17 .

Cercetarea în studii științifice privind luarea deciziilor și alegerea dietei a fost folosită ca ghid pentru inițiativele de sănătate publică care vizează conținerea ratei crescute a obezității. Din păcate, însă, aceste inițiative par să fi avut puțin sau deloc succes măsurabil 18, 19, 20, 21. Obezitatea rămâne un factor major al sarcinii globale a bolii 22 și este legată de o serie de probleme de sănătate conexe, inclusiv boala coronariană, demența, diabetul de tip II, anumite tipuri de cancer și un risc global crescut de morbiditate 22, 23, 24, 25, 26, 27. Creșterea bruscă a obezității și a condițiilor de sănătate asociate în ultimele decenii 28 a fost legată de disponibilitatea de alimente ieftine, cu densitate energetică 18, 29. Ca atare, există un interes științific intens în înțelegerea sistemelor cognitive și neuronale care reglementează deciziile nutriționale de zi cu zi.

Abonament necesar. Vă rugăm să recomandați JoVE bibliotecarului dvs.

Protocol

Protocoalele experimentale au fost aprobate de Universitatea din Nevada, Reno Social, Behavioral and Educational Institutional Review Board.

ilustrația 1 : Obiect real (afișat pe platan) și imagine 2D potrivită a aceluiași element (afișată pe un monitor de computer). Farmecele acestui experiment au constat în 60 de gustări populare. Mâncarea reală (panoul din stânga) a fost fotografiată pe platanul rotativ, iar imaginile sale rezultate 2D (panoul din dreapta) au fost strâns potrivite cu dimensiunea aparentă, distanța, câmpul de vedere și fundal. Faceți clic aici pentru a vizualiza o versiune mai mare a acestei imagini.

Figura 2 : Schemă care prezintă componentele și ansamblurile plăcii rotative. (A.) Componentele majore ale platoului rotativ și poziționarea lor relativă. (B.) Record player montat cu 20 de celule individuale. Un obiect real poate fi plasat în fiecare celulă. Separatoarele verticale împiedică elevii să vizualizeze articole în celulele adiacente. Faceți clic aici pentru a vizualiza o versiune mai mare a acestei imagini.

2. Procedura generală: randomizare și proiectare

3. Procedura de randomizare și proiectare

4. Proiectarea și programarea participanților

Recrutează participanți care raportează ei înșiși că se bucură de alimente, mănâncă frecvent gustări și sunt familiarizați cu o varietate de gustări tipice regiunii. Asigurați-vă că participanții nu urmează o dietă activă pentru a pierde în greutate, au alergii alimentare, restricții dietetice (de exemplu, vegetariene, fără gluten) sau boli de origine alimentară și nu sunt însărcinate.
În conformitate cu sarcina de comandă BDM 12, 35, asigurați-vă că participanții planifică după-amiaza târziu (de exemplu, între orele 13:00 și 19:00) atunci când sunt consumate de obicei gustări. Amintiți-i participantului să nu mai mănânce înainte de experimentul 12 3 H.
NOTĂ: Acest lucru este pentru a vă asigura că participantul este flămând și va licita cu exactitate pentru alimente.

Pentru fiecare participant, colectați date demografice personale (adică vârsta, sexul), întrebați dacă au o viziune normală sau corectată și înregistrați înălțimea și greutatea (aceste date sunt utile pentru calcularea indicelui de masă corporală).

6. Evaluarea preferințelor și a familiarității

Rugați participanții să evalueze cât de familiarizați sunt cu fiecare dintre cele 60 de gustări. Lăsați participantul să răspundă făcând clic pe o bară de diapozitive analogică (de ex. „0” = nu prea familiar; „3” = foarte familiar). Asigurați-vă că răspunsurile sunt pas cu pas (a se vedea Figura 4).
Rugați participanții să evalueze cât de mult le plac fiecare dintre cele 60 de gustări făcând clic pe o bară de împingere analogică (de ex. „-7” = nu-i place; „0” = indiferență; „7” = apreciază puternic). Asigurați-vă că răspunsurile sunt autodeterminate.

8. Licitație de alimente/procedură de așteptare de 30 de minute

Verificați dacă participantul a „câștigat” o gustare la ce preț (consultați scriptul „runStudy”, disponibil la http://www.laboratorysys.com/Data/JoVE_Real%20Object_Code.zip).
NOTĂ: Computerul va plasa o ofertă constând dintr-un număr aleatoriu cuprins între 0 și 3 euro în pași de 25 de cenți. Dacă oferta computerului este mai mică sau egală cu oferta abonatului, abonatul „câștigă” articolul pentru consum. Participantul plătește experimentatorului prețul pentru oferirea computerului din alocația de 3 USD. O serie de studii anterioare au oferit o examinare aprofundată a justificării sarcinii de licitație BDM 34, 36, 38.

Pentru fiecare mâncare afișată în experimentul principal, furnizați un afișaj text (adică „Snickers bar”) și rugați participantul să estimeze (scrieți cu un stilou) câte calorii țin în mărimea porției.

Abonament necesar. Vă rugăm să recomandați JoVE bibliotecarului dvs.

Rezultate reprezentative

Deși am observat un efect al caloriilor estimate asupra ofertelor, efectul a fost relativ slab. Acest rezultat poate fi explicat prin faptul că participanții au finalizat sarcina de estimare ca răspuns la solicitările de text după experimentul principal, mai degrabă decât să se uite la mâncare în momentul prezentării stimulului. În plus, estimarea numărului de calorii dintr-un anumit aliment nu este neapărat o sarcină intuitivă; mulți observatori nu știu (sau nu acordă atenție) densității calorii a alimentelor pe care le consumă.

Figura 5 : Prețurile medii pentru fiecare gustare prezentată în funcție de preferință și formatul de afișare. Așa cum era de așteptat, a existat o puternică asociere pozitivă între ofertele monetare și ratingurile preferințelor alimentare, cu oferte mai mari așteptate pentru alimentele care erau mai populare. Foarte important, a existat un efect principal semnificativ al formatului de afișare, în care ofertele pentru hrana reală au fost mai mari decât imaginile alimentare potrivite. Nu a existat nicio interacțiune semnificativă între efectul formatului de afișare și presetare. Valorile licitate medii pentru alimente sunt afișate separat pentru produsele alimentare reale (roșu) și imaginile 2D (albastru). Fiecare punct de date reprezintă suma licitată de grup medie pentru fiecare produs alimentar pentru alimente în fiecare format de afișare. Liniile roșii și albastre solide reprezintă liniile care se potrivesc cel mai bine condițiilor reale de subiect și imagine. Acest număr a fost retipărit din Referința 7 cu permisiunea lui Elsevier. Faceți clic aici pentru a vizualiza o versiune mai mare a acestei imagini.

Figura 6 : Oferta medie pentru fiecare gustare reprezentată în funcție de densitatea caloriilor și formatul de afișare devine. Am găsit o asociere pozitivă semnificativă între ofertele și densitatea reală a caloriilor, cu oferte mai mari pentru alimentele cu calorii mai ridicate. Nu a existat nicio interacțiune semnificativă între efectul formatului de afișare și densitatea caloriilor. Valorile licitate medii pentru alimente sunt afișate separat pentru produsele alimentare reale (roșu) și imaginile 2D (albastru). Fiecare punct de date reprezintă suma licitată medie de grup pentru fiecare produs alimentar pentru alimente în fiecare format de afișare. Liniile roșii și albastre solide reprezintă liniile care se potrivesc cel mai bine condițiilor reale de subiect și imagine. Acest număr a fost retipărit din Referința 7 cu permisiunea lui Elsevier. Faceți clic aici pentru a vizualiza o versiune mai mare a acestei imagini.

Abonament necesar. Vă rugăm să recomandați JoVE bibliotecarului dvs.

Discuţie

În rezumat, am furnizat metode detaliate care descriu modul în care sunt pregătiți stimuli de obiecte reale și imagini computerizate 2D strâns coordonate cu aceleași elemente, precum și metode pentru crearea unui player de înregistrare acționat manual pentru reprezentarea unui număr mare de obiecte reale. și imagini în ordine suprapusă. Am furnizat instrucțiuni pentru controlul afișării stimulului și a timpului de afișare în toate experimentele, de ex. B. prin utilizarea de ochelari cu ecran controlat de computer. Metodele prezentate aici deschid noi modalități de investigare a mecanismelor care stau la baza efectelor observate. Studiile viitoare ar putea, de exemplu, să evalueze în mod direct efectele stereopsiei prin afișarea stimulilor din lumea reală în condiții de vizualizare monoculare (care ar putea fi testate cu ușurință cu stările monoculare vs. binoculare ale ochelarilor controlate de computer, de exemplu, descrise aici). Acest lucru ar face o comparație frumoasă cu studiile bazate pe imagini în care atât paralaxa, cât și stereopsia oferă informații de profunzime contradictorii.

Abonament necesar. Vă rugăm să recomandați JoVE bibliotecarului dvs.