Módszerek a valós objektumok bemutatására ellenőrzött laboratóriumi körülmények között

Összegzés

Leírunk módszereket valós objektumok ábrázolására és ugyanazon objektumok képeinek összehangolására szigorúan ellenőrzött kísérleti körülmények között. A módszereket egy döntéshozatali feladat összefüggésében írják le, de ugyanaz a valós megközelítés kiterjeszthető más kognitív területekre is, például észlelésre, figyelemre és memóriára.

Absztrakt

Bevezetés

Az elsődleges kutatás transzlációs értéke az emberi érzékelésben és tudásban attól függ, hogy az eredmények mennyire kerülnek át a valós ingerekre és összefüggésekre. Hosszú kérdés, hogy az agy hogyan dolgozza fel a valós érzékszervi bemenetet. Jelenleg a vizuális megismerés ismerete szinte teljes egészében olyan tanulmányokon alapul, amelyek kétdimenziós (2-D) képek formájában az ingerekre támaszkodtak, amelyeket általában számítógépes képek formájában mutatnak be. Noha a képi interakció egyre gyakoribb a modern világban, az emberek aktív megfigyelők, akik számára a vizuális rendszer úgy fejlődött, hogy lehetővé tegye az észlelést és a valós tárgyakkal való interakciót, és ne a képekkel 1. A mai napig az emberi látásvizsgálatok átfogó feltételezése az volt, hogy a képek egyenértékűek a valós tárgyábrázolásokkal, és hogy megfelelő meghatalmazottak. Jelenleg azonban meglepően keveset tudunk arról, hogy a képek valóban ugyanazokat a kognitív folyamatokat indítják-e el, mint a valós tárgyak. Ezért fontos meghatározni, hogy a képekre adott válaszok mennyire hasonlítanak vagy különböznek a valós társaik által kiváltott válaszoktól.

Számos fontos különbség van a valós tárgyak és képek között, amelyek eltérésekhez vezethetnek ezen ingerek agyi feldolgozásának módjában. Ha két szemmel nézzük a valós tárgyakat, akkor mindegyik szem kissé eltérő vízszintes látószögből kap információt. Ezt a különbséget a különböző képek között, amelyet binokuláris diszparitásnak nevezzük, az agy feloldja, hogy egységes mélységi érzetet teremtsen 2, 3. A sztereoszkópos látásból származó mélységjelzések, valamint egyéb források, például a mozgásparallaxisok, pontos információkat nyújtanak a nézőnek a tárgy egocentrikus távolságáról, helyzetéről és fizikai méretéről, valamint annak háromdimenziós (3-D) geometriai alakszerkezetéről 4, 5. A tárgyak sík képei nem adnak információt az inger fizikai méretéről, mert a megfigyelő csak a monitor távolságát ismeri, nem pedig az objektum távolságát. Míg az objektumok 3D-s képei, például a sztereogramok, közelebb kerülnek a valós tárgyak vizuális megjelenéséhez, a 3D-s térben nem léteznek, és nem engednek meg maguknak olyan valós motoros műveleteket sem, mint például a kézzel való megfogás 6 .

A valós tárgyi ingerek kísérleti kontextusban történő alkalmazásának gyakorlati kihívásai
A képlátás vizsgálataival ellentétben, ahol az ingerkijelzés teljesen számítógépes vezérlésű, a valós tárgyakkal való munka számos gyakorlati kihívást jelent a kísérletező számára.A tárgy bemutatásának helyzetét, sorrendjét és időzítését manuálisan kell ellenőrizni a kísérlet során. A valós tárgyakkal való munka (szemben a képekkel) jelentős időbeli elkötelezettség lehet, mivel szükség van 7, 8, 9 vagy 10 objektum elkészítésére, a kísérlet előtt fel kell állítani az ingereket, és a vizsgálat során manuálisan kell bemutatni az objektumokat. Ezenkívül a valós tárgyakra adott válaszok és a képek közvetlen összehasonlítása céljából kidolgozott kísérletek során elengedhetetlen az ingerek megjelenésének szoros összehasonlítása a különböző megjelenítési formátumokban 8, 9. Gondosan ellenőrizni kell az ingerparamétereket, a környezeti feltételeket, valamint a valós tárgyi és képi ingerek randomizálását és ellensúlyozását az oksági tényezők elkülönítése és a megfigyelt hatások alternatív magyarázatának kizárása érdekében.

Az alábbiakban ismertetett valós objektumok (és a hozzájuk tartozó képek) ábrázolására szolgáló módszereket egy döntési paradigma összefüggésében írjuk le. Az általános megközelítés azonban kiterjeszthető annak megvizsgálására, hogy az inger formátum befolyásolja-e a vizuális érzékelés egyéb aspektusait, például a megismerést, a memóriát vagy a figyelmet.

A valós tárgyakat másképpen dolgozzák fel, mint a képeket? Esettanulmány a döntéshozatalból
Az eltérés az objektumtípusok között, amelyekkel valós életben találkozunk a laboratóriumi kísérletekben vizsgált objektumok között, különösen nyilvánvaló az emberi döntéshozatal tanulmányai során. Az étrendválasztás legtöbb tanulmányában a résztvevőket arra kérik, hogy hozzanak ítéleteket a snack-ételekről, amelyek színes 2-D képként kerülnek bemutatásra a 11, 12, 13, 14 számítógépes monitoron. Ezzel szemben a mindennapi döntések arról, hogy milyen ételt fogyasszanak, általában valódi ételek jelenlétében születnek, például a szupermarketben vagy a kávézóban. Bár a modern életben rendszeresen látunk snack ételeket (azaz óriásplakátokon, televíziós képernyőkön és online platformokon), az a képesség, hogy felismerjük a valódi energiasűrűségű ételek jelenlétét, és megfelelően reagálhassunk evolúciós szempontból, mert növekedés tapasztalható, A versenyelőny és a szaporodás megkönnyítette a 15, 16, 17-et .

Az étrenddöntés és -választás tudományos tanulmányainak kutatásai útmutatóként szolgálnak a növekvő elhízási arány visszaszorítására irányuló közegészségügyi kezdeményezésekhez. Sajnos azonban úgy tűnik, hogy ezek a kezdeményezések alig, vagy alig voltak mérhető sikereket 18, 19, 20, 21. Az elhízás továbbra is a betegség globális terheinek 22 fő oka, és számos kapcsolódó egészségügyi problémához kapcsolódik, beleértve a koszorúér-betegséget, a demenciát, a II-es típusú cukorbetegséget, bizonyos rákos megbetegedéseket és a morbiditás fokozott általános kockázatát 22, 23, 24, 25, 26, 27. Az elhízás és a kapcsolódó egészségi állapotok meredek emelkedése az elmúlt évtizedekben 28 az olcsó, energiatartalmú élelmiszerek 18, 29 rendelkezésre állásával függ össze. Mint ilyen, intenzív tudományos érdeklődés mutatkozik a mindennapi táplálkozási döntéseket szabályozó kognitív és idegi rendszerek megértése iránt.

Előfizetés szükséges. Kérjük, ajánlja a JoVE-t könyvtárosának.

Jegyzőkönyv

A kísérleti protokollokat a Nevadai Egyetem, a Reno Social, Behavioral and Educational Institutional Review Board jóváhagyta.

1. ábra : Valódi objektum (megjelenik a lemezjátszón) és ugyanazon elem 2D-s képe (megjelenik a számítógép monitorján). A kísérlet varázsa 60 népszerű snackből állt. Az igazi ételt (bal oldali panel) leforgatták a lemezjátszón, és a kapott 2D képeket (jobb oldali panel) szorosan illesztették a látszólagos mérethez, távolsághoz, látótávolsághoz és háttérhez. A kép nagyobb verziójának megtekintéséhez kattintson ide.

2. ábra : A lemezjátszó alkatrészeinek és szerelvényeinek vázlata. (A.) A lemezjátszó fő alkotóelemei és azok relatív elhelyezése. (B.) Szerelt lemezlejátszó 20 külön cellával. Valódi tárgy helyezhető el minden cellában. A függőleges elválasztók megakadályozzák, hogy a diákok megnézzék a szomszédos cellákban lévő elemeket. A kép nagyobb verziójának megtekintéséhez kattintson ide.

2. Általános eljárás: randomizálás és tervezés

3. A randomizálás és a tervezés eljárása

4. A résztvevők szűrése és ütemezése

Toborozzon olyan résztvevőket, akik maguk jelentik, hogy gyakran élvezik az ételeket és harapnivalókat fogyasztanak, és akik ismerik a régióra jellemző különféle snackeket. Győződjön meg arról, hogy a résztvevők nem fogyókúráznak-e aktívan a fogyás érdekében, vannak-e ételallergiák, étrendi korlátozások (pl. Vegetáriánus, gluténmentes) vagy étel okozta betegségek, és nem terhesek-e.
A BDM 12., 35. feladatának megfelelően gondoskodjon arról, hogy a résztvevők késő délután (pl. 13:00 és 19:00 között) tervezzenek, amikor általában harapnivalókat fogyasztanak. Emlékeztesse a résztvevőt, hogy hagyja abba az étkezést a 12 3 H kísérlet előtt.
JEGYZET: Ennek célja annak biztosítása, hogy a résztvevő éhes legyen, és pontosan ajánlatot tegyen az élelmiszerekért.

Minden résztvevő esetében gyűjtsön személyes demográfiai adatokat (azaz életkor, nem), kérdezze meg, van-e normális vagy korrigált látása, és rögzítse a magasságát és a súlyát (ezek az adatok hasznosak a testtömeg-index kiszámításához).

6. Előny és ismerősség értékelése

Kérje meg a résztvevőket, hogy értékeljék, mennyire ismerik a 60 harapnivalót. Hagyja a résztvevőt válaszolni egy analóg csúszkára kattintva (pl. "0" = nem túl ismerős; "3" = nagyon ismerős). Ellenőrizze, hogy a válaszok önállóak-e (lásd a 4. ábrát).
Kérje meg a résztvevőket, hogy egy analóg nyomógombra kattintva értékeljék, mennyire szeretik a 60 snack mindegyikét (pl. "-7" = erősen nem szeretik; "0" = közöny; "7" = erősen szeretik). Győződjön meg arról, hogy a válaszok önállóak.

8. Élelmiszer aukció/30 perces várakozási eljárás

Ellenőrizze, hogy a résztvevő milyen áron "nyert" snacket (lásd: "runStudy" szkript, elérhető a http://www.laboratorysys.com/Data/JoVE_Real%20Object_Code.zip címen).
JEGYZET: A számítógép 0 és 3 euró közötti véletlen számból álló ajánlatot tesz 25 centes lépésekben. Ha a számítógép ajánlata kisebb vagy egyenlő az előfizető ajánlatával, az előfizető "megnyeri" a fogyasztásra szánt tételt. A résztvevő fizeti a kísérletezőnek a számítógép felajánlásának árát a 3 dolláros juttatásból. Számos korábbi tanulmány részletesen megvizsgálta a BDM 34., 36., 38. ajánlattételi feladat indoklását.

Adjon meg minden, a fő kísérletben megjelenített ételt szöveges kijelzővel (azaz "Snickers bár"), és kérje meg a résztvevőt, hogy becsülje meg (írja be tollal), hogy mennyi kalóriát tartogat az adag méretében.

Előfizetés szükséges. Kérjük, ajánlja a JoVE-t könyvtárosának.

Reprezentatív eredmények

Bár megfigyeltük a Becsült kalória licitekre gyakorolt hatását, a hatás viszonylag gyenge volt. Ez az eredmény azzal magyarázható, hogy a résztvevők a fő kísérlet után a szöveges felszólításokra válaszul teljesítették a becslési feladatot, ahelyett, hogy az inger bemutatásakor az ételt nézték volna. Ezenkívül az adott étel kalóriáinak becslése nem feltétlenül intuitív feladat; sok figyelő nincs tudatában (vagy figyelmen kívül hagyja) az általuk fogyasztott ételek kalóriasűrűségét.

5. ábra : Átlagos ajánlatok minden egyes snackre vonatkozóan, a preferencia és a megjelenítési formátum függvényében. A várakozásoknak megfelelően erős pozitív összefüggés volt a monetáris ajánlatok és az ételpreferencia-besorolások között, magasabb ajánlatok várhatók a népszerűbb élelmiszerekre. Fontos, hogy a megjelenítési formátumnak jelentős fő hatása volt, ahol az igazi ételre vonatkozó ajánlatok nagyobbak voltak, mint a megfelelő ételképek. Nem volt szignifikáns kölcsönhatás a megjelenítési formátum és az előre beállított hatása között. Az élelmiszerek átlagos ajánlati értékei külön jelennek meg a valós élelmiszerek (piros) és a 2D képek (kék) esetében. Az egyes adatpontok az egyes élelmiszerek átlagos ajánlatát jelzik az egyes élelmiszerekre, minden megjelenítési formátumban. A folytonos piros és kék vonalak azok a vonalak, amelyek a legjobban megfelelnek a tényleges tárgy- és képviszonyoknak. Ezt a számot Elsevier engedélyével újranyomtatták a 7. referenciából. A kép nagyobb verziójának megtekintéséhez kattintson ide.

6. ábra : Átlagos ajánlat minden egyes snackre a kalóriasűrűség és a megjelenítési formátum alapján válik. Jelentős pozitív összefüggést találtunk az ajánlatok és a tényleges kalóriasűrűség között, a magasabb kalóriatartalmú ételek esetében pedig magasabb az ajánlat. Nem volt szignifikáns kölcsönhatás a megjelenítési formátum és a kalóriasűrűség hatása között. Az élelmiszerek átlagos ajánlati értékei külön jelennek meg a valódi élelmiszerek (piros) és a 2D képek (kék) esetében. Az egyes adatpontok az egyes élelmiszerekre vonatkozó átlagos csoportos ajánlatokat jelenítik meg az egyes megjelenítési formátumokban. A folytonos piros és kék vonalak olyan vonalakat képviselnek, amelyek a legjobban megfelelnek a tényleges tárgy és kép körülményeinek. Ezt a számot Elsevier engedélyével újranyomtatták a 7. referenciából. A kép nagyobb verziójának megtekintéséhez kattintson ide.

Előfizetés szükséges. Kérjük, ajánlja a JoVE-t könyvtárosának.

Vita

Összefoglalva, részletesen bemutattuk azokat a módszereket, amelyek leírják, hogyan készítik el a valós tárgyi ingereket és szorosan összehangolt 2D-s számítógépes képeket ugyanazokról az elemekről, valamint módszereket egy kézzel működtetett lejátszó létrehozására nagyszámú valós objektum ábrázolására. és képek egymásra helyezett sorrendben. Minden kísérletben útmutatást adtunk az ingerkijelzés és a megjelenítési idő szabályozásához, pl. B. számítógéppel vezérelt kijelző szemüveg használatával. Az itt bemutatott módszerek új módszereket nyitnak a megfigyelt hatások mögöttes mechanizmusainak vizsgálatára. A jövőbeni tanulmányok például közvetlenül értékelhetik a sztereopszis hatásait azáltal, hogy monokuláris nézési körülmények között valós ingereket mutatnak be (amelyek könnyen tesztelhetők például az itt leírt számítógépes vezérlésű szemüveg monokuláris vagy binokuláris állapotával). Ez szép összehasonlítást eredményezne a képalapú vizsgálatokkal, amelyekben a parallaxis és a sztereopszis is ellentmondó mélységű információkat szolgáltat.

Előfizetés szükséges. Kérjük, ajánlja a JoVE-t könyvtárosának.