在实验心理学和认知神经科学研究中呈现真人和真人行为的自然主义设置

摘要

这项研究提出了一种自然主义的实验设置，允许研究人员呈现实时动作刺激，获得响应时间和鼠标跟踪数据，同时参与者在每次刺激显示后做出反应，并使用独特的系统在实验条件之间切换演员，包括特殊的透明有机发光二极管（OLED）屏幕和光操作。

摘要

对他人行为的感知对于生存、互动和沟通至关重要。尽管数十年的认知神经科学研究致力于理解对行为的感知，但我们仍然远离开发一种神经启发的计算机视觉系统来接近人类行为感知。一个主要的挑战是，现实世界中的行动由空间中“此时此地”发生的暂时展开的事件组成，并且是可以接受的。相比之下，迄今为止的视觉感知和认知神经科学研究主要通过2D显示器（例如图像或视频）研究动作感知，这些显示器在空间和时间上缺乏演员的存在，因此这些显示器在提供可操作性方面受到限制。尽管该领域的知识体系越来越多，但必须克服这些挑战，以便更好地了解在现实世界中感知他人行为的基本机制。本研究的目的是引入一种新颖的设置，在近似现实世界设置的场景中与真人演员进行自然主义实验室实验。本研究中使用的设置的核心元素是一个透明的有机发光二极管（OLED）屏幕，参与者可以通过该屏幕观看实际演员的现场表演，同时精确控制他们的演示时间。在这项工作中，该设置在行为实验中进行了测试。我们相信，该装置将帮助研究人员揭示基本且以前无法获得的动作感知认知和神经机制，并将成为未来研究自然环境中社会感知和认知的基础。

引言

生存和社会互动的基本技能是感知和理解他人行为并在周围环境中与他们互动的能力。过去几十年的先前研究对理解个人如何感知和理解他人行为的基本原则做出了重大贡献1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 .然而，鉴于相互作用的复杂性及其发生的环境，显然需要在自然环境中进一步发展知识体系，以便在日常生活环境中更全面地理解这种复杂的技能。

在我们的日常生活环境等自然环境中，感知和认知表现出具身的、嵌入的、延伸的和活跃的特征¹².与倾向于低估身体和环境作用的大脑功能的内部主义描述相反，当代的具身认知方法侧....

研究方案

本研究中的实验方案得到了比尔肯特大学人类参与者研究伦理委员会的批准。所有参与研究的参与者均年满18岁，他们在开始研究之前阅读并签署了知情同意书。

1. 一般设计步骤

注意：图1A（顶视图）和图1B和图1C（正面和背面视图）显示了实验室布局; 这些数字是根据为这项特定研究设计的原始实验室设置和配置创建的。图 1A 显示了实验室的俯视图布局。在此图中，可以看到天花板和演员柜上的LED灯。遮光窗帘系统将房间一分为二，并通过防止光线泄漏到房间的前部（参与者区域）来帮助控制光线。图1B从实验者的角度展示了实验室的视图。参与者坐在OLED屏幕的正前方，使用透视显示屏，他们可以观看演员表演的现场表演。他们通过使用他们面前的响应设备（无线鼠标）给出响应。实验者可以通过参与者显示器（OLED屏幕）和来自安全摄像头的镜头同时观看演员。图1C展示了研究的后台（Actor区域），其中有安全摄像头和Actor个人电脑（PC），参与者看不到它们。安全摄像机镜头进入....

讨论

本研究的首要目标是有助于我们理解人类高级视觉感知和认知在现实生活中如何工作。这项研究的重点是动作感知，并提出了一种自然但可控的实验范式，使研究人员能够通过在实验室环境中展示真实的演员来测试个人如何感知和评估他人的行为。

与现有方法相比，这一拟议方法的意义有三个方面。（1）通过向参与者展示现场动作，最大限度地发挥刺激的自然性。（2）现实.......

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Adjustable Height Table	Custom-made	N/A	Width: 60 cm, Height: 62 cm, Depth: 40 cm
Ardunio UNO	Smart Projects	A000066	Microcontroller used for switching the state of the LEDs from the script running on the operator PC
Black Pants	No brand	N/A	Relaxed-fit pants of actors with no apparent brand name or logo.
Case	Xigmatek	EN43224	XIGMATEK HELIOS RAINBOW LED USB 3.0 MidT ATX GAMING CASE
CPU	AMD	YD1600BBAFBOX	AMD Ryzen 5 1600 Soket AM4 3.2 GHz - 3.6 GHz 16 MB 65 W 12 nm Processor
Curtains	Custom-made	N/A	Width: Part 1: 110 cm width from the wall (left) side, Part 2: 123 cm width above OLED display, Part 3: 170 cm from OLED display to right side, Cabin depth: 100 cm, Inside cabin depth: 100 cm, all heights 230 cm except for Part 2 (75 cm height)
Experimenter Adjustable/Swivel Chair	No brand	N/A	Any brand
Experimenter Table	Custom	N/A	Width: 160 cm, Height: 75 cm, Depth: 80 cm
GPU	MSI	GT 1030 2GHD4 LP OC	MSI GEFORCE GT 1030 2GHD4 LP OC 2GB DDR4 64bit NVIDIA GPU
Grey-color blackout curtain	Custom-made	N/A	Width: 330 cm, Height: 230 cm, used for covering the background
Hard Disk	Kioxia	LTC10Z240GG8	Kioxia 240 GB Exceria Sata 3.0 SSD (555 MB Read/540 MB Write)
Hard Disk	Toshiba	HDWK105UZSVA	Toshiba 2,5'' 500 GB L200 SATA 3.0 8 MB Cache 5400 Rpm 7 mm Harddisk
High-Power MOSFET Module	N/A	N/A	Heating Controller MKS MOSFET Module
Laptop	Apple	S/N: C02P916ZG3QT	MacBook Pro 11.1 Intel Core i7 (Used as the actor PC)
Laptop	Asus	UX410U	Used for monitoring the security camera in real-time.
LED lights	No brand	N/A
LED Strip Power Supply	No brand	N/A	AC to DC voltage converter used for supplying DC voltage to the lighting circuit
MATLAB	The MathWorks Inc., Natick, MA, USA	Version: R2022a	Used for programming the experiment. Required Toolboxes: MATLAB Support Package for Arduino Hardware (version 22.1.2) Instrument Control Toolbox (version 4.6) Psychtoolbox (version 3)
Monitor	Philips	UHB2051005145	Model ID: 242V8A/00, PHILIPS 23.8" 242V8A 4ms 75 Hz Freesync DP-HDMI+VGA IPS Gaming Monitor
Motherboard	MSI	B450M-A PRO MAX	MSI B450M-A PRO MAX Amd B450 Socket AM4 DDR4 3466(OC) M.2 Motherboard
Mouse Pad for participant	Monster	78185721101502042 / 8699266781857	Pusat Gaming Mouse Pad XL
Night lamp	Aukes	ES620-0.5W 6500K-IP 20	Used for helping the actors see around when the lights are off in the backstage.
Participant Adjustable/Swivel Chair	No brand	N/A
Participant Table	IKEA	Sandsberg 294.203.93	Width: 110 cm, Height: 75 cm, Depth: 67 cm
Power Extension Cable	Viko	9011760Y	250 V (6 inlets) Black
Power Extension Cable	Viko	9011730Y	250 V (3 inlets) Black
Power Extension Cable	Viko	9011330Y	250 V (3 inlets) White
Power Extension Cable	s-link	Model No: SPG3-J-10	AC - 250 V 3 meter (5 inlets)
Power Supply	THERMALTAKE	PS-LTP-0550NHSANE-1	THERMALTAKE LITEPOWER RGB 550W APFC 12 cm FAN PSU
Professional Gaming Mouse	Rampage	8680096	Model No: SMX-R50
RAM	GSKILL	F4-3000C16S-8GVRB	GSKILL 8GB (1x8GB) RipjawsV Red DDR4 3000 MHz CL16 1.35 V Single Ram
Reception bell	No brand	N/A	Used for helping the communication between the experimenter and the actors.
Security Camera	Brion Vega	2-20204210	Model:BV6000
Speakers	Logitech	P/N: 880-000-405 PID: WD528XM	Used for playing the background music.
Survey Software	Qualtrics	N/A
Switching Module	No brand	N/A	F5305S PMOS Switch Module
Table under the OLED display	Custom-made	N/A	Width: 123 cm, Height: 75 cm, Depth: 50 cm
Transparent OLED Display	Planar	PN: 998-1483-01 S/N:195210075	A 55-inch transparent display that showcases dynamic information, enabled the opaque and transparent usage during the experiment.
UPS	EAG	K200610100087	EAG 110
UPS	EAG	210312030507	EAG 103
USB 2.0 Cable Type A/B for Arduino UNO (Blue)	Smart Projects	M000006	Used to connect the microcontroller to the experimenter PC.
USB to RS232 Converter	s-link	8680096082559	Model: SW-U610
White Long-Sleeved Blouse (2)	H&M (cotton)	N/A	Relaxed-fit blouses with a round neckline and without ant apparent brand name or logo.
Wireless Keyboard	Logitech	P/N: 820-003488 S/N: 1719CE0856D8	Model: K360
Wireless Mouse	Logitech	S/N: 2147LZ96BGQ9	Model: M190 (Used as the response device)