Ein naturalistischer Aufbau zur Darstellung realer Menschen und Live-Aktionen in experimenteller Psychologie und kognitiven neurowissenschaftlichen Studien

Zusammenfassung

Diese Studie stellt einen naturalistischen Versuchsaufbau vor, der es den Forschern ermöglicht, Aktionsreize in Echtzeit zu präsentieren, Reaktionszeit- und Maus-Tracking-Daten zu erhalten, während die Teilnehmer nach jeder Reizanzeige reagieren, und die Akteure zwischen den Versuchsbedingungen mit einem einzigartigen System zu wechseln, das einen speziellen transparenten OLED-Bildschirm (Organic Light Emitting Diode) und Lichtmanipulation umfasst.

Zusammenfassung

Die Wahrnehmung der Handlungen anderer ist entscheidend für das Überleben, die Interaktion und die Kommunikation. Trotz jahrzehntelanger Forschung in den kognitiven Neurowissenschaften, die sich dem Verständnis der Wahrnehmung von Handlungen widmet, sind wir noch weit davon entfernt, ein neuronal inspiriertes Computer-Vision-System zu entwickeln, das sich der menschlichen Handlungswahrnehmung annähert. Eine große Herausforderung besteht darin, dass Handlungen in der realen Welt aus zeitlich sich entfaltenden Ereignissen im Raum bestehen, die "hier und jetzt" stattfinden und handlungsfähig sind. Im Gegensatz dazu haben die visuelle Wahrnehmung und die bisherige Forschung in den kognitiven Neurowissenschaften die Handlungswahrnehmung durch 2D-Displays (z. B. Bilder oder Videos) weitgehend untersucht, bei denen die Präsenz von Akteuren in Raum und Zeit fehlt, so dass diese Displays nur begrenzt handlungsfähig sind. Trotz des wachsenden Wissens auf diesem Gebiet müssen diese Herausforderungen überwunden werden, um die grundlegenden Mechanismen der Wahrnehmung des Handelns anderer in der realen Welt besser zu verstehen. Das Ziel dieser Studie ist es, einen neuartigen Aufbau vorzustellen, um naturalistische Laborexperimente mit Live-Schauspielern in Szenarien durchzuführen, die sich realen Umgebungen annähern. Das Kernelement des in dieser Studie verwendeten Aufbaus ist ein transparenter OLED-Bildschirm (Organic Light Emitting Diode), durch den die Teilnehmer die Live-Aktionen eines physisch anwesenden Schauspielers verfolgen können, während das Timing ihrer Präsentation präzise gesteuert wird. In dieser Arbeit wurde dieser Aufbau in einem Verhaltensexperiment getestet. Wir glauben, dass der Aufbau den Forschern helfen wird, grundlegende und bisher unzugängliche kognitive und neuronale Mechanismen der Handlungswahrnehmung aufzudecken, und eine Grundlage für zukünftige Studien sein wird, die soziale Wahrnehmung und Kognition in naturalistischen Umgebungen untersuchen.

Einleitung

Eine grundlegende Fähigkeit für das Überleben und die soziale Interaktion ist die Fähigkeit, die Handlungen anderer wahrzunehmen und zu verstehen und mit ihnen in der Umgebung zu interagieren. Die bisherige Forschung der letzten Jahrzehnte hat wesentlich zum Verständnis der Grundprinzipien beigetragen, wie Individuen die Handlungen anderer wahrnehmen und verstehen 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11

Protokoll

Die experimentellen Protokolle in dieser Studie wurden von der Ethikkommission für Forschung mit menschlichen Teilnehmern der Bilkent University genehmigt. Alle Studienteilnehmer waren über 18 Jahre alt und lasen und unterschrieben die Einwilligungserklärung vor Beginn der Studie.

1. Allgemeine Designschritte

HINWEIS: Abbildung 1A (Draufsicht) und Abbildung 1B und Abbildung 1C (Vorder- und Rückansicht) zeigen das Laborlayout; Diese Abbildungen wurden unter Berücksichtigung des ursprünglichen Laboraufbaus und d....

Diskussion

Das übergeordnete Ziel der vorliegenden Studie ist es, zu unserem Verständnis beizutragen, wie die visuelle Wahrnehmung und Kognition des Menschen auf hoher Ebene in realen Situationen funktioniert. Diese Studie konzentrierte sich auf die Wahrnehmung von Handlungen und schlug ein naturalistisches, aber kontrollierbares experimentelles Paradigma vor, das es Forschern ermöglicht, zu testen, wie Individuen die Handlungen anderer wahrnehmen und bewerten, indem sie reale Akteure in einer Laborumgebung präsentieren.

Materialien

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)