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Neuroscience

Una configurazione naturalistica per presentare persone reali e azioni dal vivo in psicologia sperimentale e studi di neuroscienze cognitive

Published: August 4th, 2023

DOI:

10.3791/65436

1Department of Cognitive Science, Middle East Technical University, 2Interdisciplinary Neuroscience Graduate Program, Bilkent University, 3Department of Computer Engineering, Middle East Technical University, 4Department of Cognitive Science, Jagiellonian University, 5Department of Psychology, Interdisciplinary Neuroscience Graduate Program, National Magnetic Resonance Research Center (UMRAM), Aysel Sabuncu Brain Research Center, Bilkent University

Questo studio presenta una configurazione sperimentale naturalistica che consente ai ricercatori di presentare stimoli di azione in tempo reale, ottenere tempi di risposta e dati di tracciamento del mouse mentre i partecipanti rispondono dopo ogni visualizzazione dello stimolo e cambiare gli attori tra le condizioni sperimentali con un sistema unico che include uno speciale schermo a diodi organici trasparenti a emissione di luce (OLED) e manipolazione della luce.

La percezione delle azioni altrui è cruciale per la sopravvivenza, l'interazione e la comunicazione. Nonostante decenni di ricerca sulle neuroscienze cognitive dedicate alla comprensione della percezione delle azioni, siamo ancora lontani dallo sviluppo di un sistema di visione artificiale ispirato neuralmente che si avvicini alla percezione dell'azione umana. Una grande sfida è che le azioni nel mondo reale consistono in eventi che si svolgono temporalmente nello spazio che accadono "qui e ora" e sono actable. Al contrario, la percezione visiva e la ricerca sulle neuroscienze cognitive fino ad oggi hanno ampiamente studiato la percezione dell'azione attraverso display 2D (ad esempio, immagini o video) che mancano della presenza di attori nello spazio e nel tempo, quindi questi display sono limitati nell'offrire agibilità. Nonostante il crescente corpo di conoscenze nel campo, queste sfide devono essere superate per una migliore comprensione dei meccanismi fondamentali della percezione delle azioni altrui nel mondo reale. Lo scopo di questo studio è quello di introdurre una nuova configurazione per condurre esperimenti di laboratorio naturalistico con attori dal vivo in scenari che si avvicinano alle impostazioni del mondo reale. L'elemento centrale della configurazione utilizzata in questo studio è uno schermo OLED (Organic Light-Emitting Diode) trasparente attraverso il quale i partecipanti possono guardare le azioni dal vivo di un attore fisicamente presente mentre i tempi della loro presentazione sono controllati con precisione. In questo lavoro, questa configurazione è stata testata in un esperimento comportamentale. Riteniamo che la configurazione aiuterà i ricercatori a rivelare meccanismi cognitivi e neurali fondamentali e precedentemente inaccessibili della percezione dell'azione e sarà una base per studi futuri che indagano la percezione sociale e la cognizione in contesti naturalistici.

Un'abilità fondamentale per la sopravvivenza e l'interazione sociale è la capacità di percepire e dare un senso alle azioni degli altri e interagire con loro nell'ambiente circostante. Ricerche precedenti negli ultimi decenni hanno dato contributi significativi alla comprensione dei principi fondamentali di come gli individui percepiscono e comprendono le azioni degli altri 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 <....

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I protocolli sperimentali in questo studio sono stati approvati dal Comitato etico per la ricerca con partecipanti umani dell'Università di Bilkent. Tutti i partecipanti inclusi nello studio avevano più di 18 anni e hanno letto e firmato il modulo di consenso informato prima di iniziare lo studio.

1. Fasi generali di progettazione

NOTA: la Figura 1A (vista dall'alto) e la Figura 1B e la Figura 1C

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Confronti dei tempi di risposta (RT)
Lo studio attuale è un progetto in corso, quindi, come risultati rappresentativi, vengono presentati i dati della parte principale dell'esperimento (Esperimento Parte 3). Questi dati provengono da 40 partecipanti, tra cui 23 femmine e 17 maschi, con età compresa tra 18 e 28 anni (M = 22,75, SD = 3,12).

Per scegliere il metodo statistico appropriato per le analisi è stato necessario studiare l'entità della normalità.......

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L'obiettivo generale del presente studio è quello di contribuire alla nostra comprensione di come funzionano la percezione visiva e la cognizione umana di alto livello in situazioni di vita reale. Questo studio si è concentrato sulla percezione dell'azione e ha suggerito un paradigma sperimentale naturalistico ma controllabile che consente ai ricercatori di testare come gli individui percepiscono e valutano le azioni degli altri presentando attori reali in un ambiente di laboratorio.

L'impor.......

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Questo lavoro è stato sostenuto da sovvenzioni a Burcu A. Urgen dal Consiglio di ricerca scientifica e tecnologica di Türkiye (numero di progetto: 120K913) e dall'Università di Bilkent. Ringraziamo la nostra partecipante pilota Sena Er Elmas per aver portato l'idea di aggiungere rumore di fondo tra i cambi di attore, Süleyman Akı per aver impostato il circuito delle luci e Tuvana Karaduman per l'idea di utilizzare una telecamera di sicurezza nel backstage e il suo contributo come uno degli attori nello studio.

....

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NameCompanyCatalog NumberComments
Adjustable Height TableCustom-madeN/AWidth: 60 cm, Height: 62 cm, Depth: 40 cm
Ardunio UNO Smart ProjectsA000066Microcontroller used for switching the state of the LEDs from the script running on the operator PC
Black PantsNo brandN/ARelaxed-fit pants of actors with no apparent brand name or logo.
CaseXigmatekEN43224XIGMATEK HELIOS RAINBOW LED USB 3.0 MidT ATX GAMING CASE
CPUAMDYD1600BBAFBOXAMD Ryzen 5 1600 Soket AM4 3.2 GHz - 3.6 GHz 16 MB 65 W 12 nm Processor
CurtainsCustom-madeN/AWidth: 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 ChairNo brandN/AAny brand
Experimenter TableCustomN/AWidth: 160 cm, Height: 75 cm, Depth: 80 cm
GPUMSIGT 1030 2GHD4 LP OCMSI GEFORCE GT 1030 2GHD4 LP OC 2GB DDR4 64bit NVIDIA GPU
Grey-color blackout curtainCustom-madeN/AWidth: 330 cm, Height: 230 cm, used for covering the background
Hard DiskKioxiaLTC10Z240GG8Kioxia 240 GB Exceria Sata 3.0 SSD (555 MB Read/540 MB Write)
Hard DiskToshibaHDWK105UZSVAToshiba 2,5'' 500 GB L200 SATA 3.0 8 MB Cache 5400 Rpm 7 mm Harddisk
High-Power MOSFET ModuleN/AN/AHeating Controller MKS MOSFET Module
LaptopAppleS/N: C02P916ZG3QTMacBook Pro 11.1 Intel Core i7 (Used as the actor PC)
LaptopAsus UX410UUsed for monitoring the security camera in real-time.
LED lightsNo brandN/A
LED Strip Power SupplyNo brandN/AAC to DC voltage converter used for supplying DC voltage to the lighting circuit
MATLAB The MathWorks Inc., Natick, MA, USAVersion: R2022aUsed 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)
MonitorPhilipsUHB2051005145 Model ID: 242V8A/00, PHILIPS 23.8" 242V8A 4ms 75 Hz Freesync DP-HDMI+VGA IPS Gaming Monitor 
MotherboardMSIB450M-A PRO MAXMSI B450M-A PRO MAX Amd B450 Socket AM4 DDR4 3466(OC) M.2 Motherboard
Mouse Pad for participantMonster 78185721101502042 / 8699266781857Pusat Gaming Mouse Pad XL
Night lampAukesES620-0.5W 6500K-IP 20Used for helping the actors see around when the lights are off in the backstage.
Participant Adjustable/Swivel ChairNo brandN/A
Participant TableIKEASandsberg 294.203.93Width: 110 cm, Height: 75 cm, Depth: 67 cm
Power Extension CableViko9011760Y250 V (6 inlets) Black
Power Extension CableViko9011730Y250 V (3 inlets) Black
Power Extension CableViko9011330Y250 V (3 inlets) White
Power Extension Cables-link Model No: SPG3-J-10AC - 250 V 3 meter (5 inlets)
Power SupplyTHERMALTAKEPS-LTP-0550NHSANE-1THERMALTAKE LITEPOWER RGB 550W APFC 12 cm FAN PSU
Professional Gaming MouseRampage8680096Model No: SMX-R50 
RAMGSKILLF4-3000C16S-8GVRBGSKILL 8GB (1x8GB) RipjawsV Red DDR4 3000 MHz CL16 1.35 V Single Ram
Reception bellNo brandN/AUsed for helping the communication between the experimenter and the actors.
Security CameraBrion Vega2-20204210Model:BV6000
SpeakersLogitechP/N: 880-000-405 PID: WD528XMUsed for playing the background music.
Survey SoftwareQualtrics N/A
Switching ModuleNo brandN/AF5305S PMOS Switch Module
Table under the OLED displayCustom-madeN/AWidth: 123 cm, Height: 75 cm, Depth: 50 cm
Transparent OLED DisplayPlanarPN: 998-1483-01 S/N:195210075A 55-inch transparent display that showcases dynamic information, enabled the opaque and transparent usage during the experiment.
UPSEAGK200610100087EAG 110
UPSEAG210312030507EAG 103
USB 2.0 Cable Type A/B for Arduino UNO (Blue)Smart ProjectsM000006 Used to connect the microcontroller to the experimenter PC.
USB to RS232 Converter s-link8680096082559Model: SW-U610
White Long-Sleeved Blouse (2)H&M (cotton)N/ARelaxed-fit blouses with a round neckline and without ant apparent brand name or logo.
Wireless KeyboardLogitechP/N: 820-003488 S/N: 1719CE0856D8Model: K360
Wireless MouseLogitechS/N: 2147LZ96BGQ9Model: M190 (Used as the response device)

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