Genereren van streng gecontroleerde Stimuli voor figuur erkenning experimenten
18 maart 2019
Dit protocol beschrijft een methode voor een experiment dat onderzoekt of specifieke grafiek en niet-graph eigenschappen (kenmerken) relevant voor de erkenning van cijfers zijn. De methode maakt gebruik van een database waarin verschillende waarden van de functie van de respectieve cijfers genoemd (6 punts, n lijn) cijfers.
Dit protocol kan worden gebruikt om strikt gecontroleerde en objectief gedefinieerde stimuli te genereren voor experimenten met figuurherkenning. Met behulp van een database met 16 cijfers u een stimulusfiguren selecteren die voldoen aan de voorgeschreven waarden van structuur en oppervlakkige geometrische eigenschappen. De experimentele omgeving bestaat uit een liquid crystal display monitor, en een respons knop doos aangesloten op een computer.
Er zijn drie knoppen op de doos met het label Enter, F6 en F5. Door op de knop Enter te drukken, gaat het huidige scherm naar het opeenvolgende scherm. De F6-knop is voor reacties met behulp van de wijsvinger, en de F5-knop is voor reacties met behulp van de middelvinger. Om het onderzoek van verschillende hypothesen die betrekking hebben op de criticaliteit van een bepaalde functie in de erkenning van cijfers in een vrij objectieve manier mogelijk te maken, steek een diskette in de floppy disc unit aangesloten op de computer, die zal worden gebruikt voor de stimulus voorbereiding, en open het paar generatie programma.
Gebruik vervolgens het toetsenbord om een willekeurig getal in te voeren als een initiële waarde voor de functie willekeurige getalgeneratie en voer een of twee in met behulp van het toetsenbord, als de digitale aanduiding. Om een stimulusset voor een deelnemer voor te bereiden, schrijft u achtereenvolgens een presentatienummer, digitale status, paartype met een tag, aantal lijnsegmenten en vier paar vertexlabels in het lijnspecificatieformaat van de linker- en rechtercijfers van elke proefversie naar de diskette-eenheid, waarbij deze waarden tegelijkertijd op het scherm worden herhaald. Na het verkrijgen van schriftelijke, geïnformeerde toestemming van de deelnemer, toon monster figuur paren aan de deelnemer hoe ze zullen worden gevraagd om te beslissen of een gepresenteerd paar cijfers is identiek van vorm, ongeacht hun oriëntaties, zo snel en nauwkeurig mogelijk.
Wanneer de deelnemer klaar is, start u het stimuluspresentatieprogramma op de computer voor experimenten en klikt u op Identiteitsbeslissingstaak en deelnemersgegevens om de naam, het geslacht en de leeftijd van de deelnemer in te voeren. Wanneer alle informatie is ingevoerd, klikt u op Einde van de specificatie en Lees stimulus. Selecteer vervolgens de PRBLM2.
DAT-bestand in het diskettestation en klik op Openen op het scherm met bestandsspecificatie. Plaats vervolgens de deelnemer voor de monitor, met zijn hoofd op de kinsteun, en bevestig een afstand van 60 centimeter van het voorhoofd van de deelnemer tot de monitor. Klik vervolgens op Uitvoeren om het experiment te starten.
Als het instructiescherm de digitale status toont, instrueert u de deelnemer om met de wijsvinger op de F6-toets te drukken wanneer de cijfers hetzelfde zijn en drukt u met de middelvinger op de F5-toets wanneer de cijfers anders zijn. Nadat de digitale status is bepaald, laat de deelnemer eenmaal op Enter drukken op het antwoordvak en vervolgens nogmaals in reactie op de gereed-prompt op het scherm, om de proef te starten. Bij de presentatie van een paar oefenparen op het stimulusscherm, laat de deelnemer op de F6- of F5-toets drukken zodra een beslissing is genomen.
Als het antwoord juist was, wordt de beslissing correct weergegeven op het scherm met feedbackberichten. Als het antwoord onjuist was, wordt de beslissing onjuist weergegeven op het scherm. Laat de deelnemer na het lezen van het feedbackbericht op enter drukken om door te gaan en te reageren op het volgende promptscherm.
Wanneer alle praktijkproeven zijn voltooid, zullen de testproeven worden gestart. Laat de deelnemer de proef beginnen met dezelfde responsknoppen als voor de oefenproeven. In dit representatieve experiment waren de fout- en latentiepercentages aanzienlijk verschillend tussen de paartypen, met uitzondering van het verschil in latentie tussen de asymmetrische en niet-identieke nulparen.
De foutenpercentages en latentiegegevens suggereren beide dat de niet identieke 0,73 en een paar gemakkelijk discrimineerbaar zijn in vergelijking met asymmetrische paren. Echter, de bijna afwezige verschil in latentie tussen de niet-identieke nulparen, en de asymmetrische paren, sterk suggereert de zelfdeheid van de lijn lengtes veroorzaakt de asymmetrische paren moeilijker te discrimineren. Het is belangrijk om geometrisch geschikte figuurparen te selecteren met behulp van de database en ad-hoc creaties, afhankelijk van uw onderzoeksvragen.
Als u op de juiste manier cijfers selecteert met specifieke functiewaarden, u de kritiek van afzonderlijke functies onderzoeken tijdens de tests voor figuurherkenning.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit protocol beschrijft een methode voor het genereren van gecontroleerde stimuli voor experimenten naar figuurherkenning. Er wordt gebruikgemaakt van een database met figuren met specifieke geometrische eigenschappen om de relevantie van verschillende kenmerken bij figuurherkenning te beoordelen.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschappen
- Psychologie
- Experimenteel Ontwerp
Achtergrond
- Figuurherkenning is een kritiek cognitief proces.
- Inzicht in de kenmerken die de herkenning beïnvloeden, kan de experimentele resultaten verbeteren.
- Gecontroleerde stimuli zijn essentieel voor objectieve beoordelingen.
- Deze studie maakt gebruik van een database met figuren om deze kenmerken systematisch te onderzoeken.
Doel van de studie
- Om de impact van specifieke grafiek- en niet-grafiekeigenschappen op de herkenning van figuren te onderzoeken.
- Om een methode te bieden voor het genereren van stimuli die voldoen aan gedefinieerde geometrische criteria.
- Om hypothese-testen te faciliteren met betrekking tot de kritische aard van kenmerken bij herkenningstaken.
Gebruikte methoden
- Gebruik van een database met 16 figuren voor de selectie van stimuli.
- De experimentele opstelling omvat een lcd-monitor en een responsknopkast.
- Deelnemers reageren met aangewezen knoppen voor verschillende vingers.
- De gegevensverzameling maakt gebruik van een diskette voor de voorbereiding van de stimuli.
Belangrijkste resultaten
- De methode maakt een objectieve beoordeling van figuurherkenning mogelijk.
- Specifieke kenmerken kunnen worden geïsoleerd en op hun relevantie worden getest.
- Gecontroleerde stimuli verhogen de betrouwbaarheid van de experimentele resultaten.
- De bevindingen dragen bij aan het begrip van cognitieve processen bij figuurherkenning.
Conclusies
- Dit protocol biedt een robuust kader voor het bestuderen van figuurherkenning.
- Het benadrukt het belang van gecontroleerde experimentele omstandigheden.
- Toekomstig onderzoek kan voortbouwen op deze bevindingen om aanvullende kenmerken te verkennen.
Veelgestelde vragen
Industriële relevantie voor directie
Dit protocol maakt een objectieve beoordeling van de discriminatie van visuele kenmerken mogelijk door strikt gecontroleerde geometrische stimuli te genereren, wat bijdraagt aan mechanistische risicoreductie in de vroege ontdekkingsfase waar perceptuele confounders geïsoleerd moeten worden. Door te kwantificeren hoe specifieke structurele en oppervlakkige eigenschappen de herkenningslatentie en foutpercentages beïnvloeden, biedt het een kader voor het evalueren van assay-afhankelijke variabelen bij fenotypische screening. Deze aanpak vergroot het voorspellend vertrouwen bij target-validatie door te waarborgen dat waargenomen effecten voortkomen uit de beoogde biologische manipulaties en niet uit ongecontroleerde perceptuele biases.
Strategische Toepassingen in Biofarmaceutische R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt het mogelijk om te onderzoeken of waargenomen fenotypische verschillen voortkomen uit werkelijke biologische mechanismen of uit storende perceptuele variabelen in beeldgebaseerde assays.
- Operationele waarde: Biedt een gestandaardiseerde methode om stimuli te genereren met gedefinieerde grafinvarianten (structurele eigenschappen) en niet-grafinvarianten (oppervlakkige kenmerken) voor consistente experimentele replicatie.
- Predictieve waarde: Ondersteunt het verminderen van risico's bij doelhypotheses door vast te stellen of kenrikspecifieke herkenningsdrempels overeenkomen met de verwachte biologische responsen.
Screening & Assayontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Maakt systematische extractie van figuurparen mogelijk op basis van behouden structurele eigenschappen ondanks vormvariatie, wat controles mogelijk maakt voor isomorfe vergelijkingen in high-content screening.
- Operationele waarde: Maakt gebruik van een vooraf berekende database van (6, n) figuren om reproduceerbaarheid tussen laboratoria en tijdspunten te garanderen, waardoor variabiliteit in de stimuluspreparatie wordt verminderd.
- Klaar voor assay: Faciliteert de voorbereiding van gevalideerde stimulussets voor downstream workflows waarbij de nauwkeurigheid van figuurdiscriminatie van invloed is op de interpretatie van de gegevens.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Translationele continuïteit: Ondersteunt de afstemming op biomarkerstudies door te waarborgen dat veranderingen in de herkenningsprestaties werkelijke cognitieve of neurale verschuivingen weerspiegelen in plaats van stimulusartefacten.
- Mechanische risicoreductie: Maakt het mogelijk om de symmetrie van de regellengte te isoleren als onderscheidende factor, wat helpt om het werkelijke signaal te onderscheiden van perceptuele ruis in gedragsmatige read-outs.
- Risico-gecorrigeerde voortgang: Biedt kwantitatieve drempelwaarden voor latentie en foutpercentages om go/no-go-beslissingen te informeren in preklinische modellen die afhankelijk zijn van visuele discriminatietaken.
Integratie van Pipeline & Workflow
De methode kan worden geïntegreerd in workflows voor discovery biology door een gecontroleerd systeem voor stimulusgeneratie te bieden, dat toepasbaar is vanaf vroege hypothesesscreening tot aan de preklinische validatie van visuocorticale of cognitieve eindpunten.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothesetoetsing door systematische variatie van oppervlakkige kenmerken (bijv. verschillen in lijnlengte) mogelijk te maken, terwijl structurele eigenschappen constant worden gehouden.
- Screening: Waarborgt de standaardisatie van assays via database-gestuurde selectie van stimuli, wat de betrouwbaarheid tussen herhaalde experimenten verbetert.
- Analytics: Genereert kwantitatieve afhankelijke variabelen (foutpercentages, latentiemetingen) die statistische vergelijking van de onderscheidbaarheid tussen verschillende typen figuurparen mogelijk maken.
- Translationeel onderzoek: Sluit aan op preklinische continuïteit door objectieve metrieken te bieden om te valideren of waargenomen gedragsveranderingen stimulus-onafhankelijk zijn.
- Enterprise-hergebruik: De stimulusdatabase en het generatieprotocol vormen een herbruikbare mogelijkheid voor meerdere projecten waarvoor gestandaardiseerde, gecontroleerde visuele input vereist is.
Operationele en organisatorische impact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen door mechanistische ambiguïteit in figurenherkenningsassays te verminderen via gecontroleerde stimulusparameters.
- Operationele waarde: Verbetert de reproduceerbaarheid en schaalbaarheid via een gecentraliseerde database van geometrisch gedefinieerde figuren en gestandaardiseerde inputprotocollen.
- Strategische waarde: Verbetert de go/no-go besluitvorming door de impact van specifieke visuele kenmerken te isoleren, waardoor fouten in een laat stadium door niet-herkende assay-confounders worden verminderd.
- Portfolio-impact: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering van verbindingen of targets mogelijk op basis van stimulus-gevalideerde fenotypische read-outs.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist expertise in de experimentele psychologie of neurowetenschappen om kenmerkspecifieke hypothesen op te stellen en discriminatiedrempels te interpreteren.
- Vereist een lcd-monitor, een responsknopenkast en een diskettestation voor de presentatie van stimuli en datalogging, conform de legacy-opstelling.
- Vereist standaardisatie tussen teams in het formaat van de stimulus-specificaties, inclusief vertex-labeling en digitale toestandsencodering, om consistentie te waarborgen.
- Omvat overwegingen met betrekking tot adaptatie bij het vertalen van (6, n) figuurparameters naar andere modelsystemen of stimulusmodaliteiten buiten lijngebaseerde geometrie.
- Beperkt door de vooraf gedefinieerde kenmerkruimte in de database; ad hoc berekeningen zijn alleen haalbaar voor bepaalde (6, n) configuraties wanneer nieuwe kenmerkwaarden nodig zijn.
