Tajniki poznawczej psychofizyki
Aneta Brzezicka & Grzegorz Sędek
Szkoła Wyższa Psychologii Społecznej
Tajniki poznawczej psychofizyki
Aneta Brzezicka & Grzegorz Sędek
Szkoła Wyższa Psychologii Społecznej
Skąd pomysł?
Psychofizyka
Psychofizyka
poznawcza
-pomiar wrażliwości
percepcyjnej
-relacje pomiędzy
fizyczną
charakterystyką bodźca
a jego recepcją
sensoryczną
-pomiar „wrażliwości
poznawczej”
-relacje pomiędzy
cechami zadania
(przede wszystkim
czas) a jakością jego
wykonania
-nurt najsilniej rozwinięty w badaniach nad
funkcjonowaniem poznawczym w trakcie rozwoju
(przede wszystkim starzenia się – cognitive aging)
-polemika: czy gdy zniesiemy ograniczenia czasowe to
ludzie starsi będą tak samo dobrzy jak młodsi?
Co nam umożliwia analiza danych z użyciem psychofizyki
poznawczej?
A szczególnie paradygmatu funkcji dokładności czasowych
(
time-accuracy function, TAF
)
-możemy obserwować szerokie spektrum
funkcjonowania poznawczego jednostki i opisać
wykonanie przez nią zadania w postaci parametrów
funkcji,
-zamiast jednego, zazwyczaj średniego, wskaźnika
wykonania, otrzymujemy trzy, na podstawie których
możemy wnioskować o
naturze
występujących różnic,
-pokazuje istniejące różnice międzygrupowe (jeżeli
jakieś oczywiście są) w przetwarzaniu informacji z
kilku różnych stron,
-mamy możliwość porównywania ze sobą różnych
zadań poznawczych,
Jak czerpać te informacje?
Primo:
Zadanie, którego używamy musi spełniać
zależność
pomiędzy czasem i jakością wykonania (time-
accuracy)
Secundo:
Owa zależność powinna przyjmować nieliniowy
kształt tak,
aby można ją było opisać wzorem ujemnie
przyrastającej
funkcji wykładniczej (najczęściej )
numer
serii
wartość
interwa
łu czasu
poziom
poprawno
ści w
bloku
Przykładowe surowe dane z wykonania zadania, w którym jakość wykonania
zależy od czasu
interwaly czasu
p
o
zi
o
m
p
o
p
ra
w
n
o
sc
i
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2,0
2,1
2,2
2,3
2,4
2,5
Wzór szacowanej funkcji:
y = d+(
c
-d)
(1-e
-(x-
a
)/
b
)
y=0,25+0,75*((1-exp(-(x-(0,4265537))/(0,389135))))
r2=0,80
interwaly czasu
p
o
zi
o
m
p
o
p
ra
w
n
o
sc
i
C:3
C:4
C:5
C:6
C:7
C:8
C:9
C:10
C:11
C:12
C:13
C:14
C:15
C:16
C:17
C:18
C:19
C:20
C:21
C:22
C:23
C:24
C:25
C:26
C:27
C:28
C:29
C:30
C:31
C:32
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2,0
2,1
2,2
2,3
2,4
2,5
Jak sprawdzić, czy nasze dane rzeczywiście
odpowiadają założonemu modelowi?
Analiza
współczynnika dopasowania R
2
Podobnie jak w regresji liniowej, szacowany jest metodą
najmniejszych kwadratów (wartość obserwowana minus wartość
oczekiwana, podniesione do kwadratu) i informuje nas o
procencie wariancji wyjaśnionej przez założony model (funkcję).
R2 = 1 mówi o perfekcyjnym dopasowaniu – wyniki
obserwowane układają się dokładnie według założonego kształtu
krzywej. Gdy R2 = 0 znaczy to, że wyniki zupełnie nie pasują do
założonego kształtu krzywej.
czas prezentacji
12
10
8
6
4
2
0
uś
re
dn
io
na
p
op
ra
w
no
ść
1,0
,8
,6
,4
,2
0,0
CZAS
12
10
8
6
4
2
0
uś
re
dn
io
na
p
op
ra
w
no
ść
1,2
1,0
,8
,6
,4
,2
0,0
Gdy tak, to najprawdopodobniej
już niczego z naszych danych nie
wyciągniemy (nierzetelnie
oszacowane parametry)
Gdy tak, to może warto
poszukać innego
wzoru...
interwaly czasu
p
o
zi
o
m
p
o
p
ra
w
n
o
sc
i
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
0,65
0,70
0,75
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1,05
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
2,4
2,6
Parametr
a –
kto pierwszy ten lepszy?
- lokalizacyjny charakter
- moment, w którym zaczynamy efektywnie przetwarzać informacje – czyli
powyżej założonego poziomu przypadku,
interwaly czasu
p
o
zi
o
m
p
o
p
ra
w
n
o
sc
i
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
0,65
0,70
0,75
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1,05
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
2,4
2,6
Parametr
b
– kto szybszy ten lepszy?
- dynamiczny aspekt przetwarzania informacji, pokazuje jak szybko wzrasta
poziom wykonania gdy osoba już zaczęła efektywnie przetwarzać
informacje (tzn. przekroczyła poziom przypadku)
interwaly czasu
p
o
zi
o
m
p
o
p
ra
w
n
o
sc
i
0,25
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
0,65
0,70
0,75
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1,05
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
2,4
2,6
Parametr
c
– na ile nas stać
-poziom asymptoty osiągniętej przez osobę badaną.
-taki poziom wykonania zadania przez jednostkę jaki byłaby ona w stanie
osiągnąć, gdyby dano jej nieograniczoną ilość czasu na jego rozwiązanie.
Podsumowuj
ąc
Parametr
c
-mówi o maksymalnym,
możliwym do
osiągnięcia przez dana
osobę poziomie
rozwiązywania zadania
-o czymś, co możemy
nazwać
efektywnością
przetwarzania
informacji
-odpowiada na pytanie:
co?
osoba osiągnęła w
trakcie rozwiązywania
zadania
Parametry
a
i
b
-mówią o
dynamicznym,
formalnym aspekcie
przetwarzania
informacji
-o czymś, co możemy
nazwać
sprawnością
wykonywania zadania
-odpowiadają na
pytanie:
jak?
dana
osoba rozwiązuje
zadanie
Znaczenie parametrów a znaczenie
zadania
-interpretacja parametrów ściśle powiązana z cechami
zadania
-parametr
a
w zadaniu na pamięć werbalną: kiedy
czytam, w zadaniu na proste reagowanie: kiedy jestem
w stanie nacisnąć guzik
-czasami sprawność = efektywność (piloci)
-czyli, w zależności od cech zastosowanego zadania
inne znaczenie przypisujemy poszczególnym
parametrom tej samej funkcji matematycznej
Badania nad osobami
depresyjnymi
I sesja
I sesja
o
Pierwszy trening (20 minut) – przeprowadzany za pomocą programu z
interwałami od 1s do 3,2 s – składający się z trzech serii zadania (w
każdej 8 czasów po 12 bodźców).
o
10 minutowa przerwa, ponowne wypełnianie BDI.
o
Drugie zadanie treningowe (25 – 35 minut) – pięć serii (w każdej 8
czasów po 12 bodźców).
o
Wersje zadań stosowane podczas drugiego treningu w zależności od
interwałów czasu:
1
1
: 0,6 s – 2 s, 2
2
: 0,7s – 2,2s, 3
3
: 0,8s – 2,5s, 4
4
: 1s – 3,2s, 5
5
: 1,2s –
3,6s.
II sesja
II sesja
o
Przypomnienie zadania (ok. 5 minutowa rozgrzewka)
o
Zadanie pierwsze. Wariant zadania był dobierany indywidualnie do
osoby, na podstawie treningu drugiego sesji I.
o
10 minutowa przerwa – ocena zadania przez eksperymentatora
o
Zadanie drugie – parametry określane na podstawie wykonania zadania
pierwszego.
Różnice w kształcie funkcji, typowe dla osób depresyjnych i niedepresyjnych
podczas rozwiązywania zadania angażującego funkcje pamięci operacyjnej
Osoby depresyjne różnią się od depresyjnych osiąganymi
wartościami parametrów
a
i
b
, natomiast nie różnią się
wartościami parametru
c
osoby
niedepresyjne
osoby
depresyjne
Roznice miedzy osobami depresyjnymi i niedepresyjnymi
w wartosciach parametru A w zadaniu 1 i 2
w
a
rt
o
sc
i
p
a
ra
m
et
ru
A
0,600
0,625
0,650
0,675
0,700
0,725
0,750
0,775
0,800
0,825
0,850
zadanie 1
zadanie 2
osoby
niedepresyjne
osoby
depresyjne
roznice w wartosciach parametru B pomiedzy
osobami depresyjnymi i niedepresyjnymi
w
a
rt
o
sc
i
p
a
ra
m
e
tr
u
B
0,30
0,35
0,40
0,45
0,50
0,55
0,60
zadanie 1
zadanie 2
osoby
niedepresyjne
osoby
depresyjne
Wykres ilustrujacy brak roznic pomiedzy osobami depresyjnymi i niedepresyjnymi
w wartosciach osiaganej asymptoty
w
a
rt
o
sc
i
p
a
ra
m
e
tr
u
c
(
a
sy
m
p
to
ty
)
0,83
0,84
0,85
0,86
0,87
0,88
0,89
0,90
0,91
0,92
0,93
0,94
zadanie 1
zadanie 2
Ilość czasu potrzebnej do osiągnięcia
kryterium
(CPT – criterion-referenced presentation
time) – bardziej ogólna miara radzenia sobie
z zadaniem (Oberauer, Kliegl, 2001)
CPT =
a
+
b
[ln(c-d/c)-ln(1-k)]
y=0,25+0,75*((1-exp(-(x-(0,701539))/(0,279677))))
interwal czasu
p
o
zi
o
m
d
o
kl
a
d
n
o
sc
i
C:1
C:2
C:3
C:4
C:5
C:6
C:7
C:8
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2,0
2,1
2,2
2,3
2,4
2,5
Sposób
Sposób
obliczan
obliczan
ia CPT
ia CPT
k
Różnica między depresyjnymi a niedepresyjnymi
w ilości czasu potrzebnej do osiągnięcia
kryterium (CPT)
Dlaczego ANOVA zamiast regresji?
ndepr
6-9
depr
inter BDI(3)xZadxCPT(5): F(8,144)=2,38; p<,0194
BDI:F(2,36)=5,81; p<0,01; Zad: F(1,36)=95,77; p<0,001
CPT: F(4,144)=232,09; p<0,001; BDIxCPT: F(8,144)=5,63; p<0,001
ZADxCPT: F(4,144)=63,30, p<0,001
losowe
c
z
as
o
si
a
g
a
n
ia
k
ry
te
ri
u
m
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
kryt.
0,25
0,40
0,55
0,70
0,85
ze stala
kryt.
0,25
0,40
0,55
0,70
0,85