Chronometria psychiczna - Mental chronometry

Przedstawienie etapów przetwarzania w typowym paradygmacie czasu reakcji.

Umysłowa chronometria to naukowe badanie szybkości przetwarzania lub czasu reakcji na zadaniach poznawczych w celu wywnioskowania treści, czasu trwania i czasowej kolejności operacji umysłowych. Czas reakcji (RT; czasami określany jako „ czas odpowiedzi ”) jest mierzony jako czas, jaki upłynął między początkiem bodźca a reakcją jednostki na elementarne zadania poznawcze (ETC), które są stosunkowo prostymi zadaniami percepcyjno-motorycznymi, zwykle wykonywanymi w warunkach laboratoryjnych. Chronometry psychicznego jest jednym z głównych metod stosowanych w paradygmatach ludzkiego eksperymentalnej , funkcji poznawczych i różnice indywidualne , ale również często analizowano Psychofizjologia ,neuronauka kognitywna i neuronauka behawioralna, aby pomóc wyjaśnić mechanizmy biologiczne leżące u podstaw percepcji, uwagi i podejmowania decyzji u ludzi i innych gatunków.

Chronometria umysłowa wykorzystuje pomiary czasu, jaki upłynął między pojawieniem się bodźców czuciowych a kolejnymi reakcjami behawioralnymi, aby zbadać przebieg czasowy przetwarzania informacji w układzie nerwowym. Charakterystyki dystrybucyjne czasów odpowiedzi, takie jak średnie i wariancja, są uważane za użyteczne wskaźniki szybkości i wydajności przetwarzania, wskazujące, jak szybko dana osoba może wykonać operacje umysłowe istotne dla zadania. Reakcje behawioralne to zazwyczaj naciśnięcia przycisków, ale często używane są ruchy gałek ocznych, reakcje głosowe i inne obserwowalne zachowania. Uważa się, że czas reakcji jest ograniczony szybkością transmisji sygnału w istocie białej, a także wydajnością przetwarzania istoty szarej kory nowej .

Wykorzystanie chronometrii umysłowej w badaniach psychologicznych jest bardzo szerokie, obejmuje nomotetyczne modele przetwarzania informacji w ludzkim układzie słuchowym i wzrokowym, a także zagadnienia psychologii różnicowej, takie jak rola indywidualnych różnic w RT w zdolnościach poznawczych człowieka, starzeniu się i różnorodność wyników klinicznych i psychiatrycznych. Eksperymentalne podejście do chronometrii umysłowej obejmuje takie tematy, jak empiryczne badanie latencji głosowych i manualnych, uwaga wzrokowa i słuchowa , ocena i integracja czasowa, język i czytanie, czas ruchu i reakcja motoryczna, czas percepcji i decyzji, pamięć i subiektywna percepcja czasu . Wnioski na temat przetwarzania informacji wyciągane z RT są często formułowane z uwzględnieniem zadaniowego projektu eksperymentalnego, ograniczeń w technologii pomiarowej i modelowania matematycznego.

Historia i wczesne obserwacje

Ilustracja drogi bólu w Traite de l'homme René Descartes'a (Traktat o człowieku) 1664. Długie włókno biegnące od stopy do jamy głowy jest ciągnięte przez ciepło i uwalnia płyn, który powoduje skurcze mięśni.

Koncepcja ludzkiej reakcji na bodziec zewnętrzny za pośrednictwem interfejsu biologicznego (takiego jak nerw) jest prawie tak stara, jak sama filozoficzna dyscyplina nauki. Myśliciele oświeceniowi, tacy jak René Descartes, sugerowali, że na przykład odruchowa reakcja na ból jest przenoszona przez jakiś rodzaj włókna – co dziś uznalibyśmy za część układu nerwowego – aż do mózgu, gdzie jest następnie przetwarzana jako subiektywne doświadczenie z bólu. Jednak ten biologiczny odruch bodziec-odpowiedź był uważany przez Kartezjusza i innych za występujący natychmiast, a zatem nie podlegający obiektywnemu pomiarowi.

Pierwsza dokumentacja czasu reakcji człowieka jako zmiennej naukowej pojawiła się kilka wieków później, z praktycznych obaw, które pojawiły się w dziedzinie astronomii. W 1820 roku niemiecki astronom Friedrich Bessel zajął się problemem dokładności w rejestrowaniu tranzytów gwiazd, co zwykle odbywało się za pomocą tykania metronomu w celu oszacowania czasu, w którym gwiazda przekroczyła linię włosa teleskopu. Bessel zauważył rozbieżności w czasie w ramach tej metody między zapisami wielu astronomów i starał się poprawić dokładność, biorąc pod uwagę te indywidualne różnice w czasie. Doprowadziło to do tego, że różni astronomowie szukali sposobów na zminimalizowanie tych różnic między jednostkami, które stały się znane jako „osobiste równanie” astronomicznego czasu. Zjawisko to zostało szczegółowo zbadane przez angielskiego statystyka Karla Pearsona , który zaprojektował jeden z pierwszych przyrządów do jego pomiaru.

Wczesne urządzenie skonstruowane do pomiaru czasu reakcji za pomocą „równania osobistego”

Czysto psychologiczne dociekania o charakter czasu reakcji pojawiły się w połowie lat pięćdziesiątych XIX wieku. Psychologia jako ilościowa nauka eksperymentalna była historycznie uważana za zasadniczo podzieloną na dwie dyscypliny: psychologię eksperymentalną i psychologię różnicową. Naukowe badanie chronometrii umysłowej, jedno z najwcześniejszych osiągnięć psychologii naukowej, objęło mikrokosmos tego podziału już w połowie XIX wieku, kiedy naukowcy, tacy jak Hermann von Helmholtz i Wilhelm Wundt, zaprojektowali zadania czasu reakcji, aby spróbować zmierzyć szybkość transmisji neuronowej. Na przykład Wundt przeprowadził eksperymenty, aby sprawdzić, czy prowokacje emocjonalne wpływają na puls i tempo oddechu za pomocą kymografu .

Sir Francis Galton jest zwykle uznawany za twórcę psychologii różnicowej , która stara się określić i wyjaśnić różnice psychiczne między jednostkami. Jako pierwszy zastosował rygorystyczne testy RT z wyraźnym zamiarem określenia średnich i zakresów indywidualnych różnic w cechach psychicznych i behawioralnych u ludzi. Galton postawił hipotezę, że różnice w inteligencji będą odzwierciedlone w zmienności dyskryminacji sensorycznej i szybkości reakcji na bodźce, i zbudował różne maszyny do testowania różnych pomiarów tego, w tym RT na bodźce wzrokowe i słuchowe. Jego testy objęły selekcję ponad 10 000 mężczyzn, kobiet i dzieci z londyńskiej publiczności.

Welford (1980) zauważa, że ​​badania historyczne nad czasami ludzkich reakcji dotyczyły zasadniczo pięciu odrębnych klas problemów badawczych, z których niektóre przekształciły się w paradygmaty, które są nadal w użyciu. Domeny te są szeroko opisywane jako czynniki sensoryczne, charakterystyka reakcji, przygotowanie, wybór i świadome akompaniamenty.

Czynniki sensoryczne

Wcześni badacze zauważyli, że zróżnicowanie właściwości sensorycznych bodźca wpływa na czas reakcji, przy czym zwiększenie percepcyjnej istotności bodźców ma tendencję do skrócenia czasu reakcji. Ta zmiana może być spowodowana szeregiem manipulacji, z których kilka omówiono poniżej. Ogólnie rzecz biorąc, zmienność czasów reakcji wywoływana przez manipulowanie czynnikami sensorycznymi jest prawdopodobnie bardziej wynikiem różnic w mechanizmach peryferyjnych niż procesach centralnych.

Siła bodźca

Jedna z najwcześniejszych prób matematycznego modelowania wpływu właściwości sensorycznych bodźców na czas reakcji pochodziła z obserwacji, że zwiększenie intensywności bodźca prowadzi do skrócenia czasu reakcji. Na przykład Henri Piéron (1920) zaproponował formuły modelujące tę relację postaci ogólnej:

,

gdzie reprezentuje intensywność bodźca, reprezentuje redukowalną wartość czasu, reprezentuje nieredukowalną wartość czasu i reprezentuje zmienny wykładnik, który różni się w zależności od zmysłów i warunków. To sformułowanie odzwierciedla obserwację, że czas reakcji zmniejszy się wraz ze wzrostem intensywności bodźca do wartości stałej , która reprezentuje teoretyczną dolną granicę, poniżej której fizjologia człowieka nie może sensownie działać.

Stwierdzono, że na początku lat 30. wpływ intensywności bodźca na redukcję RT był raczej względny niż bezwzględny. Jedna z pierwszych obserwacji tego zjawiska pochodzi z badań Carla Hovlanda , który za pomocą serii świec umieszczonych w różnych odległościach ogniskowych wykazał, że wpływ natężenia bodźca na RT zależny był od wcześniejszego poziomu przystosowania .

Oprócz intensywności bodźca, zróżnicowaną siłę bodźca (tj. „ilość” bodźca dostępnego dla aparatu sensorycznego w jednostce czasu) można również osiągnąć poprzez zwiększenie zarówno obszaru, jak i czasu trwania prezentowanego bodźca w zadaniu RT. Efekt ten został udokumentowany we wczesnych badaniach dotyczących czasów reakcji na zmysł smaku poprzez zróżnicowanie obszaru nad kubkami smakowymi w celu wykrycia bodźca smakowego oraz wielkości bodźców wzrokowych jako wielkości obszaru w polu widzenia. Podobnie stwierdzono, że zwiększenie czasu trwania bodźca dostępnego w zadaniu czasu reakcji powoduje nieco szybszy czas reakcji na bodźce wzrokowe i słuchowe, chociaż te efekty są zwykle niewielkie i są w dużej mierze spowodowane wrażliwością na receptory czuciowe.

Modalność sensoryczna

Modalność sensoryczna, nad którą podawany jest bodziec w zadaniu czasu reakcji, w dużym stopniu zależy od czasów przewodzenia aferentnego, właściwości zmiany stanu i zakresu rozróżniania sensorycznego właściwego naszym różnym zmysłom. Na przykład wcześni badacze odkryli, że sygnał słuchowy jest w stanie dotrzeć do centralnych mechanizmów przetwarzania w ciągu 8–10 ms, podczas gdy bodziec wzrokowy trwa zwykle około 20–40 ms. Zmysły zwierząt różnią się również znacznie pod względem zdolności do szybkiej zmiany stanu, przy czym niektóre systemy mogą zmieniać się niemal natychmiast, a inne znacznie wolniej. Na przykład system przedsionkowy, który kontroluje postrzeganie pozycji w przestrzeni, aktualizuje się znacznie wolniej niż układ słuchowy. Zakres rozróżniania sensorycznego danego zmysłu również różni się znacznie zarówno w obrębie modalności sensorycznej, jak i pomiędzy nią. Na przykład Kiesow (1903) stwierdził w zadaniu dotyczącym czasu reakcji smaku, że ludzie są bardziej wrażliwi na obecność soli na języku niż na cukier, co znajduje odzwierciedlenie w szybszej RT o ponad 100 ms dla soli niż na cukier.

Charakterystyka odpowiedzi

Wczesne badania wpływu charakterystyki odpowiedzi na czas reakcji dotyczyły głównie czynników fizjologicznych wpływających na szybkość odpowiedzi. Na przykład Travis (1929) stwierdził w zadaniu RT polegającym na naciśnięciu klawisza, że ​​75% uczestników ma tendencję do włączania w dół fazy częstości drżenia wyprostowanego palca, która wynosi około 8–12 drżeń na sekundę, w przygnębianiu klucz w odpowiedzi na bodziec. Tendencja ta sugerowała, że ​​rozkłady czasów odpowiedzi mają wrodzoną okresowość i że na daną RT wpływa moment w cyklu wstrząsów, w którym oczekiwana jest odpowiedź. To odkrycie zostało dodatkowo poparte kolejnymi pracami w połowie XX wieku, pokazującymi, że reakcje były mniej zmienne, gdy bodźce były prezentowane w pobliżu górnych lub dolnych punktów cyklu drżenia.

Wyczekujące napięcie mięśni to kolejny czynnik fizjologiczny, który wcześni badacze uznali za predyktor czasu odpowiedzi, w którym napięcie mięśni jest interpretowane jako wskaźnik poziomu pobudzenia korowego. Oznacza to, że jeśli stan pobudzenia fizjologicznego jest wysoki na początku bodźca, większe istniejące napięcie mięśniowe ułatwia szybsze reakcje; jeśli pobudzenie jest niskie, słabsze napięcie mięśni przepowiada wolniejszą reakcję. Jednak stwierdzono również, że zbyt duże pobudzenie (a tym samym napięcie mięśni) negatywnie wpływa na wydajność w zadaniach RT w wyniku upośledzonego stosunku sygnału do szumu.

Podobnie jak w przypadku wielu manipulacji sensorycznych, takie cechy odpowiedzi fizjologicznej, jak predyktory RT, działają w dużej mierze poza przetwarzaniem ośrodkowym, co odróżnia te efekty od tych związanych z przygotowaniem, omówionych poniżej.

Przygotowanie

Inną obserwacją poczynioną po raz pierwszy we wczesnych badaniach chronometrycznych było to, że znak „ostrzegawczy” poprzedzający pojawienie się bodźca zwykle skutkował krótszym czasem reakcji. Ten krótki okres ostrzegania, określany w tej fundamentalnej pracy jako „oczekiwanie”, jest mierzony w prostych zadaniach RT jako długość odstępów między ostrzeżeniem a prezentacją bodźca, na który należy zareagować. Znaczenie długości i zmienności oczekiwanej w badaniach chronometrii umysłowej po raz pierwszy zaobserwowano na początku XX wieku i pozostaje ważnym zagadnieniem we współczesnych badaniach. Znajduje to dziś odzwierciedlenie we współczesnych badaniach nad wykorzystaniem zmiennego okresu poprzedzającego prezentację bodźca.

Zależność tę można streścić w prostych słowach równaniem:

gdzie i są stałymi związanymi z zadaniem i oznaczają prawdopodobieństwo pojawienia się bodźca w dowolnym momencie.

W prostych zadaniach RT stałe okresy wstępne wynoszące około 300 ms w serii prób zwykle dają najszybsze odpowiedzi dla danej osoby, a odpowiedzi wydłużają się w miarę wydłużania się okresu wstępnego, co wykazano do kilkuset sekund . Okresy poprzedzające o zmiennym odstępie, jeśli są prezentowane z jednakową częstotliwością, ale w losowej kolejności, mają tendencję do wytwarzania wolniejszych RT, gdy odstępy są krótsze niż średnia serii i mogą być szybsze lub wolniejsze, gdy są większe niż średnia. Niezależnie od tego, czy są utrzymywane na stałym, czy zmiennym, okresy wstępne krótsze niż 300 ms mogą generować opóźnione RT, ponieważ przetwarzanie ostrzeżenia mogło nie mieć czasu na zakończenie przed nadejściem bodźca. Ten rodzaj opóźnienia ma znaczące implikacje dla kwestii seryjnego organizowania centralnego przetwarzania, złożonego tematu, któremu poświęcono wiele uwagi empirycznej w stuleciu po tej fundamentalnej pracy.

Wybór

Liczba możliwych opcji została wcześnie uznana za istotny wyznacznik czasu odpowiedzi, przy czym czasy reakcji wydłużały się zarówno w zależności od liczby możliwych sygnałów, jak i możliwych odpowiedzi.

Pierwszym naukowcem, który dostrzegł znaczenie opcji odpowiedzi na RT, był Franciscus Donders (1869). Donders odkrył, że prosta RT jest krótsza niż RT rozpoznająca, a RT z wyboru jest dłuższa niż obie. Donders opracował również metodę odejmowania, aby przeanalizować czas potrzebny na wykonanie operacji umysłowych. Odejmując prosty RT od wyboru RT, na przykład, można obliczyć, ile czasu potrzeba na nawiązanie połączenia. Metoda ta umożliwia badanie procesów poznawczych leżących u podstaw prostych zadań percepcyjno-motorycznych i stanowi podstawę późniejszych zmian.

Chociaż praca Dondersa utorowała drogę przyszłym badaniom w testach chronometrii umysłowej, nie była pozbawiona wad. Jego metoda wprowadzania, często określana jako „czysta insercja”, opierała się na założeniu, że wprowadzenie konkretnego komplikującego wymagania do paradygmatu RT nie wpłynie na inne elementy testu. To założenie – że przyrostowy wpływ na RT był ściśle addytywny – nie było w stanie wytrzymać późniejszych testów eksperymentalnych, które wykazały, że wstawki były w stanie oddziaływać z innymi częściami paradygmatu RT. Mimo to teorie Dondersa są nadal interesujące, a jego idee są nadal wykorzystywane w pewnych obszarach psychologii, które mają teraz narzędzia statystyczne do dokładniejszego ich wykorzystywania.

Świadome akompaniamenty

Zainteresowanie treścią świadomości, które charakteryzowało wczesne badania Wundta i innych psychologów strukturalistycznych, w dużej mierze wypadło z łask wraz z nadejściem behawioryzmu w latach dwudziestych. Niemniej jednak badanie świadomego akompaniamentu w kontekście czasu reakcji było ważnym wydarzeniem historycznym na przełomie XIX i XX wieku. Na przykład Wundt i jego współpracownik Oswald Külpe często badali czas reakcji, prosząc uczestników o opisanie świadomego procesu, który miał miejsce podczas wykonywania takich zadań.

Pomiary i opisy matematyczne

Pomiary chronometryczne ze standardowych paradygmatów czasu reakcji są surowymi wartościami czasu, jaki upłynął między pojawieniem się bodźca a reakcją motoryczną. Czasy te są zwykle mierzone w milisekundach (ms) i są uważane za pomiary skali proporcjonalnej z równymi odstępami i prawdziwym zerem.

Czasy odpowiedzi w zadaniach chronometrycznych zazwyczaj dotyczą pięciu kategorii pomiaru: Centralna tendencja czasu odpowiedzi w wielu indywidualnych próbach dla danej osoby lub warunku zadania, zwykle ujmowana przez średnią arytmetyczną, ale czasami przez medianę, a rzadziej przez tryb ; zmienność wewnątrzosobnicza, zmienność indywidualnych odpowiedzi w ramach lub pomiędzy warunkami zadania; pochylenie , miara asymetrii rozkładów czasu reakcji w próbach; nachylenie , różnica między średnimi RT w zadaniach o różnym typie lub złożoności; a dokładność lub stopa błędu, proporcja poprawnych odpowiedzi dla danej osoby lub stanu zadania.

Czasy odpowiedzi człowieka w prostych zadaniach z czasem reakcji są zwykle rzędu 200 ms. Procesy, które zachodzą w tym krótkim czasie, umożliwiają mózgowi postrzeganie otaczającego środowiska, identyfikację obiektu zainteresowania, podjęcie decyzji o działaniu w odpowiedzi na obiekt i wydanie polecenia motorycznego w celu wykonania ruchu. Procesy te obejmują sferę percepcji i ruchu i obejmują percepcyjne podejmowanie decyzji oraz planowanie motoryczne . Wielu badaczy uważa, że ​​dolna granica ważnej próby czasu odpowiedzi mieści się w przedziale od 100 do 200 ms, co można uznać za absolutne minimum czasu potrzebnego na procesy fizjologiczne, takie jak percepcja bodźców i reakcje motoryczne. Szybsze odpowiedzi często wynikają z „reakcji wyprzedzającej”, w której reakcja motoryczna osoby została już zaprogramowana i jest w toku przed wystąpieniem bodźca i prawdopodobnie nie odzwierciedla procesu będącego przedmiotem zainteresowania.

Wykres gęstości i centralne tendencje prób czasu reakcji (ms) w zadaniu dwukrotnego wyboru wykazujący właściwy rozkład skośny typowy dla danych RT.

Rozkład czasów odpowiedzi

Próby czasów reakcji dla danej osoby są zawsze rozłożone niesymetrycznie i przekrzywione w prawo, dlatego rzadko mają rozkład normalny (gaussowski). Typowym obserwowanym wzorcem jest to, że średnia RT będzie zawsze mieć większą wartość niż mediana RT, a mediana RT będzie większą wartością niż maksymalna wysokość rozkładu (tryb). Jednym z najbardziej oczywistych powodów dla tego standardowego wzorca jest to, że chociaż dowolna liczba czynników może wydłużyć czas odpowiedzi w danym badaniu, nie jest fizjologicznie możliwe skrócenie RT w danym badaniu poza granice ludzkiej percepcji ( zwykle uważa się, że mieści się w przedziale od 100 do 200 ms), ani logicznie nie jest możliwe, aby czas trwania badania był ujemny.

Jednym z powodów, dla zmienności , która rozciąga się w prawo ogon jednostki dystrybucji RT chwilowe uważnego ustaje. Aby poprawić wiarygodność indywidualnych czasów odpowiedzi, badacze zazwyczaj wymagają od badanego przeprowadzenia wielu prób, na podstawie których można obliczyć miarę „typowego” lub bazowego czasu odpowiedzi. Przyjmowanie średniej surowego czasu odpowiedzi rzadko jest skuteczną metodą charakteryzowania typowego czasu odpowiedzi, a podejścia alternatywne (takie jak modelowanie całego rozkładu czasu odpowiedzi) są często bardziej odpowiednie.

Opracowano wiele różnych podejść do analizy pomiarów RT, w szczególności w zakresie skutecznego radzenia sobie z problemami wynikającymi z przycinania wartości odstających, transformacji danych, wiarygodności pomiarów i kompromisów między dokładnością a szybkością oraz matematycznym modelowaniem zmienności stochastycznej w odpowiedziach czasowych.

Prawo Hicka

Dane z WE Hicka (1952) demonstrujące prawo Hicka: Związek między czasem reakcji a liczbą opcji odpowiedzi u dwóch uczestników (czerwonych i niebieskich).

Opierając się na wczesnych obserwacjach Dondersa dotyczących wpływu liczby opcji odpowiedzi na czas trwania RT, WE Hick (1952) opracował eksperyment RT, który przedstawił serię dziewięciu testów, w których istnieje n równie możliwych wyborów. Eksperyment mierzył RT badanego na podstawie liczby możliwych wyborów podczas danej próby. Hick wykazał, że RT osobnika wzrastało o stałą wartość jako funkcja dostępnych wyborów lub „niepewności” związanej z pojawieniem się następnego bodźca reakcji. Niepewność mierzy się w „bitach”, które w teorii informacji definiuje się jako ilość informacji, która zmniejsza niepewność o połowę . W eksperymencie Hicka stwierdzono, że RT jest funkcją logarytmu binarnego liczby dostępnych wyborów ( n ). Zjawisko to nazywa się „prawem Hicka” i mówi się, że jest miarą „szybkości zdobywania informacji”. Prawo zazwyczaj wyraża się wzorem:

,

gdzie i są stałymi reprezentującymi punkt przecięcia i nachylenie funkcji i jest liczbą alternatyw. Pudełko Jensena to nowsze zastosowanie prawa Hicka. Prawo Hicka ma ciekawe nowoczesne zastosowania w marketingu, gdzie menu restauracji i interfejsy internetowe (między innymi) wykorzystują jego zasady w dążeniu do osiągnięcia szybkości i łatwości użytkowania dla konsumenta.

Model dryfowo-dyfuzyjny

Graficzna reprezentacja szybkości dryfu-dyfuzji stosowana do modelowania czasów reakcji w zadaniach dwukrotnego wyboru.

Model dryfowo-dyfuzyjny (DDM) to dobrze zdefiniowane sformułowanie matematyczne, które wyjaśnia obserwowaną zmienność czasów odpowiedzi i dokładności w różnych próbach w zadaniu czasu reakcji (zazwyczaj dwóch wyborów). Ten model i jego warianty uwzględniają te cechy rozkładu, dzieląc próbę czasu reakcji na etap resztkowy bez decyzji i stochastyczny etap „dyfuzji”, w którym generowana jest rzeczywista decyzja odpowiedzi. Rozkład czasów reakcji w próbach jest określony przez tempo, w jakim dowody gromadzą się w neuronach z podstawową składową „losowego spaceru”. Szybkość dryfu (v) to średnia szybkość, z jaką te dowody gromadzą się w obecności tego losowego szumu. Próg decyzyjny (a) reprezentuje szerokość granicy decyzyjnej lub ilość dowodów potrzebnych przed udzieleniem odpowiedzi. Proces kończy się, gdy zgromadzone dowody osiągną prawidłową lub nieprawidłową granicę.

Standardowe paradygmaty czasu reakcji

Wirtualny rendering pudełka Jensen. Przycisk home jest przedstawiony w dolnej środkowej części tablicy. Uczestnicy proszeni są o przesunięcie palca z przycisku Home na jeden z ośmiu dodatkowych przycisków odpowiedzi, gdy zaświecą się określone diody LED. Daje to kilka miar czasu odpowiedzi uczestnika (RT).

Współczesne badania chronometryczne zazwyczaj wykorzystują wariacje jednej lub więcej z poniższych kategorii paradygmatów zadaniowych dotyczących czasu reakcji, które nie muszą się wzajemnie wykluczać we wszystkich przypadkach.

Proste paradygmaty RT

Czas reakcji prostej to ruch wymagany, aby obserwator zareagował na obecność bodźca. Na przykład obiekt może zostać poproszony o naciśnięcie przycisku, gdy tylko pojawi się światło lub dźwięk. Średnia RT dla osób w wieku studenckim wynosi około 160 milisekund na wykrycie bodźca słuchowego i około 190 milisekund na wykrycie bodźca wzrokowego.

Średnie RT dla sprinterów na Igrzyskach Olimpijskich w Pekinie wyniosły 166 ms dla mężczyzn i 169 ms dla kobiet, ale w jednym na 1000 startów mogą osiągnąć odpowiednio 109 ms i 121 ms. W badaniu tym stwierdzono również, że dłuższe RT dla kobiet mogą być artefaktem stosowanej metody pomiaru, co sugeruje, że system czujników bloku startowego może przeoczyć fałszywy start kobiet z powodu niewystarczającego nacisku na elektrody. Autorzy zasugerowali, że kompensacja tego progu poprawiłaby dokładność wykrywania fałszywych startów u biegaczek.

IAAF ma kontrowersyjną zasadę, że jeśli zawodnik porusza się w czasie krótszym niż 100 ms, liczy się to jako falstart i może zostać (od 2009 roku nawet musi być) zdyskwalifikowany – nawet pomimo tego, że badanie zlecone przez IAAF wskazało w 2009 roku że najlepsi sprinterzy są w stanie czasami zareagować w 80-85 ms.

Uznanie lub paradygmaty go/no-go

Rozpoznawanie lub zadania RT typu „ go/no-go” wymagają, aby badany nacisnął przycisk, gdy pojawi się jeden typ bodźca i wstrzymał odpowiedź, gdy pojawi się inny typ bodźca. Na przykład obiekt może być zmuszony do naciśnięcia przycisku, gdy pojawi się zielone światło i nie zareaguje, gdy pojawi się niebieskie światło.

Paradygmaty dyskryminacji

Dyskryminacja RT polega na porównywaniu par jednocześnie prezentowanych wyświetlaczy wizualnych, a następnie naciśnięciu jednego z dwóch przycisków, zgodnie z którymi wyświetlacz wydaje się jaśniejszy, dłuższy, cięższy lub większy w jakimś interesującym wymiarze. Dyskryminacja Paradygmaty RT dzielą się na trzy podstawowe kategorie, obejmujące bodźce podawane jednocześnie, sekwencyjnie lub w sposób ciągły.

W klasycznym przykładzie paradygmatu jednoczesnej dyskryminacji RT, wymyślonym przez psychologa społecznego Leona Festingera , dwie pionowe linie o różnej długości są jednocześnie pokazywane obok siebie uczestnikom. Uczestnicy proszeni są o jak najszybsze określenie, czy linia po prawej stronie jest dłuższa czy krótsza niż linia po lewej stronie. Jedna z tych linii zachowałaby stałą długość we wszystkich próbach, podczas gdy druga przyjmowała zakres 15 różnych wartości, z których każda prezentowała się taką samą liczbę razy w trakcie sesji.

Przykładem drugiego rodzaju paradygmatu dyskryminacji, który stosuje bodźce skutecznie lub seryjnie, jest klasyczne badanie z 1963 roku, w którym uczestnikom podaje się dwa kolejno podnoszone ciężary i prosi się o ocenę, czy drugi był cięższy czy lżejszy od pierwszego.

Trzeci szeroki typ zadania dyskryminacyjnego RT, w którym bodźce są podawane w sposób ciągły, jest przykładem eksperymentu z 1955 r., w którym uczestnicy są proszeni o posortowanie talii potasowanych kart do gry na dwa stosy w zależności od tego, czy na karcie znajduje się duża czy mała liczba kropek. to wróciło. Czas reakcji w takim zadaniu jest często mierzony całkowitą ilością czasu potrzebnego na wykonanie zadania.

Wybór paradygmatów RT

Zadania wyboru czasu reakcji (CRT) wymagają odrębnych odpowiedzi dla każdej możliwej klasy bodźca. W zadaniu wyboru czasu reakcji, które wymaga pojedynczej odpowiedzi na kilka różnych sygnałów, uważa się, że cztery odrębne procesy zachodzą kolejno: po pierwsze, sensoryczne właściwości bodźców są odbierane przez narządy czuciowe i przekazywane do mózgu; po drugie, sygnał jest identyfikowany, przetwarzany i uzasadniany przez osobę; po trzecie, podejmowana jest decyzja o wyborze; i po czwarte, reakcja motoryczna odpowiadająca temu wyborowi jest inicjowana i wykonywana przez działanie.

Zadania CRT mogą być bardzo zmienne. Mogą obejmować bodźce o dowolnej modalności sensorycznej, najczęściej o charakterze wzrokowym lub słuchowym, i wymagają reakcji, które są zwykle wskazywane przez naciśnięcie klawisza lub przycisku. Na przykład obiekt może zostać poproszony o naciśnięcie jednego przycisku, jeśli pojawi się czerwone światło, a innego przycisku, jeśli pojawi się żółte światło. Box Jensen jest przykładem instrumentu mającego na celu wybór środka RT z bodźców wzrokowych i keypress odpowiedzi. Kryteria odpowiedzi mogą również mieć formę wokalizacji, jak oryginalna wersja zadania Stroopa , w której uczestnicy są poinstruowani, aby odczytywali z list nazwy słów wydrukowane kolorowym tuszem. Nowoczesne wersje zadania Stoop, które wykorzystują pojedyncze pary bodźców dla każdej próby, są również przykładami paradygmatu wielokrotnego wyboru CRT z odpowiedzią głosową.

Modele czasu reakcji na wybór są ściśle powiązane z prawem Hicka , które zakłada, że ​​średni czas reakcji wydłuża się w zależności od bardziej dostępnych wyborów. Prawo Hicka można przeformułować jako:

,

gdzie oznacza średnią RT w próbach, jest stałą i reprezentuje sumę możliwości, w tym „brak sygnału”. Wyjaśnia to fakt, że w zadaniu wyboru badany musi nie tylko dokonać wyboru, ale także najpierw wykryć, czy sygnał w ogóle wystąpił (odpowiednik oryginalnego sformułowania).

Zastosowanie w psychologii biologicznej/neurologii poznawczej

Regiony mózgu zaangażowane w zadanie porównania liczb pochodzące z badań EEG i fMRI. Reprezentowane regiony odpowiadają tym, które pokazują efekty notacji użytej dla liczb (różowy i zakreskowany), odległość od numeru testowego (pomarańczowy), wybór ręki (czerwony) i błędy (fioletowy). Zdjęcie z artykułu: „Timing the Brain: Mental Chronometry jako narzędzie w neuronauce”.

Wraz z pojawieniem się funkcjonalnych technik neuroobrazowania PET i fMRI , psychologowie zaczęli modyfikować swoje paradygmaty chronometrii umysłowej na potrzeby obrazowania funkcjonalnego. Chociaż psycho( fizjo )lodzy od dziesięcioleci stosują pomiary elektroencefalograficzne , obrazy uzyskane za pomocą PET cieszą się dużym zainteresowaniem innych gałęzi neuronauki, popularyzując w ostatnich latach chronometrię umysłową wśród szerszego grona naukowców. Sposób wykorzystania chronometrii umysłowej polega na wykonywaniu zadań opartych na RT, które pokazują poprzez neuroobrazowanie części mózgu, które są zaangażowane w proces poznawczy.

Wraz z wynalezieniem funkcjonalnego obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (fMRI) zastosowano techniki pomiaru aktywności poprzez potencjały związane ze zdarzeniami elektrycznymi w badaniu, w którym poproszono pacjentów o określenie, czy prezentowana cyfra była powyżej lub poniżej pięciu. Zgodnie z addytywną teorią Sternberga każdy z etapów realizacji tego zadania obejmuje: kodowanie, porównywanie z przechowywaną reprezentacją dla pięciu, wybór odpowiedzi, a następnie sprawdzenie błędu w odpowiedzi. Obraz fMRI przedstawia określone lokalizacje, w których te etapy występują w mózgu podczas wykonywania tego prostego zadania chronometrii umysłowej.

W latach 80. eksperymenty neuroobrazowania pozwoliły naukowcom wykryć aktywność w zlokalizowanych obszarach mózgu poprzez wstrzykiwanie radionuklidów i wykrywanie ich za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej (PET). Wykorzystano również fMRI, które wykryło dokładne obszary mózgu, które są aktywne podczas zadań chronometrii umysłowej. Wiele badań wykazało, że istnieje niewielka liczba obszarów mózgu, które są szeroko rozprzestrzenione, a które są zaangażowane w wykonywanie tych zadań poznawczych.

Aktualne przeglądy medyczne wskazują, że sygnalizacja poprzez szlaki dopaminy pochodzące z obszaru brzusznej nakrywki jest silnie dodatnio skorelowana z poprawioną (skróconą) RT; np. wykazano , że farmaceutyki dopaminergiczne, takie jak amfetamina , przyspieszają odpowiedzi w czasie trwania odstępów, podczas gdy antagoniści dopaminy (w szczególności dla receptorów typu D2) wywołują efekt odwrotny. Podobnie związana z wiekiem utrata dopaminy z prążkowia , mierzona za pomocą obrazowania SPECT transportera dopaminy , silnie koreluje ze spowolnioną RT.

Czas reakcji w funkcji warunków eksperymentalnych

Założenie, że operacje umysłowe można mierzyć czasem wymaganym do ich wykonania, uważane jest za fundamentalne dla współczesnej psychologii poznawczej. Aby zrozumieć, w jaki sposób różne układy mózgowe pozyskują, przetwarzają i reagują na bodźce w czasie przetwarzania informacji przez układ nerwowy, psychologowie eksperymentalni często wykorzystują czasy odpowiedzi jako zmienną zależną w różnych warunkach eksperymentalnych. Takie podejście do badania chronometrii umysłowej ma zazwyczaj na celu testowanie opartych na teorii hipotez mających na celu wyjaśnienie obserwowanych związków między zmierzoną RT a pewną zmienną będącą przedmiotem zainteresowania, manipulowaną eksperymentalnie, która często daje precyzyjnie sformułowane przewidywania matematyczne.

Rozróżnienie między tym podejściem eksperymentalnym a wykorzystaniem narzędzi chronometrycznych do badania różnic indywidualnych jest bardziej konceptualne niż praktyczne, a wielu współczesnych badaczy integruje narzędzia, teorie i modele z obu obszarów w celu badania zjawisk psychologicznych. Niemniej jednak przydatną zasadą organizacyjną jest rozróżnienie tych dwóch obszarów pod kątem ich pytań badawczych i celów, dla których opracowano szereg zadań chronometrycznych. Eksperymentalne podejście do chronometrii umysłowej zostało wykorzystane do zbadania różnych systemów i funkcji poznawczych, które są wspólne dla wszystkich ludzi, w tym pamięci, przetwarzania i produkcji języka, uwagi oraz aspektów percepcji wzrokowej i słuchowej. Poniżej znajduje się krótki przegląd kilku dobrze znanych zadań eksperymentalnych w chronometrii umysłowej.

Zadanie skanowania pamięci Sternberga

Przykład zadania skanowania pamięci Sternberga (rysunek zaadaptowany z Plomin i Spinath, 2002).

Saul Sternberg (1966) opracował eksperyment, w którym badanym kazano zapamiętać zestaw unikalnych cyfr w pamięci krótkotrwałej . Badani otrzymywali następnie bodziec sondy w postaci cyfry od 0 do 9. Następnie badany odpowiedział tak szybko, jak to możliwe, czy sonda była w poprzednim zestawie cyfr, czy nie. Rozmiar początkowego zestawu cyfr określał RT podmiotu. Pomysł polega na tym, że wraz ze wzrostem rozmiaru zestawu cyfr wzrasta również liczba procesów, które muszą zostać zakończone przed podjęciem decyzji. Jeśli więc badany ma 4 elementy w pamięci krótkotrwałej (STM), to po zakodowaniu informacji z bodźca sondującego badany musi porównać sondę z każdym z 4 elementów w pamięci, a następnie podjąć decyzję. Gdyby w początkowym zestawie cyfr były tylko 2 pozycje, potrzebne byłyby tylko 2 procesy. Dane z tego badania wykazały, że dla każdej dodatkowej pozycji dodanej do zestawu cyfr do czasu odpowiedzi osoby badanej dodano około 38 milisekund. Popierało to ideę, że badany wykonywał seryjne wyczerpujące przeszukanie pamięci, a nie seryjne samokończące się przeszukiwanie. Sternberg (1969) opracował znacznie ulepszoną metodę podziału RT na kolejne lub kolejne etapy, zwaną metodą czynnika addytywnego.

Zadanie rotacji mentalnej Sheparda i Metzlera

Przykład bodźców do zadania rotacji umysłowej

Shepard i Metzler (1971) przedstawili parę trójwymiarowych kształtów, które były identycznymi lub lustrzanymi wersjami siebie. RT w celu określenia, czy są identyczne, czy nie, było liniową funkcją różnicy kątowej między ich orientacją, czy w płaszczyźnie obrazu, czy w głębi. Doszli do wniosku, że obserwatorzy wykonali rotację mentalną o stałym tempie, aby ustawić oba obiekty, aby można je było porównać. Cooper i Shepard (1973) przedstawili literę lub cyfrę, która była albo normalna, albo odwrócona w lustrze, i przedstawiała albo pionowo albo pod kątem obrotu w jednostkach 60 stopni. Osoba badana musiała określić, czy bodziec był normalny, czy odwrócony w lustrze. Czas odpowiedzi wzrastał mniej więcej liniowo, gdy orientacja litery zmieniała się od pionowej (0 stopni) do odwróconej (180 stopni), a następnie ponownie spadała, aż do osiągnięcia 360 stopni. Autorzy doszli do wniosku, że badani mentalnie obracają obraz na najkrótszą odległość do pozycji pionowej, a następnie oceniają, czy jest on normalny, czy odwrócony w lustrze.

Weryfikacja zdania-obrazka

Chronometria mentalna została wykorzystana do identyfikacji niektórych procesów związanych z rozumieniem zdania. Ten rodzaj badań zwykle obraca się wokół różnic w przetwarzaniu 4 typów zdań: prawdziwie twierdzących (TA), fałszywie twierdzących (FA), fałszywie ujemnych (FN) i prawdziwie ujemnych (TN). Obraz można przedstawić z powiązanym zdaniem, które należy do jednej z tych 4 kategorii. Podmiot następnie decyduje, czy zdanie pasuje do obrazu, czy nie. Rodzaj zdania określa, ile procesów należy wykonać, aby można było podjąć decyzję. Zgodnie z danymi Clarka i Chase'a (1972) oraz Justa i Carpentera (1971), zdania TA są najprostsze i zajmują najmniej czasu niż zdania FA, FN i TN.

Modele pamięci

Hierarchiczne sieciowe modele pamięci zostały w dużej mierze odrzucone z powodu pewnych ustaleń związanych z chronometrią umysłową. Model Teachable Language Comprehender (TLC) zaproponowany przez Collinsa i Quilliana (1969) miał strukturę hierarchiczną wskazującą, że szybkość przywoływania w pamięci powinna być oparta na liczbie poziomów w pamięci przebytej w celu znalezienia niezbędnych informacji. Ale wyniki eksperymentalne nie zgadzały się. Na przykład, podmiot szybciej odpowie, że rudzik jest ptakiem, niż że struś to ptak, mimo że te pytania mają dostęp do tych samych dwóch poziomów pamięci. Doprowadziło to do rozwoju rozpowszechnionych modeli aktywacji pamięci (np. Collins i Loftus, 1975), w których powiązania w pamięci nie są zorganizowane hierarchicznie, lecz według ważności.

Badania dopasowywania listów Posnera

Przykład zadania dopasowywania liter Posnera (rysunek zaadaptowany z Plomin i Spinath, 2002).

Pod koniec lat 60. Michael Posner opracował serię badań dopasowywania liter, aby zmierzyć czas przetwarzania umysłowego kilku zadań związanych z rozpoznawaniem pary liter. Najprostszym zadaniem było zadanie dopasowania fizycznego, w którym badanym pokazywano parę liter i musieli określić, czy te dwie litery są fizycznie identyczne, czy nie. Następnym zadaniem było dopasowanie nazwy, w którym badani musieli określić, czy dwie litery mają to samo imię. Zadaniem angażującym najwięcej procesów poznawczych było zadanie polegające na dopasowaniu reguł, w którym badani musieli określić, czy dwie przedstawione litery są samogłoskami, czy nie.

Zadanie polegające na dopasowaniu fizycznym było najprostsze; badani musieli zakodować litery, porównać je ze sobą i podjąć decyzję. Podczas dopasowywania nazw badani byli zmuszeni do dodania kroku poznawczego przed podjęciem decyzji: musieli wyszukać w pamięci nazwy liter, a następnie porównać je przed podjęciem decyzji. W zadaniu opartym na regułach musieli również przed dokonaniem wyboru sklasyfikować litery jako samogłoski lub spółgłoski. Czas potrzebny na wykonanie zadania dopasowywania reguł był dłuższy niż zadanie dopasowywania nazw, które było dłuższe niż zadanie dopasowywania fizycznego. Korzystając z metody odejmowania, eksperymentatorzy byli w stanie określić przybliżony czas, jaki zajęło badanym wykonanie każdego z procesów poznawczych związanych z każdym z tych zadań.

Czas reakcji jako funkcja różnic indywidualnych

Psychologowie różnicowi często badają przyczyny i konsekwencje przetwarzania informacji modelowane przez chronometryczne badania z psychologii eksperymentalnej. Podczas gdy tradycyjne eksperymentalne badania RT są prowadzone wewnątrzobiektów z RT jako miarą zależną, na którą wpływają eksperymentalne manipulacje, psycholog różnicujący badający RT zazwyczaj utrzymuje stałe warunki, aby ustalić międzyosobniczą zmienność RT i jej związki z innymi zmiennymi psychologicznymi.

Zdolności poznawcze

Naukowcy z ponad stu lat donoszą o średnich korelacjach między RT a miarami inteligencji : Istnieje zatem tendencja, by osoby z wyższym IQ były szybsze w testach RT. Chociaż jego mechanistyczne podstawy są nadal przedmiotem dyskusji, związek między RT a zdolnościami poznawczymi jest dziś równie dobrze ugruntowanym faktem empirycznym, jak każde inne zjawisko w psychologii. Przegląd literatury z 2008 roku na temat średniej korelacji między różnymi miarami czasu reakcji i inteligencji wyniósł −0,24 ( SD = 0,07).

Badania empiryczne nad naturą związku między czasem reakcji a miarami inteligencji mają długą historię, sięgającą początku XX wieku, a niektórzy wcześni badacze zgłaszali prawie idealną korelację w próbie pięciu studentów. W pierwszym przeglądzie tych początkowych badań z 1933 r. przeanalizowano ponad dwa tuziny badań i znaleziono mniejszy, ale wiarygodny związek między pomiarami inteligencji a wytwarzaniem szybszych odpowiedzi na różne zadania RT.

Aż do początku XXI wieku psychologowie badający czas reakcji i inteligencję nadal znajdowali takie powiązania, ale w dużej mierze nie byli w stanie uzgodnić prawdziwej wielkości związku między czasem reakcji a inteligencją psychometryczną w populacji ogólnej. Wynika to prawdopodobnie z faktu, że większość badanych próbek została wybrana z uniwersytetów i miała niezwykle wysokie wyniki w zakresie zdolności umysłowych w porównaniu z ogólną populacją. W 2001 roku psycholog Ian J. Deary opublikował pierwsze na dużą skalę badanie inteligencji i czasu reakcji w reprezentatywnej próbie populacji w różnym wieku, znajdując korelację między inteligencją psychometryczną a czasem reakcji prostej – 0,31 i reakcją czterech wyborów czas –.49.

Właściwości mechanistyczne relacji RT-zdolności poznawcze

Naukowcy muszą jeszcze wypracować konsensus w sprawie zunifikowanej teorii neurofizjologicznej, która w pełni wyjaśnia podstawy związku między RT a zdolnościami poznawczymi. Może odzwierciedlać wydajniejsze przetwarzanie informacji, lepszą kontrolę uwagi lub integralność procesów neuronalnych. Taka teoria musiałaby wyjaśnić kilka unikalnych cech związku, z których kilka omówiono poniżej.

  1. Szeregowe elementy próby na czas reakcji nie są w równym stopniu zależne od ogólnej inteligencji czy psychometrycznej g . Na przykład badacze odkryli, że percepcyjne przetwarzanie wielu bodźców, które z konieczności poprzedza decyzję o udzieleniu odpowiedzi i samą odpowiedź, może być przetwarzane równolegle, podczas gdy element decyzyjny musi być przetwarzany seryjnie. Co więcej, zmienność ogólnej inteligencji jest głównie reprezentowana w tym komponencie decyzyjnym RT, podczas gdy przetwarzanie sensoryczne i czas ruchu wydają się być głównie odzwierciedleniem różnic indywidualnych niezwiązanych z g .
  2. Korelacja między zdolnościami poznawczymi a RT wzrasta w zależności od złożoności zadania. Różnica w korelacji między inteligencją a RT w prostym i wielokrotnym paradygmacie RT ilustruje wielokrotnie powtarzane odkrycie, że ten związek jest w dużej mierze zapośredniczony przez liczbę wyborów dostępnych w zadaniu. Wiele teoretycznego zainteresowania RT było napędzane przez prawo Hicka , wiążące nachylenie wzrostu RT ze złożonością wymaganej decyzji (mierzonej w jednostkach niepewności spopularyzowanej przez Claude'a Shannona jako podstawa teorii informacji). To obiecało powiązać inteligencję bezpośrednio z rozwiązywaniem informacji nawet w przypadku bardzo podstawowych zadań informacyjnych. Istnieje pewne poparcie dla związku między nachyleniem krzywej RT a inteligencją, o ile czas reakcji jest ściśle kontrolowany. Pojęcie „bitów” informacji wpływających na wielkość tej relacji zostało spopularyzowane przez Arthura Jensena i narzędzie pudełkowe Jensena, a związany z jego nazwiskiem „ aparat reakcji wyboru ” stał się powszechnym standardowym narzędziem w badaniach RT-IQ.
  3. Zarówno średni czas odpowiedzi, jak i zmienność w badaniach RT przyczyniają się do niezależnej wariancji w ich związku z g . Stwierdzono, że odchylenia standardowe RT są równie silnie lub silniej skorelowane z miarami inteligencji ogólnej ( g ) niż średnie RT, z większą wariancją lub „rozprzestrzenianiem się” w indywidualnym rozkładzie RT silniej związane z niższym g , podczas gdy Osoby o wyższym g mają zwykle mniej zmienne odpowiedzi.
  4. Gdy w populacji bada się wiele pomiarów RT, analiza czynnikowa wskazuje na istnienie ogólnego czynnika czasu reakcji, czasami oznaczanego jako G , który jest zarówno powiązany, jak i różny od psychometrycznego g . Stwierdzono, że ten duży G RT wyjaśnia ponad 50% wariancji RT w metaanalizie czterech badań obejmujących dziewięć oddzielnych paradygmatów RT. Biologiczne i neurofizjologiczne podstawy tego ogólnego czynnika nie zostały jeszcze ustalone, chociaż badania trwają.
  5. Najwolniejsza z prób RT danej osoby jest silniej związana ze zdolnościami poznawczymi niż najszybsze reakcje jednostki, zjawisko znane jako „reguła najgorszych wyników”.

Biologicznych i neurofizjologicznych przejawy RT g związku

Badania bliźniąt i adopcji wykazały, że wykonywanie zadań chronometrycznych jest dziedziczne . Średnia RT w tych badaniach wykazuje odziedziczalność około 0,44, co oznacza, że ​​44% wariancji średniej RT jest związane z różnicami genetycznymi, podczas gdy odchylenie standardowe RT wykazuje odziedziczalność około 0,20. Dodatkowo, średnie RT i pomiary IQ okazały się być genetycznie skorelowane w zakresie 0,90, co sugeruje, że niższa obserwowana korelacja fenotypowa między IQ a średnią RT obejmuje nieznane dotąd siły środowiskowe.

W 2016 roku badanie asocjacyjne całego genomu (GWAS) funkcji poznawczych wykazało 36 istotnych wariantów genetycznych całego genomu związanych z czasem reakcji w próbce około 95 000 osób. Stwierdzono, że warianty te obejmują dwa regiony na chromosomie 2 i chromosomie 12 , które wydają się znajdować w lub w pobliżu genów zaangażowanych w spermatogenezę i aktywność sygnałową odpowiednio przez receptory cytokin i czynników wzrostu . Badanie to dodatkowo wykazało istotne korelacje genetyczne między RT, pamięcią i rozumowaniem werbalno-numerycznym.

Badania neurofizjologiczne wykorzystujące potencjały związane ze zdarzeniami (ERP) wykorzystywały opóźnienie P3 jako korelat etapu „decyzji” zadania czasu reakcji. Badania te ogólnie wykazały, że wielkość związku między opóźnieniem g i P3 wzrasta wraz z bardziej wymagającymi warunkami zadania. Stwierdzono również, że miary opóźnienia P3 są zgodne z regułą najgorszego działania, w której korelacja między średnią kwantylową opóźnienia P3 a wynikami oceny poznawczej staje się silniej ujemna wraz ze wzrostem kwantyla. Inne badania ERP wykazały zgodność z interpretacją zależności g- RT, opierając się głównie na składniku „decyzji” zadania, w którym większość aktywności mózgu związanej z g występuje po ocenie stymulacji, ale przed odpowiedzią motoryczną, podczas gdy składniki zaangażowane w czuciowe przetwarzanie niewiele się zmienia w zależności od różnic w g .

Modelowanie dyfuzyjne RT i zdolności poznawczych

Wizualna reprezentacja hipotetycznych etapów zadania czasu reakcji i powiązania każdego etapu z parametrami modelu dyfuzji. T ER składnik Czas reakcji nie decyzja jest sumą kodowania czasowego T e (pierwszy panel) oraz czas reakcji wyjście T R (trzeci panel), tak, że t er = T e + T r .

Chociaż ujednolicona teoria czasu reakcji i inteligencji nie osiągnęła jeszcze konsensusu wśród psychologów, modelowanie dyfuzji dostarcza jednego obiecującego modelu teoretycznego. Modelowanie dyfuzji dzieli RT na szczątkowe etapy „braku decyzji” i stochastyczne etapy „dyfuzji”, z których ten ostatni reprezentuje generowanie decyzji w zadaniu dwukrotnego wyboru. Model ten z powodzeniem integruje role średniego czasu reakcji, zmienności czasu odpowiedzi i dokładności w modelowaniu szybkości dyfuzji jako zmiennej reprezentującej skumulowaną wagę dowodów, która generuje decyzję w zadaniu RT. W modelu dyfuzji dowody te są gromadzone poprzez ciągłe przechodzenie losowe między dwiema granicami, które reprezentują każdy wybór odpowiedzi w zadaniu. Zastosowania tego modelu wykazały, że podstawą zależności g- RT jest w szczególności związek g z szybkością procesu dyfuzji, a nie z pozostałym czasem niezdecydowania . Modelowanie dyfuzyjne może również z powodzeniem wyjaśnić regułę najgorszej wydajności, zakładając, że ta sama miara zdolności (szybkość dyfuzji) pośredniczy w wydajności zarówno prostych, jak i złożonych zadań poznawczych, co zostało poparte teoretycznie i empirycznie.

Rozwój poznawczy

Obecnie prowadzone są szeroko zakrojone badania wykorzystujące chronometrię umysłową do badania rozwoju poznawczego . W szczególności wykorzystano różne miary szybkości przetwarzania do zbadania zmian szybkości przetwarzania informacji w funkcji wieku. Kail (1991) wykazał, że szybkość przetwarzania rośnie wykładniczo od wczesnego dzieciństwa do wczesnej dorosłości. Badania RT u małych dzieci w różnym wieku są zgodne z powszechnymi obserwacjami dzieci zaangażowanych w czynności zwykle nie związane z chronometrią. Obejmuje to szybkość liczenia, sięganie po rzeczy, powtarzanie słów i inne rozwijające się umiejętności wokalne i motoryczne, które rozwijają się szybko u dorastających dzieci. Po osiągnięciu wczesnej dojrzałości następuje długi okres stabilności, aż do momentu, gdy szybkość przetwarzania zaczyna spadać od wieku średniego do starości (Salthouse, 2000). W rzeczywistości spowolnienie poznawcze jest uważane za dobry wskaźnik szerszych zmian w funkcjonowaniu mózgu i inteligencji . Demetriou i współpracownicy, wykorzystując różne metody pomiaru szybkości przetwarzania, wykazali, że jest ona ściśle związana ze zmianami w pamięci roboczej i myśleniu (Demetriou, Mouyi i Spanoudis, 2009). Relacje te są szeroko omawiane w neopiagetowskich teoriach rozwoju poznawczego .

Podczas starzenia się RT pogarsza się (podobnie jak płynna inteligencja ), a pogorszenie to jest systematycznie związane ze zmianami w wielu innych procesach poznawczych, takich jak funkcje wykonawcze, pamięć robocza i procesy wnioskowania. W teorii Andreasa Demetriou , jednej z neopiagetowskich teorii rozwoju poznawczego , zmiana szybkości przetwarzania wraz z wiekiem, na co wskazuje zmniejszające się RT, jest jednym z kluczowych czynników rozwoju poznawczego.

Zdrowie i śmiertelność

Wykonywanie zadań prostych i dotyczących czasu reakcji do wyboru wiąże się z różnymi wynikami związanymi ze zdrowiem, w tym ogólnym, obiektywnym stanem zdrowia, a także z określonymi miarami, takimi jak integralność sercowo-oddechowa. Stwierdzono, że związek między IQ a wcześniejszą śmiertelnością z jakiejkolwiek przyczyny jest głównie pośredniczony przez pomiar czasu reakcji. Badania te generalnie wykazują, że szybsze i dokładniejsze odpowiedzi na zadania związane z czasem reakcji wiążą się z lepszymi wynikami zdrowotnymi i dłuższym życiem.

Cechy osobowości Wielkiej Piątki

Chociaż kompleksowe badanie cech osobowości i czasu reakcji jeszcze nie zostało przeprowadzone, kilku badaczy zgłosiło powiązania między RT a czynnikami osobowości Wielkiej Piątki , takimi jak ekstrawersja i neurotyzm . Chociaż wiele z tych badań dotyczy małych próbek (na ogół mniej niż 200 osób), ich wyniki podsumowano tutaj pokrótce wraz z zaproponowanymi przez autorów biologicznie prawdopodobnymi mechanizmami.

W badaniu z 2014 r. zmierzono RT wyboru na próbie 63 uczestników o wysokiej i 63 o niskiej ekstrawersji i stwierdzono, że wyższy poziom ekstrawersji wiązał się z szybszymi reakcjami. Chociaż autorzy zauważają, że jest to prawdopodobnie funkcja specyficznych wymagań zadania, a nie leżące u podstaw różnic indywidualnych, inni autorzy proponowali zależność RT-ekstrawersja jako reprezentującą indywidualne różnice w odpowiedzi motorycznej, w której może pośredniczyć dopamina . Jednak badania te są trudne do interpretacji w świetle ich małych próbek i nie zostały jeszcze powtórzone.

W podobnym duchu inni badacze stwierdzili niewielki ( r < 0,20) związek między RT a neurotyzmem, w którym więcej osób z nerwicą ma tendencję do wolniejszego wykonywania zadań RT. Autorzy interpretują to jako odzwierciedlenie wyższego progu pobudzenia w odpowiedzi na bodźce o różnym natężeniu, spekulując, że osoby z wyższym neurotyzmem mogą mieć stosunkowo „słabe” układy nerwowe. W nieco większym badaniu 242 studentów college'u stwierdzono, że neurotyczność jest bardziej istotnie skorelowana ( r ≈ 0,25) ze zmiennością odpowiedzi, przy czym wyższa neurotyczność wiąże się z większymi odchyleniami standardowymi RT. Autorzy spekulują, że neurotyczność może powodować większą zmienność czasu reakcji poprzez ingerencję „szumu umysłowego”.

Zobacz też

Bibliografia

Dalsza lektura

Zewnętrzne linki