Nucená volba dvou alternativ

Dvě-alternativní vynucená volba (2AFC) (a varianta Dvou-intervalová vynucená volba (2IFC)) Úkol je jednou z řady testovacích metod vynucené volby. Je to psychofyzikální metoda pro vyvolání reakcí od osoby o jejích zkušenostech se stimulem. Konkrétně, experimentální design 2AFC se běžně používá k testování rychlosti a přesnosti voleb mezi dvěma alternativami s časovým intervalem. Byl vyvinut Gustavem Theodorem Fechnerem. Úkol je zavedeným kontrolovaným měřítkem volby a je široce používán k testování řady vybraných chování u zvířat a u lidí . Základními složkami úkolu 2AFC jsou 1) dvě alternativní volby prezentované současně (např. dva vizuální podněty), 2) interval zpoždění umožňující odpověď/volbu, 3) odpověď indikující volbu jednoho z podnětů.

Behaviorální experimenty s 2AFC

V návrhu úkolu existují různé manipulace, navržené tak, aby otestovaly specifickou dynamiku chování dle výběru. V jednom dobře známém experimentu pozornosti, který zkoumá posun pozornosti, využívá Posner Cueing Task 2AFC design k prezentaci dvou podnětů představujících dvě daná místa. V tomto návrhu je šipka, která ukazuje, kterému podnětu (místu) se věnovat. Osoba pak musí na výzvu reagovat mezi dvěma podněty (místy). U zvířat byl úkol 2AFC použit k otestování posílení učení pravděpodobnosti, například volby u holubů po posílení pokusů. Úkol 2AFC byl také navržen tak, aby otestoval rozhodování a interakci odměny a učení pravděpodobnosti u opic.

Příklad náhodného tečkovaného kinetogramu použitého v úloze 2AFC.

Opice byly vycvičeny, aby se podívaly na středový podnět, a pak jim byly vedle sebe předloženy dva výrazné podněty. Odpověď pak může být provedena ve formě sackádu vlevo nebo na pravý podnět. Po každé odpovědi je pak podána odměna za šťávu. Množství odměny za šťávu je pak různě upraveno, aby se volba přizpůsobila.

V jiné aplikaci je 2AFC navržen tak, aby testoval diskriminaci vnímání pohybu. Úkol náhodné koherence pohybu teček, zavádí náhodný tečkový kinetogram, jehož procento čistého koherentního pohybu je rozloženo mezi náhodné tečky.
Procento teček pohybujících se společně v daném směru určuje koherenci pohybu ve směru. Ve většině experimentů musí účastník provést volbu mezi dvěma směry pohybu (např. nahoru nebo dolů), obvykle indikovanou motorickou odezvou, jako je sackáda nebo stisknutí tlačítka.

Doporučujeme:  Primární barva

V úkolu 2AFC je možné zavést předsudky v rozhodování. Pokud například jeden podnět probíhá s větší frekvencí než druhý, pak frekvence expozice podnětům může ovlivnit přesvědčení účastníka o pravděpodobnosti výskytu alternativ. Zavedení předsudků v úkolu 2AFC se používá k modulaci rozhodování a zkoumání základních procesů.

Výpočetní modely rozhodování ve 2AFC

Úkol 2AFC přinesl konzistentní behaviorální výsledky rozhodování, které vedou k vývoji formálních modelů pokoušejících se modelovat dynamiku rozhodování.

Existují typicky tři předpoklady vytvořené výpočetními modely pomocí 2AFC:

i) důkazy upřednostňující každou alternativu jsou integrovány v čase; ii) proces podléhá náhodným výkyvům; a iii) rozhodnutí je učiněno, když se nashromáždily dostatečné důkazy upřednostňující jednu alternativu před druhou.

Obvykle se předpokládá, že rozdíl v důkazech upřednostňujících každou alternativu je množství sledované v čase a to, co v konečném důsledku informuje rozhodnutí – nicméně důkazy pro různé alternativy by mohly být sledovány odděleně.

Model DDM (Drift Diffusion Model) je dobře definovaný model, který prokazatelně implementuje optimální rozhodovací postup pro 2AFC. Je to spojitá analogie modelu náhodné chůze.
DDM předpokládá, že v úkolu 2AFC subjekt shromažďuje důkazy pro jednu nebo druhou alternativu v každém časovém kroku a integruje tyto důkazy, dokud není dosaženo rozhodovací prahové hodnoty. Protože smyslový vstup, který tvoří důkazy, je hlučný, akumulace k prahové hodnotě je spíše stochastická než deterministická – to dává vzniknout směrovanému chování typu náhodné chůze.
Bylo prokázáno, že DDM popisuje přesnost a reakční doby v lidských datech pro úkoly 2AFC.

Příklad deseti sekvencí hromadění důkazů pro DDM, kde je skutečný výsledek přiřazen k horní hranici. Kvůli přidání šumu jedna sekvence přinesla nepřesné rozhodnutí.

Hromadění důkazů v DDM se řídí podle následujícího vzorce:

V čase nula je nahromaděný důkaz, x, nastaven na nulu. V každém časovém kroku je nahromaděn nějaký důkaz, A, pro jednu ze dvou možností ve 2AFC. A je pozitivní, pokud je správná odezva reprezentována horní prahovou hodnotou, a negativní, pokud je nižší. Navíc je přidán šumový výraz, cdW, který reprezentuje šum na vstupu. V průměru se šum integruje na nulu. Rozšířený DDM umožňuje výběr a počáteční hodnotu z oddělených distribucí – to poskytuje lepší přizpůsobení experimentálním datům jak pro přesnost, tak pro reakční dobu.

Doporučujeme:  Fyzická antropologie

Ornstein-Uhlenbeckův model rozšiřuje DDM přidáním dodatečného termínu, , k akumulaci, která je závislá na současné akumulaci důkazů – to má čistý efekt zvýšení míry akumulace směrem k původně preferované variantě.

V závodním modelu se důkazy pro každou alternativu shromažďují odděleně a rozhodnutí je učiněno buď tehdy, když jeden z akumulátorů dosáhne předem stanoveného prahu, nebo když je rozhodnutí vynucené a pak je zvoleno rozhodnutí spojené s akumulátorem s nejvyšším důkazem. To může být formálně vyjádřeno takto:

Závodní model není matematicky redukovatelný na DDM, a proto nemůže být použit k implementaci optimálního rozhodovacího postupu.

Model vzájemné inhibice také používá dva akumulátory k modelování hromadění důkazů, stejně jako u závodního modelu. V tomto modelu mají oba akumulátory na sebe inhibiční účinek, takže když se důkazy hromadí v jednom, tlumí se hromadění důkazů v druhém. Kromě toho se používají děravé akumulátory, takže časem se nahromaděné důkazy rozpadají – to pomáhá zabránit překotnému hromadění k jedné alternativě založené na krátkém sledu důkazů v jednom směru. Formálně to lze ukázat jako:

Kde je sdílená míra rozpadu akumulátorů, a je míra vzájemné inhibice.

Model inhibice krmiva

Model inhibice Feedforwardu je podobný modelu vzájemné inhibice, ale místo toho, aby byl inhibován proudovou hodnotou druhého akumulátoru, je každý akumulátor inhibován zlomkem vstupu do druhého. Formálně to lze vyjádřit takto:

Kde je zlomek vstupu akumulátoru, který inhibuje náhradní akumulátor.

Wang navrhl model sdružené inhibice, kde třetí, rozkládající se akumulátor je poháněn akumulací v obou akumulátorech používaných pro rozhodování, a kromě rozkladu používaného v modelu vzájemné inhibice, každý z akumulátorů pohánějících rozhodování se sám zpevňuje na základě své aktuální hodnoty. Formálně to lze říci takto:

Třetí akumulátor má nezávislý koeficient útlumu, , a zvyšuje na základě aktuálních hodnot dalších dvou akumulátorů, v míře modulované .

Doporučujeme:  Úvod do pedagogické psychologie

Neurální koreláty rozhodování ve 2AFC

V parietálním laloku rychlost střelby laterálního intraparietálního kortexu (LIP) neuronu u opic předpověděla zvolenou odezvu směru pohybu, což naznačuje, že tato oblast je zapojena do rozhodování ve 2AFC.

Neurální data zaznamenaná z LIP neuronů u opic rhesus podporují DDM, protože rychlost střelby pro směr selektivní neuronální populace citlivé na dva směry použité v úkolu 2AFC zvyšuje rychlost střelby při nástupu stimulace a průměrná aktivita v neuronální populaci je zkreslená ve směru správné odpovědi. Kromě toho se zdá, že pevná hranice rychlosti hrotu neuronů se používá jako hranice rozhodnutí pro každý úkol 2AFC.