Respons priming
I psykologin för perception och motorisk kontroll betecknar termen respons priming en speciell form av priming . Generellt sker primingeffekter närhelst ett svar på en målstimulus påverkas av en primestimulus som presenteras vid en tidigare tidpunkt. Det utmärkande för responspriming är att prime och target presenteras i snabb följd (vanligtvis mindre än 100 millisekunder) och kopplas till identiska eller alternativa motorsvar. När ett snabbt motoriskt svar utförs för att klassificera målstimuluset, kan ett primtal omedelbart före målet inducera svarskonflikter när det tilldelas ett annat svar som målet. Dessa svarskonflikter har observerbara effekter på motoriskt beteende, vilket leder till primingeffekter, t.ex. i svarstider och felfrekvenser. En speciell egenskap hos responspriming är dess oberoende från visuell medvetenhet om prime.
Respons priming som en visuomotorisk effekt
1962 rapporterade Fehrer och Raab experiment där deltagarna var tvungna att trycka på en enda tangent så snabbt som möjligt vid presentation av en visuell målstimulus. Målets synlighet reducerades kraftigt av så kallad metakontrastmaskering (se nedan). Författarna fann att svarstiderna var oberoende av målets subjektiva synlighet, dvs svaren på väl synliga mål var lika snabba som på nästan osynliga mål (Fehrer-Raab-effekten). Termen respons priming användes först av Rosenbaum och Kornblum med avseende på ett experimentellt paradigm där olika aspekter av motoriska svar initierades av visuella stimuli. Den moderna proceduren för responspriming utvecklades på 1980- och 1990-talen av Peter Wolff, Werner Klotz, Ulrich Ansorge och Odmar Neumann vid universitetet i Bielefeld, Tyskland. Paradigmet utvecklades ytterligare på 1990-talet av en forskargrupp ledd av Dirk Vorberg vid universitetet i Braunschweig, Tyskland.
Typiskt tidsförlopp för en rättegång i ett svarsinitieringsparadigm. Här svarar deltagaren så snabbt som möjligt på formen av målstimulansen (ruta eller kvadrat) genom att trycka på den tilldelade svarstangenten. Strax innan presenteras ett primtal (även en diamant eller kvadrat) som påverkar svaret på målet. Tidsintervallet mellan prime debut och målstart kallas "stimulus-onset asynchrony" (SOA). I många svarsprimningsexperiment tjänar målet också till att visuellt maskera primingen. Därför används ofta en andra uppgift där deltagarna uppmanas att identifiera den maskerade primören. b) Prime och mål är konsekventa när de tilldelas samma svar och inkonsekventa när de tilldelas olika svar. c) Primningens synlighet kan starkt påverkas av maskeringseffekter från målet.
I alla svarsinitierande paradigm måste deltagarna svara på ett specifikt målstimulus. I ett enkelt experiment kan detta vara en av två geometriska stimuli, som var och en är tilldelad en av två svarstangenter (t.ex. romb - vänster tangent; fyrkant - höger tangent). Experimentet består av ett stort antal försök där deltagaren så snabbt och korrekt som möjligt trycker på den vänstra tangenten vid uppkomsten av en diamant, och den högra tangenten vid uppkomsten av en ruta. I varje försök föregås målet av ett primtal som också är en romb eller kvadrat, och som därför kan framkalla samma motoriska svar som målet (Fig. 1a). Om primtal och mål är kopplade till samma svar (ruta föregås av romb, kvadrat föregås av kvadrat), kallas de "konsekventa" (även "kongruenta", "kompatibla"); om de är kopplade till olika motoriska svar (ruta föregås av kvadrat, kvadrat föregås av diamant), kallas de "inkonsekventa" (även "inkongruenta", "inkompatibla"; Fig. 1b). Tidsintervallet mellan början av prime och början av målet kallas "stimulus onset asynchrony" (SOA). Vanligtvis används SOA upp till 100 millisekunder (ms).
Priming-effekter uppstår när prime påverkar det motoriska svaret på målet: konsekvent primer hastighetssvar till målet, medan inkonsekvent primer långsamma svar (Fig. 2). Priming-effekter i svarstider beräknas genom att ta skillnaden mellan svarstider i inkonsekventa och konsekventa försök. Förutom deras effekter på svarshastigheten kan primtal i hög grad påverka frekvensen av svarsfel (dvs. felaktiga svar på målet): konsekventa primtal leder sällan till fel, medan felfrekvensen kan bli mycket hög för inkonsekventa primtal. I svarstider såväl som felfrekvenser, ökar primingeffekterna typiskt med SOA, vilket leder till de typiska responsprimingmönstren i fig. 2. Detta innebär att ju längre tid som går mellan prime och mål, desto större påverkan prime har på responsen. För genomsnittliga svarstider på 350-450 ms kan responsens primingeffekt bli så stor som 100 ms, vilket gör den till en av de numeriskt största effekterna inom svarstidsforskning.
Resultat från många experiment visar att ökningen av priming med SOA uppstår på grund av att primingen har en ökande tid på sig att påverka responsprocessen innan den faktiska målstimulusen kan träda i kraft och styra den motoriska responsen på egen hand. Detta framgår av tidsförloppet för motorisk aktivitet i EEG, från primerade pekresponser, från mätningar av svarskraft och från simuleringsstudier, som alla tyder på att motorisk aktivering först sker i den riktning som specificeras av primtal, och först därefter fortsätter i den riktning som anges av det faktiska målet. Därför beror den slutliga storleken på primingseffekten både på egenskaperna hos stimuli och på egenskaperna hos uppgiften. Primer med hög stimulansenergi (t.ex. högre kontrast, längre varaktighet) och uppgifter med lätta stimulusdiskriminering leder till stora primingseffekter, medan primer med låg stimulusenergi och uppgifter med svåra särskiljande leder till mindre effekter. Primereffekter kan förstärkas genom visuell uppmärksamhet riktad mot primens position eller till dess relevanta egenskaper precis i tid för primens utseende.
Tidsförloppet för svarsprimingseffekten som beskrivits hittills gäller endast för SOA upp till cirka 100 ms. För längre SOA kan primingseffekten öka ytterligare. Under vissa omständigheter kan emellertid en reversering av effekten observeras där inkonsekventa primtal leder till snabbare svar på målet än konsekventa primtal. Denna effekt är känd som den "negativa kompatibilitetseffekten".
Maskerad grundning
Respons priming kan användas för att undersöka perceptionsfenomen utan medvetenhet . Här kan primens synlighet systematiskt minskas eller till och med avskaffas med hjälp av en maskeringsstimulans. Detta kan åstadkommas genom att presentera maskeringsstimulansen strax före eller efter prime. Primens synlighet kan bedömas med olika mått, såsom diskrimineringsuppgifter på tvångsval, bedömningar av stimulusdetektering, bedömningar av ljusstyrka och andra. Ett fenomen som heter metakontrastmaskering kan produceras när primern följs av en mask som omsluter primans form så att båda stimuli delar intilliggande konturer. Till exempel kan en prime maskeras av en större ring vars inre konturer exakt passar primens form. I många svarsprimningsexperiment tjänar målet det ytterligare syftet att maskera primingen (Fig. 1). Metakontrast är en form av visuell bakåtmaskning där synligheten av primen reduceras av en stimulans som följer efter primingen.
I fig. 3 visas några typiska tidsförlopp för visuella maskeringseffekter som en funktion av prime-target SOA, i ett respons-priming-experiment där målet i sig fungerar som ett maskeringsstimulus (fig. 1a, c). Här kan måttet på primtal synlighet vara diskrimineringsprestandan hos en deltagare som försöker gissa formen på primtal (diamant eller kvadrat) i varje försök. Utan maskering skulle prestandan vara nästan perfekt; deltagaren skulle ha små svårigheter att klassificera primtal korrekt som en kvadrat eller en diamant i varje försök. Däremot, om maskeringen var fullständig, skulle diskrimineringsprestandan vara på slumpmässig nivå (fig. 3, vänster panel). I många experiment är dock maskeringens tidsförlopp mindre extremt (fig. 3, högra panelen). De flesta stimulusförhållanden leder till så kallad "typ-A-maskering", där maskeringsgraden är högst vid korta SOA och sedan minskar, så att primen blir lättare att urskilja för ökande SOA. Under vissa omständigheter kan emellertid "typ-B-maskering" erhållas, där maskeringsgraden är högst vid mellanliggande SOA men där primern blir lättare att urskilja vid kortare eller längre SOA. Maskering av typ B kan förekomma med metakontrastmaskering men beror kritiskt på stimulansegenskaper hos primtal och mål. Dessutom kan tidsförloppet för maskering variera mycket från person till person.
Oberoende av respons priming från visuell medvetenhet
Experiment visar att tidsförloppet för responsprimingeffekten (ökande effekter med ökande SOA) är oberoende av graden och tidsförloppet av maskeringen. Klotz och Neumann (1999) demonstrerade respons-primande effekter under fullständig maskering av primen. För att utvidga dessa fynd till andra tidskurser av visuell maskering, Vorberg et al. varierade maskeringens tidsförlopp genom att kontrollera den relativa varaktigheten av primtal och mål. I deras experiment var mål pilar som pekade åt vänster eller höger, medan primtal var mindre pilar metakontrastmaskerade av målen. När deltagarna försökte identifiera primtalens pekriktning, kunde vilken som helst av tidsförloppen som avbildas i Fig. 3 produceras beroende på stimulansförhållanden: fullständig synlighet, fullständig maskering, typ-A-maskering och typ-B-maskering. Men när deltagarna var tvungna att svara så snabbt som möjligt på målets riktning, var primingeffekterna i alla dessa förhållanden praktiskt taget identiska. Dessutom var tidsförloppet för priming alltid detsamma (ökande priming-effekt med ökande SOA), oavsett om primingarna var synliga eller osynliga och oavsett om sikten ökade eller minskade med SOA.
Av särskilt intresse är fallet där primingseffekterna ökar även om primingssikten minskar. Sådant motsatt tidsförlopp av priming och visuell medvetenhet om prime visar tydligt att båda processerna är beroende av olika mekanismer. Detta fynd kunde bekräftas i många ytterligare experiment som avslöjade många dissociationer mellan maskering och priming. Oberoendet av priming och visuell medvetenhet motsäger tydligt den traditionella föreställningen att effekter av omedveten perception bara återspeglar någon kvarvarande bearbetningsförmåga under mycket ogynnsamma betraktningsförhållanden, något som finns kvar efter att en primär stimulans har försämrats så allvarligt att den medvetna medvetenheten om den har minskat under något "tröskel". Denna uppfattning har ofta lett till skarp kritik mot forskning om omedveten eller "subliminal" uppfattning, men den är förmodligen fel på ett grundläggande plan. Istället är motorisk aktivering av maskerade primer uppenbarligen oberoende av processer för bakåtmaskering, förutsatt att sikten endast kontrolleras av maskningsstimulansen medan primestimulansen förblir oförändrad. Med andra ord: under en kort tid och under lämpliga experimentella förhållanden kan visuellt maskerade (osynliga) stimuli påverka motoriska svar lika effektivt som synliga.
Varianter
Med tanke på att forskaren är medveten om de mest inflytelserika experimentella variablerna, kan responsprimingmetoden användas i ett antal experimentella varianter och kan bidra till utforskningen av en mängd forskningsfrågor inom kognitiv psykologi. Den vanligaste formen av responspriming använder en prime och ett mål vid samma monitorposition, så att målet också tjänar till att visuellt maskera prime (ofta med hjälp av metakontrast). I många experiment finns det två olika mål som föregås av två olika primtal vid samma monitorpositioner. Deltagarna måste sedan särskilja de två målen och svara på positionen för det uppgiftsrelevanta målet. Ibland används tre stimulustyper (prime, mask, target), speciellt när den primära mål-SOA måste vara mycket lång. Ibland används ingen mask alls. Primer och mål behöver inte visas på samma skärmposition: en stimulans kan flankera den andra, som i Eriksen-paradigmet (i själva verket kan Eriksen-effekten vara ett specialfall av responspriming).
Respons-priming-effekter har visats för ett stort antal stimuli och diskrimineringsuppgifter, inklusive geometriska stimuli, färgstimuli, olika typer av pilar, naturliga bilder (djur kontra objekt), vokaler och konsonanter, bokstäver och siffror. I en studie presenterades schackkonfigurationer som primtal och mål, och deltagarna fick avgöra om kungen var i schack. Mattler (2003) skulle kunna visa att responspriming inte bara kan påverka motoriska svar, utan också fungerar för kognitiva operationer som en rumslig förskjutning av visuell uppmärksamhet eller en förskjutning mellan två olika svarstidsuppgifter. Olika typer av maskering har också använts. Istället för att mäta knapptryckssvar (vanligtvis med två svarsalternativ) använder vissa studier mer än två svarsalternativ eller registrerar talsvar, snabba fingerpekande rörelser, ögonrörelser eller så kallade beredskapspotentialer som återspeglar graden av motorisk aktivering i hjärnans motorisk cortex och kan mätas med elektroencefalografiska metoder. Hjärnavbildningsmetoder som funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI) har också använts.
Teorier
I avsnittet som följer kommer tre teorier som förklarar de reguljära, positiva responsprimingeffekterna att beskrivas. En genomgång av teorier om den negativa kompatibilitetseffekten finns i Sumner (2007).
Direkt parameterspecifikation
Teorin om direkt parameterspecifikation (Fig. 4) föreslogs av Odmar Neumann vid universitetet i Bielefeld, Tyskland, för att förklara Fehrer-Raab-effekten såväl som resultaten av primingstudier med tidiga svar. Teorin antar att deltagarna i början av ett responsinitieringsexperiment skaffar sig regler för stimulus-responstilldelning, som snabbt blir automatiserade. Efter denna övningsfas kan det motoriska svaret förberedas så långt att endast en enda kritisk stimulansfunktion (t.ex. diamant mot kvadrat) fortfarande behövs för att specificera svaret. Denna inkommande stimulansfunktion definierar sedan den sista saknade handlingsparametern (t.ex. vänster mot höger knapptryckning). Svar framkallas snabbt och direkt, utan behov av en medveten representation av den framkallande stimulansen. Responspriming förklaras genom att anta att primens egenskaper framkallar exakt samma parameterspecifikationsprocesser som antas framkallas av målstimuluset. Parallellt med responsframkallningsprocessen framträder en medveten representation av primtal och mål, som kan utsättas för visuella maskeringsprocesser. Den medvetna representationen av stimuli spelar dock ingen roll för de motoriska processerna i det aktuella experimentella försöket.
Åtgärdsutlösarkonto
Action trigger-kontot utvecklades av Wilfried Kunde, Andrea Kiesel och Joachim Hoffmann vid universitetet i Würzburg, Tyskland. Denna redogörelse förutsätter att svar på omedvetna primtal varken framkallas av semantisk analys av primtal eller av företablerade stimulus-respons-mappningar. Istället antas det att primern passar ett redan existerande åtgärdsfrigöringsvillkor, vilket framkallar det tilldelade svaret som en nyckel som öppnar ett lås. Detta sker i två på varandra följande steg. I det första steget hålls handlingstriggers aktiva i arbetsminnet som passar respektive uppgift och kan framkalla en specifik motorisk respons. Handlingstriggers etableras i instruktions- och övningsfasen av experimentet. I det andra steget, kallat online-stimulusbearbetning, jämförs en kommande stimulans med villkoren för åtgärdsutlösning. Om stimulansen passar triggerförhållandena, exekverar åtgärdsutlösarna svaret automatiskt. Som ett exempel kan deltagarens uppgift vara att ange om ett visuellt presenterat nummer är mindre eller större än fem, så att den vänstra knappen trycks ned för siffrorna "1" till "4" och den högra knappen trycks för siffrorna "6" till "9". Baserat på instruktionen ställs åtgärdsutlösare in som automatiskt framkallar svaret som tilldelats prim- eller målnumret. En viktig förutsägelse av denna teori är att svar kan framkallas av primtal som uppfyller utlösningsvillkoren men som faktiskt aldrig uppstår som mål. En senare version av åtgärdsutlösarkontot hävdar att de semantiska representationerna av primtal kan fungera som villkor för åtgärdsfrigivning.
Återigen spelar den medvetna representationen av stimulansen ingen roll för motorisk aktivering; det kan dock leda till en strategisk justering av svarskriterier i senare försök (t.ex. genom att välja att svara långsammare för att undvika fel). Sammanfattningsvis kan denna teori ses som en utvidgning av konceptet med direkt parameterspecifikation genom att fokusera på de exakta förhållanden som leder till responspriming.
Rapid-chase teori
Snabbjaktsteorin om responspriming föreslogs 2006 av Thomas Schmidt, Silja Niehaus och Annabel Nagel. Den knyter den direkta parameterspecifikationsmodellen till upptäckter att nyligen förekommande visuella stimuli framkallar en våg av neuronal aktivering i det visuomotoriska systemet, som sprider sig snabbt från visuella till motoriska områden i cortex. Eftersom vågfronten av aktivitet sprider sig väldigt snabbt, har Victor Lamme och Pieter Roelfsema från universitetet i Amsterdam föreslagit att denna våg börjar som en ren feedforward-process (feedforward-svep): En cell som först nås av vågfronten måste skicka vidare sin aktivitet innan den kan kunna integrera feedback från andra celler. Lamme och Roelfsema antar att denna typ av feedforward-bearbetning inte är tillräcklig för att generera visuell medvetenhet om stimulansen: För detta krävs neuronal feedback och återkommande bearbetningsslingor som länkar samman utbredda neuronala nätverk.
Enligt snabbjaktsteorin framkallar både primtal och mål frammatningssvep som korsar det visuomotoriska systemet i snabb följd tills de når motoriska områden i hjärnan. Där framkallas motoriska processer automatiskt och utan behov av en medveten representation. Eftersom primsignalen har ett försprång över målsignalen, är primtal och mål engagerade i en "snabb jakt" genom det visuomotoriska systemet. Eftersom den primära signalen når motorbarken först, kan den aktivera det motorsvar som tilldelats den. Ju kortare prime-target SOA är, desto snabbare kan målet starta jakten. När målsignalen äntligen anländer till den motoriska cortexen kan den fortsätta svarsprocessen som framkallas av prime (om prime och target är konsekventa) eller omdirigera responsprocessen (om prime och target är inkonsekventa). Detta förklarar varför responsens primingseffekter ökar med prime-target SOA: ju längre SOA, desto mer tid för prime-signalen att kontrollera svaret på egen hand, och desto längre kan responsaktiveringsprocessen fortsätta i prime-signalens riktning. Under vissa omständigheter kan primeringen också framkalla ett svarsfel (vilket leder till de karakteristiska primingseffekterna i felfrekvensen). Ett sådant tidsförlopp av sekventiell motorisk kontroll av primtal och mål beskrevs 2003 av Dirk Vorberg och medarbetare i en matematisk modell och passar tidsförloppet för primerade motoriska potentialer i EEG.
Enligt rapid-chase-teorin är respons-priming-effekter oberoende av visuell medvetenhet eftersom de bärs av snabba feedforward-processer medan uppkomsten av en medveten representation av stimuli är beroende av långsammare, återkommande processer. Den viktigaste förutsägelsen av snabbjaktsteorin är att frammatningssvepen av prim- och målsignaler bör ske i strikt sekvens. Denna strikta följd bör kunna observeras i det motoriska svarets tidsförlopp, och det bör finnas en tidig fas där svaret uteslutande styrs av primtal och är oberoende av alla egenskaper hos den faktiska målstimulansen. Ett sätt att kontrollera dessa förutsägelser är att undersöka tidsförloppet för förberedda peksvar. Det har visat sig att dessa peksvar börjar vid en bestämd tidpunkt efter presentationen av primtal (inte det faktiska målet) och börjar fortsätta i den riktning som anges av primtal. Om prime och target är inkonsekventa kan målet ofta vända pekriktningen "i farten" och styra svaret i rätt riktning. Men ju längre SOA är, desto längre tid då fingret rör sig i riktning mot det missvisande primtal. Schmidt, Niehaus och Nagel (2006) skulle kunna visa att den tidigaste fasen av primerade pekrörelser uteslutande beror på egenskaperna hos primtal (t.ex. färgkontrasten för röda kontra gröna primtal), men är oberoende av alla egenskaper hos målet ( dess tidpunkt för förekomsten, dess färgkontrast och dess förmåga att maskera primen). Dessa fynd kunde bekräftas med olika metoder och olika typer av stimuli.
Eftersom quick-chase teorin ser respons priming som en feedforward process, hävdar den att priming effekter inträffar innan återkommande och återkopplingsaktivitet deltar i stimulus bearbetning. Teorin leder därför till den kontroversiella tesen att responspriming-effekter är ett mått på förmedveten bearbetning av visuella stimuli, som kan skilja sig kvalitativt från hur dessa stimuli slutligen representeras i visuell medvetenhet.
Se även
- Uppmärksam blinkning
- Auditiv maskering
- Föruppmärksam bearbetning
- Omedveten tanketeori § Kritik mot UTT
- Visuell maskering