Misurazione del tempo di reazione e metodo sottrattivo di Donders

Fonte: Laboratorio di Jonathan Flombaum—Johns Hopkins University

L'ambizione della psicologia sperimentale è quella di caratterizzare gli eventi mentali che supportano la capacità umana di risolvere problemi, percepire il mondo e trasformare i pensieri in parole e frasi. Ma le persone non possono vedere o sentire quegli eventi mentali; non possono essere pesati, combinati in provette o coltivati in un piatto. Volendo studiare la vita mentale, tuttavia, Franciscus Donders, un oftalmologo olandese nei primi anni del 1800, ha escogitato una proprietà che poteva misurare, anche allora: ha misurato il tempo necessario ai soggetti umani per svolgere compiti semplici, ragionando che poteva trattare quelle misurazioni come proxy per il tempo necessario a completare le operazioni mentali non osservabili coinvolte. In effetti, Donders ha fatto un ulteriore passo avanti, sviluppando un paradigma sperimentale di base noto come Metodo di sottrazione. Chiede semplicemente a un ricercatore di progettare due compiti che sono identici in quasi tutti i modi, ad eccezione di un'operazione mentale ipotizzata per essere coinvolta in uno dei compiti e omessa nell'altra. Il ricercatore misura quindi il tempo necessario per completare ogni attività e, sottraendo i risultati, estrae una stima del tempo necessario per eseguire l'unica operazione mentale di interesse. In questo modo, il metodo consente a un ricercatore di isolare un'operazione mentale. Il tempo necessario per completare un'attività è diventato noto come tempo di reazione o latenza. Ancora oggi, il tempo di reazione è con un ampio margine la variabile dipendente più diffusa nella psicologia sperimentale.

Questo video dimostrerà la misurazione del tempo di reazione utilizzando il metodo di sottrazione di Donders.

1. Scegli un compito e il materiale per implementarlo.

1. Per utilizzare il metodo di sottrazione di Donders, è necessario prima un'operazione mentale di interesse e un paio di compiti pensati per differire in termini di operazione. Per gli scopi attuali, questo video esplora la capacità di risolvere i conflitti tra diverse fonti di informazione, un aspetto importante della capacità di esercitare l'autocontrollo sul comportamento. L'attività Stroop è una buona base per misurare il tempo necessario per risolvere un conflitto tra fonti di informazione.
2. L'attività Stroop può essere facilmente programmata su un computer, ma una bella caratteristica è che può anche essere implementata con poche schede indice e marcatori magici.
3. Quindi, le prime cose necessarie sono: quattro marcatori magici (uno ciascuno in rosso, giallo, blu e verde), due grandi schede indice e un cronometro.

2. Fai gli stimoli "No Conflict".

1. Prendi una delle schede indice, posizionandola di fronte a te in modo che le linee siano orizzontali. Piegalo a metà creando un meridiano verticale per due colonne di stimoli.
2. Su ogni riga della colonna di sinistra, scrivi in lettere maiuscole chiare uno dei quattro termini di colore, "ROSSO, GIALLO, BLU, VERDE". Inchiostra ogni parola usando il suo marcatore magico corrispondente. Scegli i colori in modo più o meno casuale. Potrebbe essere più facile farlo facendo rotolare un dado con uno dei quattro colori assegnati a ciascun numero.
3. Ripeti 2.2 su ogni riga della colonna di destra, allineata con la piega della tua carta.
4. Ora avete gli stimoli per la condizione 'No Conflict' di questo esperimento classico (Figura 1, a sinistra).

Figura 1. Esempi di stimoli stroop, nessun esempio di conflitto.

3. Fai gli stimoli del "conflitto".

1. Prendere la seconda scheda indice e ripetere il passaggio 2.1.
2. Ora scriverai di nuovo un termine a colori su ogni riga e in ogni colonna. Ma soprattutto, inchiostrare ogni termine con qualsiasi marcatore, ad eccezione del colore corrispondente. In altre parole, crea un conflitto tra il colore dell'inchiostro e la parola che scrivi su ogni riga. Ancora una volta, vuoi scegliere parole e colori più o meno casualmente. Se stai usando un dado, puoi arrotolarlo una volta per scegliere la tua parola e di nuovo per raccogliere l'inchiostro (rotolando di nuovo se capita che corrispondano). Oppure puoi usare due dadi, ovviamente.
3. Ora hai gli stimoli per la tua condizione di "conflitto" (Figura 1, a destra). Nota, le tue carte "Conflitto" e "Nessun conflitto" devono avere lo stesso numero di parole.

Figura 1. Esempi di stimoli stroop, esempi di conflitto.

4. Testare un partecipante.

1. Ora sei pronto per testare il tuo primo partecipante. Puoi anche metterti alla prova, ma avrai bisogno di qualcuno che esega il cronometro.
2. Posiziona una delle tue schede indice a faccia in giù su un tavolo di fronte al tuo partecipante.
3. Imposta il cronometro su 0.
4. Spiega al partecipante che quando dici vai, può girare la carta, e il più rapidamente possibile dovrebbe guardare ogni riga della scheda indice, facendosi strada lungo la colonna di sinistra e poi la colonna di destra, dicendo ad alta voce il colore dell'inchiostro. In altre parole, non dovrebbe leggere la parola, solo riportare il suo colore dell'inchiostro. Sottolinea che deve riportare correttamente ogni riga prima di passare alla successiva, ma che dovrebbe cercare di andare il più rapidamente possibile. Dovrebbe dire "FATTO" dopo aver riportato la riga finale.
5. Dici vai, attiva il timer e preparati a interrompere il timer quando il soggetto dice "FATTO".
6. Annota il tempo impiegato.
7. Ora ripeti 4,5-4,8, ma con l'altra scheda indice. Vuoi che il partecipante faccia il compito una volta con gli stimoli "No Conflict" e una volta con gli stimoli "Conflict". L'ordine non ha importanza. Ma se dovessi eseguire più partecipanti, vorresti controbilanciare, con metà dei partecipanti che fanno un ordine e la restante metà che fa l'altro.

5. Analisi

1. Ora dovresti avere due tempi di reazione: il tempo impiegato dal tuo partecipante per superare la carta "Conflitto" e il tempo impiegato con la carta "Nessun conflitto". Sottrai il tempo "Nessun conflitto" dal tempo "Conflitto". Se il numero è positivo, è un segno che la risoluzione del conflitto tra il colore dell'inchiostro e le parole scritte è un passaggio che è coinvolto nella condizione "Conflitto" e non nella condizione "Nessun conflitto". E la differenza è una stima di quanto tempo ci vuole per risolvere il conflitto.
2. Si noti che ogni scheda includeva diverse parole. Ma poiché le due carte includevano lo stesso numero di parole, la differenza tra le condizioni può essere utilizzata per ricavare una stima del tempo necessario per risolvere una singola istanza di conflitto. Poiché la differenza tra le carte è la differenza tra le somme di diverse istanze che includevano un conflitto e quante ne hanno incluse, basta dividere la differenza di tempo tra le due carte per il numero di parole su ciascuna carta. Il risultato è una stima del tempo per risolvere un singolo conflitto.

È difficile trarre conclusioni da un singolo soggetto, e quindi un esperimento in genere mette alla prova molti soggetti, aggregando i loro risultati per trarre conclusioni affidabili. Per questo esperimento di Stroop, dovresti testare circa 20 partecipanti proprio come ne hai testato uno. Per ogni partecipante, si finisce con due tempi di reazione, uno dalla condizione "Conflitto" e uno dalla condizione "Nessun conflitto" (Tabella 1). Questi risultati possono essere riassunti con un semplice grafico del tempo medio di reazione tra tutti i partecipanti in ogni condizione (Figura 2).

Figura 2. Tempo di reazione in funzione della condizione di conflitto. I partecipanti leggono la carta con gli stimoli senza conflitto circa 11,6 s più velocemente di quanto leggono attraverso la carta con gli stimoli di conflitto.

Tabella 1. Tempi di reazione per soggetto. I dati sul tempo di reazione sono riportati in tutte le condizioni per ciascun soggetto.

Il metodo di sottrazione di Donders può essere utilizzato con misure del tempo di reazione in una varietà di aree della psicologia sperimentale, non solo con Stroop o paradigmi di conflitto. Inoltre, il Metodo di sottrazione è alla base della logica di base per una vasta gamma di approcci alla psicologia sperimentale con variabili dipendenti oltre il tempo di reazione. Questi includono misure diverse come la durata di un bambino a uno stimolo e la risposta dipendente dal livello di ossigeno nel sangue (BOLD) misurata nel cervello umano da sofisticate macchine fMRI. In molti esperimenti di fMRI, i ricercatori ottengono modelli di attività cerebrale da due condizioni sperimentali identiche, ad eccezione del coinvolgimento di un processo mentale di interesse. Sottraendo un modello dall'altro, possono isolare le aree cerebrali coinvolte in quel processo. In effetti, lo Stroop è un classico esempio. I partecipanti hanno il loro cervello scansionato durante i conflitti e nessuna prova di conflitto. Molte aree del cervello sono coinvolte in ogni tipo di prova, compresa la corteccia visiva e le regioni coinvolte nella lettura. Ma quando le scansioni senza conflitto vengono sottratte da quelle conflittuali, regioni frontali abbastanza isolate del cervello, specialmente una chiamata corteccia cingolata anteriore, sembrano essere criticamente attive solo nelle prove senza conflitto. Questo ha senso! Queste regioni frontali sono spesso associate alla capacità di controllare il proprio comportamento in condizioni difficili.