Магистерская работа: Категориальный зрительный поиск у детей и взрослых

Так как мы разрабатывали собственный стимульный материал, нам необходимо было убедиться в том, что научение нашим категориям и эффекты, связанные с ним, повторяют найденные Hйlie, et al. Для этого необходимо было провести эксперимент на категориальный зрительный поиск на взрослых людях. В ходе исследования было проведено два эксперимента. В эксперименте 1 участвовали взрослые испытуемые, в эксперименте 2 - дети.

Проблема исследования: Исследование различий в процессах категоризации у детей и взрослых.

Цель исследования: Проверка наличия у детей эффектов переноса категорий на зрительный поиск, наблюдаемых у взрослых.

Исследовательские вопросы:

1) Будет ли обнаружен эффект нарушения переноса сформированных II-категорий на категориальный зрительный поиск у детей?

2) Будут ли наблюдаться нарушения в переносе RB-категорий у детей по сравнению со взрослыми?

3) Чем еще отличается перенос II- и RB-категорий у детей и взрослых?

Эксперимент 1

Материалы и Методы

Стимульный материал

Перед началом исследования нам необходимо было определиться со стимульным материалом. В исследовании Smith, et al. стимулы были сформированы в рамках dot-distortion парадигмы. Эта парадигма использует прототипы для создания категорий, то есть предполагает создание II-категорий. В исследовании Hйlie, et al. в качестве стимулов использовались шары с полосками подобные тем, которые представлены на рисунке 1. Проблема с использованием этих стимулов состоит в сложности обучению категориям. Несмотря на то, что дети способны осваивать подобные категории (Rabi & Paul Minda, 2014), научением им предполагает повышенную когнитивную нагрузку и занимает относительно много времени. Учитывая то, что детям после научения категориям будет также необходимо проходить задания на зрительный поиск, мы решили использовать более простой стимульный материал.

Рисунок 4 - Основа для стимульного материала (Rosedahl, L.A., & Ashby, 2018). Большие буквы обозначают части рыбы, которые авторы предлагают использовать как признаки категорий.

В качестве основы для наших категорий мы использовали материал, разработанный Rosedahl & Ashby (Rosedahl, L.A., & Ashby, 2018), представленный на рисунке 4.

В нашем исследовании используются такие категориальные признаки как L1 (длинный или короткий спинной плавник), L2 (длинный или короткий хвостовой плавник), C1 (желтый или голубой плавник), C2 (зеленое или красное брюхо) и A1 (угол раскрытия рта большой или малый). Прототипы для категорий A и B представлены на рисунках 5 и 6.

Рисунок 5 - Прототип категории A.

На основе данных прототипов мы создали категории A и B для двух экспериментальных условий. Рисунки были созданы с помощью matlab скрипта, выложенного авторами в свободный доступ. В первом условии испытуемые выполняют RB-задание на научение, во втором - II-задание. Характеристики категорий для каждого из условий представлены в таблицах 1 и 2. В таблицах каждый из признаков, принадлежащих к признакам прототипа категории A, обозначается единицей, а каждый из признаков, принадлежащих к признакам прототипа категории B, обозначается нулем.

Рисунок 6 - Прототип категории B.

Таблица 1 -- Характеристики категорий в RB-условии.

Таблица 2 -- Характеристики категорий в II-условии.

В RB-условии постоянным признаком категории является A1, и ориентация на этот признак позволяет испытуемым достичь максимальной успешности при выполнении заданий. В этом условии каждая категория включает в себя 4 уникальных изображения. В II-условии неизменного признака в категориях нет, поэтому оптимальной стратегией является построение прототипа, включающего в себя комбинации признаков. В этом условии каждая категория включает в себя 5 уникальных изображений.

Выборка. Всего в исследовании принял участие 121 испытуемый. В группу, которая обучалась II-категориям, вошло 45 человек (средний возраст 18.87 лет). В группу, которая обучалась RB-категориям, вошло 76 человек (средний возраст 18.26 лет). Позже из анализа были исключены испытуемые, не достигшие порога обучения (средний уровень успешности в сессии научения ниже 0.6). После исключения в группе, которая обучалась II-категориям, осталось 38 человек (28 женщин, 10 мужчин, средний возраст 18.68 лет), а в группе, которая обучалась RB-категориям - 48 (29 женщин, 19 мужчин, средний возраст 18.27 лет).

Процедура. Процедура исследования для взрослых испытуемых основана на процедурах исследований Hйlie, et al. и Smith, et al. Испытуемые проходят две сессии -- сессию «научения» и сессию «поиска». Все задания выполняются на компьютере, задания составлены с помощью программы PsychoPy.

Во время сессии научения испытуемые выполняли задание на категоризацию объектов на две категории. В каждой пробе испытуемым предъявлялось изображение, относящееся либо к категории A, либо к категории B. Согласно инструкции, испытуемые должны были нажать на стрелку «влево» на клавиатуре если они считают, что изображение относится к категории A, и стрелку «вправо» - если к B. У испытуемых было 10 секунд на ответ. После нажатия на кнопку (или по окончанию времени на ответ) изображение исчезало, и на экране появлялась надпись «Правильно!» или «Неправильно!» в зависимости от того, было изображение отнесено к верной категории или нет. Затем начиналась следующая проба. В задачу испытуемых входило стараться выполнять задание наиболее правильно. Изображения предъявлялись в случайном порядке. В RB-условии каждое изображение предъявлялось по 10 раз (то есть можно выделить 10 блоков, каждый из которых содержит все изображения условия), то есть сессия включала в себя 80 проб. В II-условии каждое изображение предъявлялось по 15 раз (можно выделить 15 блоков), то есть сессия включала в себя 150 проб. Такая разница связана с тем, что обучение RB-категориям проходит проще и быстрее, чем II-категориям, и давать испытуемым в RB-условии лишние пробы было бы нецелесообразно.

Во время сессии поиска испытуемые выполняли задание на зрительный поиск. В каждой пробе испытуемым предъявлялись изображения в количестве от одного до четырех. Вместе с изображениями на экране появлялся вопрос, в половине случаев это вопрос «Видите ли вы изображение из категории A?», в другой половине - «Видите ли вы изображение из категории B?». Категория, указанная в вопросе, является целевой для данной пробы. Среди изображений на экране в половине случаев присутствовало одно изображение из целевой категории, а все остальные относились к нецелевой, в половине случаев все изображения относились к нецелевой категории. Согласно инструкции, испытуемые должны были нажать на стрелку «влево» на клавиатуре если они считают, что ответ на вопрос на экране «да», и стрелку «вправо» - если они считают, что ответ - «нет». У испытуемых было 15 секунд на ответ. Все изображения в сессии поиска выбирались из сессии научения для данного условия. Всего в сессии поиска 192 пробы.

Результаты. Для сравнения успешности между условиями был проведен анализ ANOVA. Статистический анализ проводился в программе JASP версии 0.10.0.0 и SPSS версии 23.0.0.0. Был проведен тест Post Hoc стандартного типа с коррекцией Tukey. Описательная статистика для переменной успешности выполнения заданий представлена в таблице 3. Результаты анализа ANOVA для групп в RB и II условиях представлены в таблице 4. Результаты Post Hoc анализа для обеих групп представлены в таблицах 5 и 6.

Для сравнения успешности зрительного поиска использовался U критерий Манна-Уитни. Были обнаружены статистически значимые различия между успешностью в RB и II условиях (Z = -13.666, p < 0.0001).

Таблица 3.1 - Средняя успешность научения в двух экспериментальных условиях.

Таблица 3.2 -- Средняя успешность зрительного поиска в двух экспериментальных условиях.

Таблица 3.3 - Средняя успешность зрительного в двух экспериментальных условиях в зависимости от числа стимулов и наличия целевого стимула.

Таблица 4 -- Результаты дисперсионного анализа ANOVA сессии поиска для RB- и II-условий.