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Como Percebemos Quantidades Médias em Informações Visuais

O estudo analisa nossa habilidade de estimar quantidades médias a partir de estímulos visuais dinâmicos.

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Os humanos e os animais conseguem rapidamente adivinhar quantos itens tem em uma cena visual, tipo contar pontos ou objetos sem precisar contar cada um. Essa habilidade permite que a gente faça estimativas rápidas de números, mas nem sempre rola de forma precisa. Quanto mais objetos tem, mais provável é que a gente erre. Essa capacidade de perceber quantidade parece ser uma parte básica de como a gente vive no mundo. A maioria dos estudos sobre isso focou em como as pessoas avaliam quantidades quando veem itens ao mesmo tempo, como grupos de pontos. Mas a gente também consegue estimar quantidade a partir de eventos que acontecem com o tempo, como flashes de luz.

Pesquisas mostram que diferentes tipos de Estímulos numéricos podem influenciar uns aos outros, indicando que a gente tem uma “sensação numérica” geral. A atividade no cérebro relacionada à contagem foi vista em várias partes do sistema visual. Essa atividade começa cedo nas fases de processamento e continua enquanto a gente percebe números.

Geralmente, quando estudamos como as pessoas estimam quantidades médias, envolve pontos parados. Na vida real, nosso entorno tá sempre mudando, e a gente muitas vezes dá uma olhada rápida ao redor. Isso levanta a questão de como nosso sistema visual descobre a média de eventos visuais que se movem rápido, considerando tanto espaço quanto tempo.

Estudos anteriores indicam que quando mostramos estímulos que mudam ou uma série de itens distintos, conseguimos perceber e julgar com precisão o número médio. Muitos estudos acharam que nosso sistema visual consegue pegar facilmente o valor médio de uma característica que muda com o tempo. A gente sabe que julgar quantidade média tende a ficar mais preciso com sequências mais longas de itens, ou seja, fazemos julgamentos melhores quando temos mais informação. Também parece que informações mais recentes contam mais nas nossas decisões, embora esse efeito não seja consistente em todas as pessoas.

Esse artigo tem como objetivo olhar mais fundo em como nossa percepção de quantidade média funciona e como nossos cérebros processam essa informação. Usamos uma tarefa que envolvia ver arrays dinâmicos de pontos, onde os participantes tinham que decidir se a quantidade média era maior ou menor do que uma referência que eles já tinham memorizado. Ao usar informações visuais que mudam rapidamente, esperamos descobrir os mecanismos por trás da nossa capacidade de perceber quantidades médias e entender a atividade cerebral relacionada.

Configuração do Experimento

O estudo incluiu 22 voluntários adultos, todos com visão normal ou corrigida. Cada participante foi testado em uma sala com isolamento acústico enquanto ficava sentado em frente a um monitor.

Usamos uma tarefa de classificação onde os participantes observavam sequências rápidas de arrays de pontos que variavam em quantidade. Em cada teste, os participantes tinham que julgar se o número médio de pontos era maior ou menor do que um estímulo de referência que tinham visto antes. Essa configuração bem dinâmica foi feita para que os pontos aparecessem como um fluxo contínuo e não imagens separadas.

Durante o experimento, as quantidades de pontos variavam, e cada participante viu a referência várias vezes. Eles focavam em um ponto central na tela enquanto viam os estímulos dinâmicos. Depois de cada estímulo, houve uma pausa curta antes de serem perguntados sobre seu julgamento.

O número de testes para cada participante foi significativo, totalizando 1000 testes. Antes de começar, os participantes praticaram com um número menor de testes para se familiarizarem com a tarefa.

Análise dos Dados Comportamentais

Para entender quão precisamente os participantes julgaram as quantidades, olhamos para várias medidas. Calculamos a precisão das estimativas numéricas e também medimos sua exatidão. Assim, conseguimos analisar quão bem os participantes se saíram e quão consistentes foram em seus julgamentos.

Analisamos também se o número de itens em cada sequência impactava o Desempenho. Os resultados mostraram diferenças notáveis, com alguns vieses dependendo do número de arrays apresentados. Os participantes tendiam a fazer estimativas que eram altas ou baixas demais com base em quantos arrays foram mostrados. Isso sugere que a percepção deles de quantidade média pode ser influenciada pela extensão da série que estavam vendo.

Além disso, analisamos como diferentes posições dos arrays em uma sequência afetaram os julgamentos dos participantes. Pareceu que os primeiros e últimos arrays tinham influências diferentes, dependendo do número total de arrays em uma sequência.

Exploramos também se os participantes ajustaram suas estimativas com base no que viram no teste anterior. Isso significa que se eles viram uma quantidade de pontos em um teste, isso poderia afetar como perceberam a quantidade no teste seguinte.

Registro e Processamento de EEG

Para entender melhor como o cérebro processa a percepção de quantidade média, gravamos a atividade elétrica no cérebro usando EEG. Esse método nos permitiu observar como o cérebro respondeu aos estímulos durante a tarefa.

Processamos os dados de EEG cuidadosamente para eliminar qualquer ruído ou artefatos, garantindo que os sinais gravados fossem confiáveis. Focamos em certas ondas cerebrais que acreditamos estar relacionadas à percepção de quantidade e efeitos de adaptação.

Ao calcular a média dos sinais de EEG para cada combinação única de quantidades e comprimentos de sequência, conseguimos avaliar como a atividade cerebral variava com o desempenho dos participantes na tarefa.

Análise dos Potenciais Relacionados a Eventos

Analisamos as respostas do cérebro para determinar se eram sensíveis às quantidades médias que os participantes viam. Ao classificar os dados de EEG com base no número médio de pontos, conseguimos ver como a atividade cerebral refletia os julgamentos feitos pelos participantes.

Os resultados mostraram que respostas cerebrais específicas estavam ligadas à quantidade média, com uma atividade visível logo após o início do estímulo. Essas respostas continuaram durante a apresentação do estímulo.

Além disso, olhamos como a atividade cerebral se relacionava com a precisão e exatidão dos julgamentos dos participantes. Os resultados sugeriram que certos momentos da atividade cerebral poderiam prever quão bem os participantes estavam se saindo, indicando uma possível conexão entre o processamento cerebral e a percepção da quantidade média.

Efeitos de Adaptação Perceptual

Investigamos também se a adaptação perceptual afetou a capacidade dos participantes de perceber a quantidade média. Isso significa que experiências recentes poderiam influenciar como as pessoas avaliam informações subsequentes.

Nossas descobertas indicaram efeitos de adaptação claros, como visto nas diferenças nas quantidades médias percebidas com base no que os participantes tinham visto anteriormente. Esses vieses mostraram que quando mostrados menos pontos antes do teste atual, os participantes tendiam a superestimar a média no teste seguinte, e vice-versa.

Analisamos ainda como esses efeitos poderiam mudar dependendo da duração ou número de arrays mostrados no estímulo anterior. Os resultados sugeriram que sequências mais longas tinham um efeito mais forte na percepção de quantidade média.

Principais Descobertas

O estudo forneceu insights valiosos sobre como as pessoas percebem quantidades médias e o que acontece em seus cérebros durante esse processo. Aqui estão alguns pontos chave:

  1. Variações de Desempenho: Os participantes mostraram precisão e exatidão variáveis ao estimar quantidades médias, dependendo do número de arrays apresentados. Isso indica que sequências mais longas poderiam levar a super ou subestimativas.

  2. Ponderação Temporal: A influência dos arrays em uma sequência variou de acordo com o comprimento da sequência. Para sequências mais curtas, os participantes se basearam mais nas informações recentes, enquanto sequências mais longas mostraram uma mudança em direção às informações mais antigas.

  3. Efeitos de Adaptação: A adaptação perceptual desempenhou um papel em como os participantes perceberam quantidades médias entre os testes. Isso significa que suas estimativas foram influenciadas pelo que viram logo antes de fazer um julgamento.

  4. Correlatos da Atividade Neural: A atividade cerebral medida por EEG mostrou sensibilidade a quantidades médias, revelando vários estágios de processamento relacionados tanto ao cálculo da quantidade média quanto aos efeitos de adaptação.

Combinando dados comportamentais com gravações de EEG, podemos começar a entender os processos subjacentes envolvidos na percepção de quantidade média. Esses resultados indicam que nossa habilidade para avaliar informações numéricas depende não só do input visual que recebemos, mas também de como nossos cérebros processaram experiências anteriores.

Conclusão

Em conclusão, este estudo ilumina como a percepção de numeração média funciona. Ao usar estímulos dinâmicos rápidos e examinar tanto os aspectos comportamentais quanto a atividade cerebral subjacente, oferecemos uma visão mais clara dos mecanismos envolvidos.

Nossas descobertas sugerem que perceber quantidades médias é um processo dinâmico influenciado por experiências visuais recentes e pela quantidade total de informação fornecida. As respostas do cérebro a esses estímulos revelam diferentes estágios de processamento que contribuem para nossos julgamentos.

Essa pesquisa acrescenta à nossa compreensão de cognição e percepção, especialmente sobre como interagimos e interpretamos informações numéricas no nosso dia a dia. Explorações futuras nessa área poderiam levar a uma compreensão mais profunda não apenas da percepção numérica, mas também de como nossos sistemas visuais funcionam em cenários mais complexos.

Fonte original

Título: The mechanisms and neural signature of average numerosity perception

Resumo: The human brain is endowed with an intuitive sense of number allowing to perceive the approximate quantity of items in a scene, or "numerosity." This ability is not limited to items distributed in space, but also to events unfolding in time and to the average numerosity of dynamic scenes. How the brain computes and represents the average numerosity over time however remains mostly unclear. Here we investigate the mechanisms and electrophysiological (EEG) signature of average numerosity perception. To do so, we used dynamic stimuli composed of 3-12 arrays presented for 50 ms each, and asked participants to judge the average numerosity of the sequence. Our results first show that the weight of different arrays in the sequence in determining the judgement is subject to both primacy and recency effects, depending on the length of the sequence. Moreover, we show systematic perceptual adaptation effects across trials, with the bias on numerical estimates depending on both the average numerosity and length of the preceding stimulus. The EEG results show numerosity-sensitive brain responses starting very early after stimulus onset, and that activity around the offset of the sequence can predict both the accuracy and precision of judgments. Additionally, we show a neural signature of the adaptation effect at around 300 ms, whereby the amplitude of brain responses can predict the strength of the bias. Overall, our findings support the existence of a dedicated, low-level perceptual mechanism involved with the computation of average numerosity, and highlight the processing stages involved with such process.

Autores: Michele Fornaciai, I. Togoli, O. Collignon, D. Bueti

Última atualização: 2024-05-01 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.29.591635

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.29.591635.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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