Mechanisms of stimulus discrimination: Effects of stimulus order and Internal Reference Model

• Applicant: Dr. Karin Maria Bausenhart
• Subject Area: General, Cognitive and Mathematical Psychology
• Term: from 2011 to 2020
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 194055661

• Final Report Year: 2020

Final Report Abstract

Seit dem Anbeginn der Psychophysik wird versucht, die menschliche Fähigkeit zur Reizdiskrimination zu quantifizieren und deren zugrundeliegenden Mechanismen zu verstehen. Eine besondere Herausforderung für die psychophysische Theoriebildung ist dabei allerdings der sogenannte Typ-B-Effekt, der in der klassischen 2AFC Aufgabe zutage tritt. Hier sollen die Versuchspersonen zwischen einem konstanten Standardreiz s und einem variablen Vergleichsreiz c unterscheiden. Dabei hängt die Diskriminationssensitivität von der zeitlichen Reihenfolge der beiden Reize ab: Versuchspersonen sind typischerweise für Reizpaare der Reihenfolge sensitiver als für Paare der Reihenfolge . Dieser Typ-B-Effekt lässt sich nur schwer mit klassischen psychophysischen Modellen der Reizdiskrimination vereinbaren, kann aber durch die zusätzliche Annahme erklärt werden, dass nicht nur aktuelle, sondern auch vergangene Reizinformation in die Urteile einfließt. Das Interne-Referenz-Modell (IRM) formalisiert diese Idee durch die Annahme einer internen Referenz, die von Durchgang zu Durchgang dynamisch aktualisiert und mit dem jeweils zweiten Reiz des aktuellen Durchgangs verglichen wird. In der ersten Förderphase wurden sowohl analytisch als auch durch Monte-Carlo-Simulationen verschiedene Vorhersagen dieses Modelles abgeleitet (z.B. Typ-B-Effekte und sequentielle Effekte auf die wahrgenommene Reizgröße). Empirisch ließen sich diese Vorhersagen für verschiedene Modalitäten, Aufgabentypen und Reizgrößen bestätigen. In weiteren Arbeiten wurden kognitive Einflüsse auf diese interne Referenz untersucht, und Analyseroutinen entworfen, die die Untersuchung von Reihenfolgeeffekten wie dem Typ-B-Effekt künftig erleichtern sollen. In der zweiten Förderphase standen die Erweiterung des Geltungsbereiches von IRM und die inhaltliche Charakterisierung der Internen Referenz im Vordergrund. In diesem Rahmen konnten wir zeigen, dass der Typ- B-Effekt, und damit der Einfluss früherer Reizinstanzen auf unser aktuelles Reizerleben, auf verschiedene Aufgabendomänen und Modalitäten generalisiert werden kann. Daraus leitet sich ab, dass IRM einen allgemeingültigen Mechanismus an der eine Schnittstelle zwischen Wahrnehmung und Gedächtnis beschreibt. Im Einklang mit dieser Annahme nimmt der Typ-B-Effekt (als Indikator dieses Mechanismus) ab, wenn der zeitliche Abstand zwischen vergangen und aktuellen Reizinstanzen zunimmt (sprich, wenn die Repräsentation der Reizhistorie einem zeitlichen Zerfall ausgesetzt wird). Weiterhin konnten wir zeigen, dass der Integrationsprozess des IRM eine gewisse Flexibilität besitzt, so dass nicht nur über Reizinformation aus verschiedenen Dauerbereichen, sondern auch über verschiedene irrelevante Reizmerkmale hinweg integriert werden kann. Zumindest im Bereich der Zeitwahrnehmung weist dies darauf hin, dass die in der Internen Referenz repräsentierte Information nicht an konkrete Reizmerkmale gebunden ist, sondern eher eine abstrakte Codierungsform zeitlicher Information darstellt. Insgesamt konnten wir im Rahmen des vorliegenden Experimentes zu einem tieferen Verständnis der Prozesse beitragen, die der Entstehung von Reihenfolgeeffekten wie dem Typ-B-Effekt zugrunde liegen und die einen fundamentalen Aspekt der menschlichen Diskriminationsfähigkeit abbilden. Generell scheinen Wahrnehmungsprozesse nicht unabhängig von der Reizhistorie abzulaufen können – unsere Vergangenheit trägt zu unserem Erleben der Gegenwart bei.

Publications

• (2012). Estimating discrimination performance in twoalternative forced choice tasks: Routines for MATLAB and R. Behavior Research Methods, 44, 1157– 1174
  Bausenhart, K. M., Dyjas, O., Vorberg, D., & Ulrich, R.
  (See online at https://doi.org/10.3758/s13428-012-0207-z)
• (2012). Trial-by-trial updating of an internal reference in discrimination tasks: Evidence from effects of stimulus order and trial sequence. Attention, Perception, & Psychophysics, 74, 1819–1841
  Dyjas, O., Bausenhart, K., & Ulrich, R.
  (See online at https://doi.org/10.3758/s13414-012-0362-4)
• (2013). Mechanisms of stimulus comparison: Dynamical updating of an internal reference. Dissertation, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät, Eberhard-Karls-Universität, Tübingen
  Dyjas, O.
  
• (2014). Effects of stimulus order on discrimination processes in comparative and equality judgements: data and models. Quarterly Journal of Experimental Psychology, 67, 1121–1150
  Dyjas, O., & Ulrich, R.
  (See online at https://doi.org/10.1080/17470218.2013.847968)
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  Dyjas, O., Bausenhart, K. M., & Ulrich, R.
  (See online at https://doi.org/10.1037/a0033611)
• (2014). Temporal reproductions are influenced by an internal reference: Explaining the Vierordt effect. Acta Psychologica, 147, 60–67
  Bausenhart, K. M., Dyjas, O., & Ulrich, R.
  (See online at https://doi.org/10.1016/j.actpsy.2013.06.011)
• (2015). Effects of stimulus order on discrimination sensitivity for short and long durations. Attention, Perception, and Psychophysics, 77, 1033–1043
  Bausenhart, K. M., Dyjas, O., & Ulrich, R.
  (See online at https://doi.org/10.3758/s13414-015-0875-8)
• (2016). Formation and representation of temporal reference information. Current Opinion in Behavioral Sciences, 8, 46-52
  Bausenhart, K. M., Bratzke, D., & Ulrich, R.
  (See online at https://doi.org/10.1016/j.cobeha.2016.01.007)
• (2018). Assessing duration discrimination: Psychophysical methods and psychometric function analysis. In A. Vatakis, F. Balci, M. Di Luca & A. Correa (Eds.), Timing and Time Perception: Procedures, Measures, and Applications (pp. 52–78). Leiden: Brill
  Bausenhart, K.M., Di Luca, M., & Ulrich, R.
  (See online at https://doi.org/10.1163/9789004280205_004)
• (2018). Effects of stimulus order on comparative judgments across stimulus attributes and sensory modalities. Journal of Experimental Psychology. Human Perception and Performance, 44, 7–12
  Ellinghaus, R., Ulrich, R., & Bausenhart, K. M.
  (See online at https://doi.org/10.1037/xhp0000495)
• (2019). Decay of internal reference information in duration discrimination: Intertrial interval modulates the Type B effect. Quarterly Journal of Experimental Psychology, 72, 1578–1586
  Ellinghaus, R., Gick, M., Bausenhart, K. M., & Ulrich, R.
  (See online at https://doi.org/10.1177/1747021818808187)
• (2020). On an internal reference for perceptual judgments. Dissertation, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät, Eberhard-Karls-Universität, Tübingen
  Ellinghaus, R.