試行のランダム化

ランダム化設定

以下の内容は、Labvancedにおける試行のランダム化の最も一般的なアプローチの一つを説明することを目的としています。

説明

試行システムでは、全体で定義されている試行（試行バリエーション）の数が詳細に説明されますが、試行ランダム化メニューは、各被験者が見る試行の数とこれらがどのように選択され、順序付けられるかを規制します。「試行選択」と「試行順序決定」は二つの異なる連続したプロセスです。

試行ランダム化設定は、タスクエディタの左パネルにある「ランダム化」の下にあります。「編集」をクリックして設定ダイアログを開き、すべての関連設定を調整できます。

ランダム化設定の位置

完全なランダム化設定は、6つの別々のメニューから構成されています。「試行順序」メニューと「条件順序」メニューは全体の試行順序を決定するために使用され、「因子ランダム化」、「被験者あたりの試行数」、および「結果条件グループと試行」は試行選択のために使用されます。「試行順序のシミュレーション」は、適用されたランダム化設定をプレビューするために使用されます。

試行の順序

試行の順序はメイン設定で、試行がどのように順序付けられ／ランダム化されるかに影響します。考えられる設定は5つです：

ランダム（デフォルトオプション）： このオプションが選択されると、Labvancedランダム化設定は最も調整可能になります。このオプションのコア機能は、すべての選択された試行が新しい被験者/セッションごとにランダムに再シャッフルされることです。複数の試行グループがある場合、異なる試行グループの試行は混ぜて提示されます。
デザインによる固定： このオプションが選択されると、試行はタスクエディタで定義された順序（低い試行番号が最初に表示される）で提示されます。この順序はすべての被験者に対して同じです。
手動で固定： このオプションが有効になると、ユーザーは自己選択した試行順序をタイプすることができます。この順序は「固定試行シーケンスを指定」ボックスに入力する必要があります。シーケンスを入力するには、エディタに定義された試行番号を使用し、各番号をカンマで区切ります。このシーケンスはすべての被験者に対して同じになります。このオプションでは、表示される試行と試行の順序が両方とも指定されるため、他のランダム化メニューの設定はこの場合は無視されます。
動的： このオプションは適応的／動的な試行シーケンスを作成するために使用できます（例：参加者の回答に基づいて異なる試行にジャンプ）。開始試行番号を選択し、イベントシステム「特定の試行にジャンプ」を使用して動的な試行シーケンスを決定します。
試行シーケンスのアップロード： このオプションを選択すると、外部CSVファイルを使用して各被験者の個々の試行シーケンスを指定できます（試行はカンマで区切り、被験者は改行 CR-LF で区切ります）。それからこれらのシーケンスをアップロードし、被験者をカウントする方法を選択します（各被験者グループに別々のカウンターを持つか、グローバルな被験者カウンターを使用するか）。

条件の順序

条件の順序メニューも試行の順序に影響を与えます。このオプションは、個々の条件がブロック順に提示されるか、ランダムに混ぜ合わされるか（ランダム）を決定します。

「ランダム」オプションはさまざまな条件のすべての試行を混ぜた方法で表示します。「ランダムさ」をさらに強化するために、同じ条件から表示される試行の数を制限できます。「連続リピートの制限」というランダム化制約を選択し、最大の繰り返し条件数を入力します。

「ブロック順」オプションは、試行を次のように分けます：ある条件からの試行が最初に表示され、次に別の条件、など。同じ条件の順序は、試行エディタのデザインに基づく（デザインによる固定）こともあれば、ランダムに再シャッフルされる（不均衡な順列）こともあります。

因子ランダム化設定は、被験者がどの試行を見るかを決定します。ここで最も重要な設定は、因子が固定かランダムかということです。「固定因子」は被験者のためにより多くの試行を生成します（すべての固定因子のレベルが表示されます）が、「ランダム因子」は「試行のバリエーション」を増やし、その中から1つのバージョンだけが選ばれます（ランダム因子のレベルのうちの1つだけが表示されます）。これらの試行バリエーションがどのように選ばれるかによって（ランダム因子内の設定）、ランダム因子は被験者内および/または被験者間のバランスを可能にします。全体で、ランダム因子がレベルを選択し、それによって特定の試行バリエーションを選ぶ方法は5つの可能性があります。これらの5つのオプションを以下に示します：

タスク内での不均衡： 各試行について、ランダム因子のレベルは毎回すべての利用可能なオプション（レベル）からランダムに選ばれます。
タスク内での均衡： 各試行について、ランダム因子のレベルは、全体のタスク内で各レベルが等しく発生するように選ばれます。
他の因子内での均衡： これは一つの因子を別の因子内または複数の他の因子内でバランスを取ります。例えば、因子「位置」が因子「画像内容」内でバランスを取る場合、因子「画像内容」の各レベルに対して因子位置がバランスを取ることになります（例：レベル=左およびレベル=右が、いずれのケースでも画像=顔および画像=家においても等しく発生する）。因子は他のいくつかの因子内でもバランスを取ることができますが、循環依存関係が生じてはなりません。
被験者間での不均衡： ランダム因子のレベルは1人の被験者/タスクの実行に対して常に同じですが、被験者/タスクの実行間でランダムに異なります。
被験者間での均衡： ランダム因子のレベルは1人の被験者/タスクの実行に対して常に同じですが、被験者/タスクの実行間で体系的に異なります。その結果、因子が3つのレベルを持つ場合、被験者1は因子のレベル1を見、被験者2は因子のレベル2を見、被験者3は因子のレベル3を見ます。再び被験者4は因子のレベル1を見ることになり、パターンが繰り返されます。

さらに重要な概念は「条件グループ」です。条件グループは、ランダム因子を除外したすべての固定因子を交差させることによって計算されます。その結果、1つの条件グループは、ランダム因子のレベルのみが異なるいくつかの条件（および試行）で構成されます。多くの場合、条件グループの個々の条件内の試行はほぼ同じです（例：同じ刺激を表示しますが、位置が異なる）。2つのほぼ同じ試行が選択されることを禁止することが重要な場合があります。これらの設定を変更するには、因子ランダム化セクションで、条件グループ内で試行がどのように選択されるかを変更できます。ここで利用できるオプションは2つあります：

各条件グループ内での均衡： ランダム因子によってのみ異なる試行は、一度だけ選択できません。
各条件グループ内での不均衡： 条件グループ内の試行選択プロセスには制限がありません。

私たちは、ほとんどすべてのケースにおいて「各条件グループ内での均衡」オプションが最良の選択であると考えています。

例

因子ランダム化（試行選択）プロセスは理解するのがかなり難しいことがあるため、例を見てみましょう。この例のタスクでは、被験者は2つの画像を見ることになります：一つは以前に見たことがある（ターゲット）、もう一つは見慣れない（干渉物）です。タスクはターゲット刺激をクリックして特定することです。全体で4つの因子があります：1つの固定因子と3つのランダム因子：

固定因子「提示時間/難易度」： この因子は3つのレベル、2秒（難しい）、4秒（中程度）、6秒（簡単）を持ちます。各条件は20回提示されるべきです。
ランダム因子「正しい位置」： この因子は2つのレベルを持ち、ターゲット画像は左側、ターゲット画像は右側です。全体的に、「左側の正解」と「右側の正解」は等しい数であるべきです。
ランダム因子「画像の向き」： この因子は2つのレベルを持ちます：水平、および上下逆（画像は180°回転します）。この因子は固定因子「提示時間」内でバランスを取る必要があり、各難易度レベルに対して通常の画像と上下逆の画像が等しく提示されるようにします。
ランダム因子「画像のカテゴリ」： この因子は3つのレベルを持ち、家、車、顔です。この因子は結果を一般化するために使用されます。各被験者は1つのカテゴリ/タイプのみを見るべきですが、この因子は被験者間でバランスを取る必要があります。

設定

提示時間 --> 固定因子 これは唯一の固定因子であるため、条件グループは3つ（簡単、中程度、難しい）しかありません。各条件グループには、12のサブ条件があり、それぞれに20の試行が含まれます。各被験者に合計60の試行が提示されます。
正しい位置 --> ランダム因子 --> タスク内での均衡 因子「正しい位置」は「タスク内での均衡」に設定されます。このようにして、ターゲット画像は全体のタスクで左および右の位置が等しく表示されます。ただし、これは各条件/提示時間（難易度レベル）内では均衡ではありません。
画像の向き --> ランダム因子 --> 他の因子内での均衡 --> 「提示時間」 因子「画像の向き」は「他の因子内での均衡」に設定され、その後因子「提示時間」が選択されます。このようにして、因子「提示時間」の3つのレベルごとに、通常表示される画像と上下逆の画像がそれぞれ等しい量（10）提示されます。
画像のカテゴリ --> ランダム因子 --> 被験者間での均衡 因子「画像のカテゴリ」は「被験者間での均衡」に設定されます。このようにして、各被験者は1つの画像カテゴリ（家、車、または顔）のみを見ることになり、カテゴリ選択は被験者間でバランスを取ります（被験者1は家、被験者2は車、被験者3は顔、被験者4は再び家、など）。

結果条件グループと試行

「結果条件グループと試行」メニューに表示される情報は、「因子ランダム化」メニューの設定に大きく依存します。主に、このメニューは条件グループのテーブルと追加情報を表示します。試行選択プロセスに影響を与える2つの追加設定があります：

条件グループあたりの表示試行数： このオプションは、条件グループごとに表示される試行数に影響を与えます。この設定は、ある条件グループ内での試行数が別の条件群よりも異なるべき場合にのみ重要です。一般的に、条件グループごとの試行数は、定義された試行数が最も少ない条件に基づいています。たとえば、条件グループに3つの条件があり、そのうちの2つに20の試行が定義され、3番目の条件にはわずか10の試行が定義されている場合、表示されるのは10の試行のみです。ただし、0試行が定義されている場合、そのような条件は計算から除外され、たとえば条件が20試行の2つと0試行の1つであれば、まだ20試行が表示されます。このオプションは、ネストされたデザインに役立つ場合があります。
条件内での試行選択方法： このオプションは、1つの条件内で試行がどのように選択されるかに影響を与えます。この設定は、ある条件群内での試行数が条件間で異なるべき場合にのみ重要です。たとえば、条件グループの2つの条件で20の試行が定義されている場合でも、3つ目の条件でのみ10の試行がある場合、表示されるのは10の試行だけです（上記の通り）。ただし、20の試行が定義されている2つの条件に対して、最初の10試行だけが選択できるか、試行11-20も（代替として）選択できるかを選択できます。このオプションは、異なる可能性のある条件から試行を引き出したい場合に役立ちます。

結果のテーブルは、各条件グループに対して以下のプロパティを表示します：

因子グループ： 条件グループの因子が定義されている因子グループ。
条件グループ： 条件グループのインデックス。
#条件： 条件グループ内の条件数。
#表示試行： 条件グループに表示される試行の数。
#試行バリエーション： 条件グループ内で定義された試行（バリエーション）の数。

このメニューの下部には、全体のタスク内の試行（バリエーション）の総数が表示されます。

被験者あたりの試行数

デフォルトでは、被験者あたりの試行数は自動的に計算されます。ただし、「手動で試行数を設定」を選択することで、ユーザーは被験者あたりの試行数を手動で設定できます。手動オプションが有効化されると、他のランダム化設定（つまり因子ランダム化および結果条件グループと試行）の内部機能にも影響します。

試行シーケンスのシミュレーション

名前が示すように、「試行シーケンスのシミュレーション」メニューは、1つの被験者の可能な試行シーケンスをシミュレーションするために使用できます。「更新」アイコンをクリックすると、現在の設定を考慮した新しい可能なシーケンスが計算されます。ここでは、各試行の試行IDと条件番号も表示されます。このメニューの下部には、各被験者に提示される試行の総数が表示されます。