
メンタルローテーションタスク 2D
メンタルローテーションタスク 2Dは、参加者に回転した二次元(2D)オブジェクトを比較させることで空間的推論を評価します。このタスクは、視覚的変換、空間能力、回転下での意思決定を研究するために認知心理学および神経科学で広く使用されています。
タスクフォーマット | メンタルローテーションタスク 2D オンライン & 実験室
メンタルローテーションタスク 2Dでは、参加者に異なる回転角度で表示される平面視覚刺激が提示されます。このインポータブルでカスタマイズ可能なメンタルローテーション 2D タスクのバージョンでは、参加者が異なる向きで提示される文字を見て、それぞれの文字が通常の(標準的な)形式で表示されているか、ミラー反転バージョンで表示されているかを判断します。参加者は最初にフィードバック付きの練習ブロックを完了し、メインの試行に進む前に90%以上の精度を達成しなければなりません。実験のブロック中は、文字は限られた時間画面に表示され、フィードバックは提供されません。参加者にはできるだけ迅速かつ正確に応答するよう指示されます。
メンタルローテーションタスク(2D文字)の2つのバージョンが利用可能で、使用されるデバイスと入力方法のタイプに最適化されています。
デスクトップバージョン
デスクトップバージョンでは、各試行の中央に回転した文字が表示されます。参加者は文字が通常のものかミラー反転されたものかを示すためにFキーとJキーを使用して応答し、キーから応答へのマッピングは参加者全体でバランスを取ります。練習試行では正確性に関するフィードバックが提供され、実験試行では固定の提示時間(例:2000 ms)が使用され、見逃した応答は精度値0で記録されます。
モバイルバージョン
モバイルバージョンでは、文字が同じ形式で1回ずつ提示されます。参加者は画面に表示されたNormalまたはMirrorボタンをタップすることで応答します。練習試行では正確性に関するフィードバックが提供され、実験試行では固定の提示時間(例:2000 ms)が使用され、見逃した応答は精度値0で記録されます。このバージョンはタッチスクリーンインタラクションに最適化されており、メインタスクが始まる前に練習試行が含まれています。
メンタルローテーションタスク 2D のデータ収集と指標
メンタルローテーションタスク 2Dは、個人が回転した視覚刺激をどのようにメンタルに変換し比較するかを明らかにするさまざまな行動測定をキャプチャします。記録された変数により、研究者は反応時間、応答正確性、エラーパターン、および回転角度や刺激のタイプ(例:通常試行とミラー試行)におけるパフォーマンスの違いを評価できます。これらの測定は、さまざまな空間変換要求の下での視空間処理効率、メンタルローテーション速度、および意思決定の正確性を定量化するのに役立ちます。すべての変数はタスクのVariablesタブ内で表示およびカスタマイズできます。
以下は、研究者がこのタスクのバージョンで頻繁に分析する最も有益な指標のいくつかです:
| 変数名 | 説明 |
|---|---|
accuracy | 試行ごとの正確性 (1 = 正しい, 0 = 間違い) |
accuracy_total | 試行全体での正しい応答の合計数 |
Assigned mapping | キーランダム化のためのグループ割り当て |
choice | 参加者が与えた応答 (キー押下 = F/J または ボタンクリック = "Normal"/"Mirror") |
error | 試行ごとのエラー (0 = 正しい, 1 = 間違い) |
errors_total | 間違った応答の合計数 |
letter | 画面に表示される文字 (F, P, Q, G, L, R) |
reaction_time | 参加者が提示された刺激に応答するのにかかった時間 (ミリ秒単位) |
rotation_angle | 文字の回転角度 (0°, 60°, 120°, 180°, 240°, 300°) |
stimulus_type | 刺激が属するカテゴリ (通常またはミラー) |

メンタルローテーションタスク 2Dからの個別試行レベル出力の抜粋を示すデータテーブル(精度、割り当てられた応答マッピング、参加者の選択、反応時間、回転角度、刺激タイプを含む)。
この実験では、文字が異なる向きで提示されます。参加者は各文字が通常のものであるかミラー反転したものであるかを判断しなければなりません。
オンラインおよび実験室研究のためのメンタルローテーションタスク 2Dを駆動する技術
メンタルローテーションタスク 2Dは、刺激の向き、タイミング、および応答処理を正確に制御することを要求します。Labvancedは、これらの要件を支援する柔軟なツールを提供しています。
向き値の正確な制御: 刺激は調整可能な回転設定を持つ視覚的オブジェクトとして提示できます。研究者は複数の角度を定義し、条件に基づく論理を使用して試行全体に分配できます。
デバイス間での柔軟な入力: 応答はデスクトップデバイスでのキーボード入力や、タッチ可能デバイスの画面上のボタンを通じて収集できます。同じ実験論理を再利用しながら、応答インターフェースを利用可能な入力方法に適応させることができます。
制御された実験のためのデスクトップアプリサポート: 安定したタイミングが要求される実験室ベースの研究や外部ハードウェアとの統合が必要な場合、Labvancedデスクトップアプリを使用してタスクを展開できます。これにより、EEGや他のLSLベースのシステムとの互換性がサポートされます。
リモートおよび縦断的な展開: このタスクは遠隔で提供され、複数のセッションにわたって繰り返すことができるため、空間能力の発展や時間をかけたトレーニング効果を調査する研究に適しています。
オプションのウェブカメラ眼球トラッキング統合: 研究者は、メンタルローテーション試行中の視線行動や視覚的検索戦略を分析するために、ウェブカメラベースの眼球トラッキングを統合できます。
ウェブカメラ眼球トラッキング
メンタルローテーション試行中の視線パターンと視覚的注意をキャプチャします。
タイミング精度
時間に敏感なタスクのために、ミリ秒単位の精度で反応時間、タスクパフォーマンスなどをキャプチャします。
デスクトップアプリ
EEGや他のLSL接続された実験室ハードウェアと互換性のあるデスクトップアプリを使用して、実験室ベースの研究を実行します。
メンタルローテーションタスク 2D のカスタマイズ
研究質問を満たすためにタスクテンプレートを適応させる方法は多くあります。以下は、研究者がこのタスクを変更する際によく尋ねるテーマのいくつかです。
刺激の提示および向き設定
メンタルローテーションタスク 2Dの研究では、さまざまな刺激タイプを使用できます。研究者は、テキストベースの刺激のためのText Object、画像刺激のためのImage Object、またはObjectsパネルの形状やSVGベースのオブジェクトを使用して他の視覚的形態を直接エディタで置き換えたり編集したりできます。サイズ、間隔、回転角度、外観などの視覚的特性は、Object Propertiesパネルで調整できます。
条件論理と試行のバリエーション
回転角度と刺激の構成は、通常、各試行にどの設定が表示されるかを決定する試行条件を通じて定義されます。Trials & Conditionsパネルを使用して、さまざまな値を割り当てることができます。これらの値は、ランタイム中に読み取られて、向きや提示を制御します。
試行フローと練習構造
練習ブロック、フィードバックのタイミング、タスクの進行は、フレームとイベントを通じて制御されます。研究者は、特定の研究デザインに合わせて試行回数、タイミングパラメータ、および進行ルールを調整できます。
応答処理と試行フロー
参加者の選択はクリック/タップまたはキー押下を通じてキャプチャされ、イベントロジックを使用して評価されます。研究者は、応答がどのように記録されるか、見逃した応答の扱い、および試行の進行方法を、すべてイベントシステムを介して変更できます。ニーズに特有のトリガーやアクションを単に変更してください。
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メンタルローテーションタスク 2D の推奨使用法と応用
メンタルローテーションタスク 2Dは、空間的推論、視覚的イメージ、およびメンタル変換プロセスを研究するために、認知心理学および神経科学で広く使用されています。研究者は、回転角度に応じて反応時間や正確性がどのように変化するかを調べるためにしばしば使用し、また、発達、教育、神経認知の文脈における空間能力の個人差を調査します。
空間認知の研究: 研究者はこのタスクを使用して、個人が異なる回転角度で平面視覚オブジェクトをメンタルにどのように変換するかを研究します。特に、角度の不一致が大きくなるにつれて反応時間が増加するパフォーマンスパターンは、基礎となる空間処理メカニズムに対する洞察を提供します。
発達研究: このタスクは、子供から成人への2D空間的推論がどのように進化するかを調べるためにしばしば適用されます。速度と正確性の違いは、時間の経過と共に認知戦略と視覚処理効率の変化を理解するのに役立ちます。
教育とスキル習得の研究: メンタルローテーションタスク 2Dのパラダイムは、空間能力と学問的または技術的な領域でのパフォーマンスとの関係を探るために使用されます。このタスクは平面的変換を分離しているため、追加の深さの複雑さなしに基礎的な空間スキルを評価することができます。
神経認知研究: このタスクは、視覚的イメージ、注意制御、および空間変換要求の下での意思決定を調査する研究に含まれています。研究者は、行動データと眼球追跡または神経計測を組み合わせて、空間的判断がどのように形成されるかを理解しようとします。
参考文献
Xiang, Z., Huang, Y., Luo, G., Ma, H., & Zhang, D. (2021). 若いチベット移民におけるメンタルローテーションタスクの事象関連脱同期化の減少。Frontiers in Human Neuroscience, 15.
Cooper, L. A. (1975). ランダムな二次元形状のメンタルローテーション。Cognitive psychology, 7(1), 20-43.