メンタル回転課題 3D

メンタル回転課題 3Dは、個人が三次元空間で物体をメンタルに変換する方法を測定するために用いられる空間認知のパラダイムです。参加者は回転した刺激を評価し、視点の変化にもかかわらず、対象が参照構成と一致するかどうかを判断します。

課題形式 | メンタル回転課題 3D オンラインおよび実験室

メンタル回転課題（3D身体回転）では、参加者は異なる視点や回転角度から示された抽象的な人間の姿の画像を視認します。この課題では、参加者は前面（顔が見える）または背面（顔が見えない）から表現された人間の姿の抽象的な描写を持つ画像を見ます。各画像では、ある四肢（腕または脚のいずれか）が上げられます。参加者は、上げられた肢が左肢か右肢かを判断することが求められます。各セッションは、メインの実験試行を開始する前に参加者に意思決定ルールを理解させるための短い練習ブロックから始まります。練習ブロックでは、図は直立した位置で表示され、参加者は左−右の反応ルールを学ぶことができます。メインの課題では、同じ図が異なる回転角度と視点で提示され、深さと視点の変化を跨いだメンタル変換が必要です。

メンタル回転課題（3D身体回転）の2つのバージョンが利用可能で、使用しているデバイスと入力方法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、各試行の画面中央に身体の図が表示されます。参加者は、上げられた肢が左側にある場合は D を押し、右側にある場合は K を押します。練習試行では直立した図が使用され、回転した図はメインの課題でのみ導入されます。

モバイルバージョン

モバイルバージョンでも、同じ課題構造が使用されます。参加者は、画面に表示された 左 または 右 ボタンをタップして応答します。練習試行では直立した図が使用され、回転した図はメインの課題でのみ導入されます。

メンタル回転課題 3Dのメトリクスと収集データ

メンタル回転課題 3Dは、個人が三次元空間で物体をメンタルに操作し、比較する方法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。記録された変数は、最終的に研究者が反応時間、応答精度、エラーパターン、回転角度、視点、刺激条件（例：通常の物体と鏡像の物体）の間のパフォーマンスの違いを評価するのを可能にします。これらの測定は、視空間変換能力、メンタル回転効率、および増加した空間複雑性下での意思決定を定量化するのに役立ちます。すべての変数は、課題の変数タブ内で表示およびカスタマイズできます。

以下は、研究者がこのバージョンの課題で頻繁に分析する、最も情報量の多い指標のいくつかです：

データテーブルは、メンタル回転課題（3D身体回転）からの個別試行レベルの出力の要約を示しており、精度、参加者の選択、反応時間、回転角度、刺激側、上げられた肢、および提示された画像を含んでいます。

メンタル回転課題 3D のオンラインおよび実験室研究を支える技術

メンタル回転課題 3Dは、刺激の提示、タイミング、および応答処理に対して精密な制御を必要とします。Labvancedは、異なる研究環境における複雑な空間課題設計をサポートする柔軟なツールを提供します。

• 三次元刺激の柔軟な提示: 研究者は、異なる視点を示す画像または視覚オブジェクトとして刺激を提示できます。条件ロジックを通じて方向の変化を定義することができ、試行間の角度の不一致を体系的に操作できます。

• デバイス間入力サポート: 応答は、デスクトップデバイスのキーボード入力またはタッチ対応デバイスの画面上のボタンを通じて収集できます。同じ課題ロジックを使い回しながら、インターフェースを異なるハードウェアに適応させることができます。

• 制御された実験用デスクトップアプリモード: タイミングやハードウェア統合に対するより強い制御が必要な研究向けに、この課題はLabvancedデスクトップアプリを使用して展開できます。これにより、オフラインテストやEEGやその他の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研究の展開: 課題はリモートで実施でき、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、空間的スキルの発展や訓練効果を時間をかけて調査する研究に適しています。

• オプショナルなウェブカメラによる眼球運動追跡統合: 研究者は、ウェブカメラベースの眼球運動追跡を統合して、三次元メンタル回転試行中の視線の動きや視点処理を分析できます。

ウェブカメラによる眼球運動追跡

組み込みのコード不要、査読済みのウェブカメラによる眼球運動追跡で視線パターンと視覚的注意をキャプチャします。

タイミングの精度

時間に敏感な課題のために、ミリ秒単位で反応時間、課題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

デスクトップアプリを使用して、EEGや他のLSL接続されたラボハードウェアと互換性のある実験室内研究を実施します。

メンタル回転課題 3Dのカスタマイズ

このメンタル回転課題 3Dテンプレートを特定の研究質問に適応させる方法は多岐にわたります。以下は、この課題を修正する際に研究者が一般的に尋ねるいくつかのテーマです。

視点と回転条件

三次元回転課題は、しばしば異なる視角や視点の移動を伴います。研究者は、要因とランダム化 および 試行と条件 パネルで複数の視点条件を定義して、刺激の向きが試行間でどのように変化するかをコントロールできます。

刺激の提示

異なるタイプの3Dスタイルの刺激は、エディタ内で視覚オブジェクトを直接置き換えることで使用できます。研究者は、 画像オブジェクトを使用して画像を追加し、テキストオブジェクトを使用してテキストを追加したり、オブジェクトパネルから他の視覚要素を追加したりし、次にオブジェクトのプロパティパネルを通じてサイズ、位置、および外観を調整できます。

応答マッピング

キーボードキーまたはタッチスクリーンボタンは、異なる判断タイプと一致するように再割り当てできます。これは、関連するイベントの簡単な修正を通じて実現できます。反応位置のカウンターバランスは、運動バイアスを減少させるために試行条件を通じて実施できます。

タイミングとタスクフロー

フレームの持続時間、刺激のタイミング、応答ウィンドウは、フレームの持続時間または関連イベントを編集することで調整できます。練習ブロックと実験ブロックは、3Dメンタル回転に伴う難易度の増加を考慮してそれぞれ別々に修正できます。

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メンタル回転課題 3Dの推奨使用法とアプリケーション

メンタル回転課題 3Dは、視点取得や深さおよび視点の変化を伴う空間変換プロセスを調査するために広く使用されています。

• 身体的空間認知研究: 研究者はこの課題を使用して、個人が三次元空間でオブジェクトをどのようにメンタルに変換し、想像した視点を移動させるかを研究します。反応時間パターンは、角度の不一致が大きくなるほど増加し、身体の回転の認知的コストを反映します。

• 発達および個人差研究: この課題は、個人や年齢層間での空間視覚化能力の変動を調査するために使用されます。三次元回転課題は、戦略の使用や空間体験の違いに特に敏感です。

• 応用およびトレーニング研究: メンタル回転課題 3Dパラダイムは、空間トレーニング、シミュレーションベースの学習、および技術的領域におけるスキル獲得を探る研究で頻繁に使用されます。この課題は深さ処理を必要とするため、高度な空間推理を調査するためにしばしば使用されます。

• 神経認知研究: この課題は、視点取得や視覚イメージに基づく神経メカニズムを調査する研究に含まれています。研究者は、行動測定と眼球運動追跡または神経生理学的データを組み合わせて、認知処理の段階を調査することがよくあります。

参考文献

• Dahm, S. F., Muraki, E. J., & Pexman, P. M. (2022). 身体のメンタル回転における手と足の選択は、運動-認知の相互作用を伴う。脳科学、12(11), 1500。

• Neubauer, A. C., Bergner, S., & Schatz, M. (2010). メンタル回転課題の2Dおよび3D提示：性差とパフォーマンスおよび脳の活動に対する訓練の影響。インテリジェンス、38(5), 529–539。