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Existem reflexos mentais?

Existem reflexos mentais?

Semelhante ao reflexo do joelho ou ao retraimento, há algum reflexo inato na cognição? Eles são baseados na personalidade ou há algum que seja universal?


Existem 2 definições comuns de "reflexo":

A definição técnica de "reflexo" é uma ação que não é voluntária - ou seja, não mediada pela cognição. Da Wikipedia:

... os neurônios sensoriais não passam diretamente para o cérebro, mas fazem sinapses na medula espinhal. Esta característica permite que ações reflexas ocorram de forma relativamente rápida, ativando neurônios motores espinhais sem o atraso de sinais de roteamento através do cérebro ...

Portanto, perguntar se há algum reflexo mental ou cognitivo é como perguntar se há algum comportamento que passa pelo cérebro e não passa pelo cérebro.

A definição coloquial de "reflexo" é uma ação automática ou involuntária, como a maneira como um tenista experiente reage à bola sem pensar. Em psicologia cognitiva, isso é normalmente referido como ação "inconsciente" (em vez de reflexa). Alguns autores compararam o consciente ao inconsciente usando a metáfora do iceberg; portanto, se você preferir a definição leiga, o número de reflexos mentais supera em muito as ações voluntárias. Todo o campo de percepção (apenas como um exemplo simples) seria incluído.


Tendo em mente o ponto levantado por @AaronWeinberg, certamente existem processos cognitivos que são eliciados automaticamente para um determinado estímulo.

Em nenhuma ordem particular, o seguinte pode ser considerado respostas automáticas a certos estímulos:

  • Transientes de movimento
  • Detecção de borda em V1
  • Detecção de irregularidade auditiva (por exemplo, aquilo que provoca uma negatividade incompatível)
  • Ler (é essencialmente impossível olhar para uma palavra e não lê-la)

Doença de Parkinson & # 8217s

Um distúrbio degenerativo do sistema nervoso, o Parkinson causa comprometimento das células nervosas do cérebro que controlam o movimento, também afetando as habilidades de tomada de decisão de uma pessoa.

A neurociência está ajudando a compreender melhor o curso da doença de várias maneiras, incluindo a criação de modelos computacionais que oferecem uma visão sobre a força das conexões dentro da região dos gânglios basais do cérebro. Como as conexões diferem em pacientes com Parkinson pode ajudar os cientistas a criar terapias personalizadas para padrões de degeneração neural (Frontiers Science News 2017).


Piaget vs Vygotsky

Piaget afirma que o desenvolvimento cognitivo decorre em grande parte de explorações independentes nas quais as crianças constroem seu próprio conhecimento. Considerando que Vygotsky argumenta que as crianças aprendem por meio de interações sociais, construindo conhecimento ao aprender com outras pessoas mais bem informadas, como colegas e adultos. Em outras palavras, Vygotsky acreditava que a cultura afeta o desenvolvimento cognitivo.

Esses fatores levam a diferenças no estilo de educação que eles recomendam: Piaget defende que o professor forneça oportunidades que desafiem os esquemas existentes das crianças e que as crianças sejam encorajadas a descobrir por si mesmas.

Alternativamente, Vygotsky recomendaria que o professor ajudasse a criança a progredir através da zona de desenvolvimento proximal usando andaimes.

No entanto, ambas as teorias consideram as crianças construindo ativamente seu próprio conhecimento do mundo; elas não são vistas apenas como absorvendo conhecimento passivamente. Eles também concordam que o desenvolvimento cognitivo envolve mudanças qualitativas no pensamento, não apenas uma questão de aprender mais coisas.


Estágio embrionário (semanas 3-8)

Depois que o zigoto se divide por cerca de 7 a 10 dias e tem 150 células, ele desce pelas trompas de falópio e se implanta no revestimento do útero. Após a implantação, este organismo multicelular é chamado de embrião. Agora os vasos sanguíneos crescem, formando a placenta. o placenta é uma estrutura conectada ao útero que fornece nutrição e oxigênio da mãe para o embrião em desenvolvimento por meio do cordão umbilical. As estruturas básicas do embrião começam a se desenvolver em áreas que se tornarão a cabeça, o tórax e o abdômen. Durante o estágio embrionário, o coração começa a bater e os órgãos se formam e começam a funcionar. O tubo neural se forma ao longo da parte de trás do embrião, desenvolvendo-se na medula espinhal e no cérebro.


Conteúdo

A concepção da reação humana a um estímulo externo mediado por uma interface biológica (como um nervo) é quase tão antiga quanto a própria disciplina filosófica da ciência. Pensadores iluministas como René Descartes propuseram que a resposta reflexiva à dor, por exemplo, é transportada por algum tipo de fibra - o que reconheceríamos como parte do sistema nervoso hoje - até o cérebro, onde é então processada como a experiência subjetiva de dor. No entanto, esse reflexo de estímulo-resposta biológico foi pensado por Descartes e outros como ocorrendo instantaneamente e, portanto, não sujeito a medição objetiva. [7]

A primeira documentação do tempo de reação humana como uma variável científica viria vários séculos depois, de preocupações práticas que surgiram no campo da astronomia. Em 1820, o astrônomo alemão Friedrich Bessel aplicou-se ao problema de precisão no registro de trânsitos estelares, o que normalmente era feito usando o tique-taque de um metrônomo para estimar o tempo em que uma estrela passou pela linha do cabelo de um telescópio. Bessel notou discrepâncias de tempo sob este método entre registros de vários astrônomos e procurou melhorar a precisão levando em consideração essas diferenças individuais de tempo. Isso levou vários astrônomos a buscar maneiras de minimizar essas diferenças entre os indivíduos, o que veio a ser conhecido como a "equação pessoal" do tempo astronômico. [8] Este fenômeno foi explorado em detalhes pelo estatístico inglês Karl Pearson, que projetou um dos primeiros aparelhos para medi-lo. [7]

Pesquisas puramente psicológicas sobre a natureza do tempo de reação surgiram em meados da década de 1850. A psicologia, como ciência quantitativa e experimental, tem sido historicamente considerada principalmente dividida em duas disciplinas: Psicologia Experimental e Psicologia Diferencial. [10] O estudo científico da cronometria mental, um dos primeiros desenvolvimentos na psicologia científica, assumiu um microcosmo desta divisão já em meados de 1800, quando cientistas como Hermann von Helmholtz e Wilhelm Wundt projetaram tarefas de tempo de reação para tentativa de medir a velocidade da transmissão neural. Wundt, por exemplo, conduziu experimentos para testar se as provocações emocionais afetavam o pulso e a respiração usando um quimógrafo. [11]

Sir Francis Galton é normalmente considerado o fundador da psicologia diferencial, que busca determinar e explicar as diferenças mentais entre os indivíduos. Ele foi o primeiro a usar testes de RT rigorosos com a intenção expressa de determinar médias e intervalos de diferenças individuais em traços mentais e comportamentais em humanos. Galton formulou a hipótese de que diferenças na inteligência seriam refletidas na variação da discriminação sensorial e na velocidade de resposta aos estímulos, e ele construiu várias máquinas para testar diferentes medidas disso, incluindo TR para estímulos visuais e auditivos. Seus testes envolveram uma seleção de mais de 10.000 homens, mulheres e crianças do público de Londres. [3]

Welford (1980) observa que o estudo histórico dos tempos de reação humana preocupou-se amplamente com cinco classes distintas de problemas de pesquisa, alguns dos quais evoluíram para paradigmas que ainda estão em uso hoje. Esses domínios são amplamente descritos como fatores sensoriais, características de resposta, preparação, escolha e acompanhamentos conscientes. [8]

Fatores sensoriais Editar

Os primeiros pesquisadores observaram que a variação das qualidades sensoriais do estímulo afetava os tempos de resposta, em que o aumento da saliência perceptiva dos estímulos tende a diminuir os tempos de reação. Essa variação pode ser provocada por uma série de manipulações, várias das quais são discutidas a seguir. Em geral, a variação nos tempos de reação produzida pela manipulação de fatores sensoriais é provavelmente mais um resultado de diferenças nos mecanismos periféricos do que de processos centrais. [8]

Força do estímulo Editar

Uma das primeiras tentativas de modelar matematicamente os efeitos das qualidades sensoriais dos estímulos na duração do tempo de reação veio da observação de que aumentar a intensidade de um estímulo tendia a produzir tempos de resposta mais curtos. Por exemplo, Henri Piéron (1920) propôs fórmulas para modelar essa relação da forma geral:

Os efeitos da intensidade do estímulo na redução dos RTs foram considerados relativos, em vez de absolutos, no início da década de 1930. Uma das primeiras observações desse fenômeno vem da pesquisa de Carl Hovland, que demonstrou com uma série de velas colocadas a diferentes distâncias focais que os efeitos da intensidade do estímulo no TR dependiam do nível anterior de adaptação. [13]

Além da intensidade do estímulo, a variação da força do estímulo (isto é, "quantidade" de estímulo disponível para o aparelho sensorial por unidade de tempo) também pode ser alcançada aumentando-se tanto o área e duração do estímulo apresentado em uma tarefa de RT. Este efeito foi documentado em pesquisas iniciais para tempos de resposta ao sentido do paladar, variando a área sobre as papilas gustativas para a detecção de um estímulo gustativo, [14] e para o tamanho dos estímulos visuais como quantidade de área no campo visual. [15] [16] Da mesma forma, o aumento da duração de um estímulo disponível em uma tarefa de tempo de reação produziu tempos de reação ligeiramente mais rápidos aos estímulos visuais [15] e auditivos, [17] embora esses efeitos tendam a ser pequenos e amplamente conseqüente da sensibilidade aos receptores sensoriais. [8]

Modalidade sensorial Editar

A modalidade sensorial sobre a qual um estímulo é administrado em uma tarefa de tempo de reação é altamente dependente dos tempos de condução aferente, propriedades de mudança de estado e faixa de discriminação sensorial inerente aos nossos diferentes sentidos. [8] Por exemplo, os primeiros pesquisadores descobriram que um sinal auditivo é capaz de atingir os mecanismos centrais de processamento em 8–10 ms, [18] enquanto o estímulo visual tende a demorar cerca de 20–40 ms. [19] Os sentidos dos animais também diferem consideravelmente em sua capacidade de mudar rapidamente de estado, com alguns sistemas sendo capazes de mudar quase instantaneamente e outros muito mais lentos. Por exemplo, o sistema vestibular, que controla a percepção da posição de alguém no espaço, atualiza-se muito mais lentamente do que o sistema auditivo. [8] A faixa de discriminação sensorial de um determinado sentido também varia consideravelmente tanto dentro quanto através da modalidade sensorial. Por exemplo, Kiesow (1903) descobriu em uma tarefa de tempo de reação do paladar que os seres humanos são mais sensíveis à presença de sal na língua do que de açúcar, refletido em um TR mais rápido de mais de 100 ms ao sal do que ao açúcar. [20]

Características da resposta Editar

Os primeiros estudos dos efeitos das características da resposta nos tempos de reação estavam principalmente preocupados com os fatores fisiológicos que influenciam a velocidade da resposta. Por exemplo, Travis (1929) descobriu em uma tarefa de RT pressionando uma tecla que 75% dos participantes tendiam a incorporar a fase inferior da taxa de tremor comum de um dedo estendido, que é cerca de 8-12 tremores por segundo, ao deprimir um chave em resposta a um estímulo. [21] Essa tendência sugere que as distribuições dos tempos de resposta têm uma periodicidade inerente e que um determinado TR é influenciado pelo ponto durante o ciclo de tremor no qual uma resposta é solicitada. Essa descoberta foi posteriormente apoiada por um trabalho subsequente em meados de 1900, mostrando que as respostas eram menos variáveis ​​quando os estímulos eram apresentados perto dos pontos superior ou inferior do ciclo de tremor. [22]

A tensão muscular antecipatória é outro fator fisiológico que os primeiros pesquisadores encontraram como um preditor dos tempos de resposta, [23] [24] em que a tensão muscular é interpretada como um índice do nível de excitação cortical. Ou seja, se o estado de excitação fisiológica é alto no início do estímulo, uma maior tensão muscular preexistente facilita respostas mais rápidas se a excitação for baixa, a tensão muscular mais fraca prediz uma resposta mais lenta. No entanto, o excesso de excitação (e, portanto, a tensão muscular) também afetou negativamente o desempenho nas tarefas de RT como consequência de uma relação sinal-ruído prejudicada. [8]

Tal como acontece com muitas manipulações sensoriais, tais características de resposta fisiológica como preditores de RT operam em grande parte fora do processamento central, o que diferencia esses efeitos daqueles da preparação, discutidos abaixo.

Edição de preparação

Outra observação feita pela primeira vez por pesquisas cronométricas foi que um sinal de "alerta" precedendo o aparecimento de um estímulo normalmente resultava em tempos de reação mais curtos. Este curto período de aviso, referido como "expectativa" neste trabalho fundamental, é medido em tarefas simples de RT como a duração dos intervalos entre o aviso e a apresentação do estímulo ao qual se deve reagir. A importância da duração e da variabilidade da expectativa na pesquisa de cronometria mental foi observada pela primeira vez no início de 1900 e continua sendo uma consideração importante na pesquisa moderna. Isso se reflete hoje na pesquisa moderna no uso de uma variável período anterior que precede a apresentação do estímulo. [8]

Essa relação pode ser resumida em termos simples pela equação:

Em tarefas de RT simples, períodos anteriores constantes de cerca de 300 ms ao longo de uma série de tentativas tendem a produzir as respostas mais rápidas para um determinado indivíduo, e as respostas aumentam conforme o período anterior se torna mais longo, um efeito que foi demonstrado até períodos anteriores de muitas centenas de segundos . [25] Períodos anteriores de intervalo variável, se apresentados em frequência igual, mas em ordem aleatória, tendem a produzir RTs mais lentos quando os intervalos são mais curtos do que a média da série e podem ser mais rápidos ou mais lentos quando maiores do que a média. [26] [27] Quer sejam mantidos constantes ou variáveis, períodos anteriores de menos de 300 ms podem produzir RTs atrasados ​​porque o processamento do aviso pode não ter tido tempo de ser concluído antes da chegada do estímulo. Esse tipo de atraso tem implicações significativas para a questão do processamento central organizado em série, um tópico complexo que recebeu muita atenção empírica no século seguinte a este trabalho fundamental. [28]

Escolha Editar

O número de opções possíveis foi reconhecido precocemente como um determinante significativo do tempo de resposta, com os tempos de reação aumentando em função do número de sinais e respostas possíveis. [8]

O primeiro cientista a reconhecer a importância das opções de resposta na RT foi Franciscus Donders (1869). Donders descobriu que o RT simples é mais curto do que o RT de reconhecimento e que o RT de escolha é mais longo do que ambos. [29] Donders também desenvolveu um método de subtração para analisar o tempo que demorava para que as operações mentais ocorressem. [30] Subtraindo RT simples da escolha RT, por exemplo, é possível calcular quanto tempo é necessário para fazer a conexão. Este método fornece uma maneira de investigar os processos cognitivos subjacentes às tarefas perceptivo-motoras simples e formou a base de desenvolvimentos subsequentes. [30]

Embora o trabalho de Donders tenha pavimentado o caminho para pesquisas futuras em testes de cronometria mental, não foi isento de desvantagens. Seu método de inserção, muitas vezes referido como "inserção pura", baseava-se na suposição de que inserir um requisito complicador específico em um paradigma de RT não afetaria os outros componentes do teste. Essa suposição - de que o efeito incremental no RT era estritamente aditivo - não foi capaz de se sustentar em testes experimentais posteriores, que mostraram que as inserções eram capazes de interagir com outras partes do paradigma RT. Apesar disso, as teorias de Donders ainda são de interesse e suas ideias ainda são utilizadas em certas áreas da psicologia, que agora contam com as ferramentas estatísticas para utilizá-las com mais precisão. [3]

Acompanhamento consciente Editar

O interesse pelo conteúdo da consciência que caracterizou os primeiros estudos de Wundt e outros psicólogos estruturalistas caiu em grande parte em desuso com o advento do behaviorismo na década de 1920. No entanto, o estudo dos acompanhamentos conscientes no contexto do tempo de reação foi um importante desenvolvimento histórico no final do século 19 e no início do século. Por exemplo, Wundt e seu associado Oswald Külpe frequentemente estudavam o tempo de reação pedindo aos participantes que descrevessem o processo consciente que ocorreu durante o desempenho em tais tarefas. [8]

As medições cronométricas dos paradigmas de tempo de reação padrão são valores brutos do tempo decorrido entre o início do estímulo e a resposta motora. Esses tempos são normalmente medidos em milissegundos (ms) e são considerados medições de escala de razão com intervalos iguais e um zero verdadeiro. [3]

O tempo de resposta em tarefas cronométricas normalmente está relacionado a cinco categorias de medição: Tendência central do tempo de resposta em uma série de tentativas individuais para uma determinada pessoa ou condição de tarefa, geralmente capturada pela média aritmética, mas ocasionalmente pela mediana e menos comumente pelo modo intraindividual de respostas corretas para uma determinada pessoa ou condição de tarefa. [3]

Os tempos de resposta humana em tarefas de tempo de reação simples são geralmente da ordem de 200 ms. Os processos que ocorrem durante esse breve período permitem que o cérebro perceba o ambiente circundante, identifique um objeto de interesse, decida uma ação em resposta ao objeto e emita um comando motor para executar o movimento. Esses processos abrangem os domínios da percepção e do movimento e envolvem a tomada de decisão perceptiva e o planejamento motor. [31] Muitos pesquisadores consideram o limite inferior de um teste de tempo de resposta válido em algo entre 100 e 200 ms, que pode ser considerado o mínimo de tempo necessário para processos fisiológicos, como percepção de estímulo e para respostas motoras. [32] Respostas mais rápidas do que isso geralmente resultam de uma "resposta antecipatória", em que a resposta motora da pessoa já foi programada e está em andamento antes do início do estímulo, [3] e provavelmente não reflete o processo de interesse. [6]

Distribuição dos tempos de resposta Editar

As tentativas de tempos de reação de qualquer indivíduo são sempre distribuídas não simetricamente e inclinadas para a direita, portanto, raramente seguindo uma distribuição normal (gaussiana). O padrão típico observado é que o RT médio sempre será um valor maior do que o RT mediano, e o RT médio será um valor maior do que a altura máxima da distribuição (moda). Uma das razões mais óbvias para este padrão padrão é que, embora seja possível para qualquer número de fatores estender o tempo de resposta de um determinado ensaio, não é fisiologicamente possível encurtar RT em um determinado ensaio além dos limites da percepção humana ( normalmente considerado algo entre 100-200 ms), nem é logicamente possível que a duração de uma tentativa seja negativa. [3]

Uma razão para a variabilidade que estende a cauda direita da distribuição de RT de um indivíduo são os lapsos de atenção momentâneos. Para melhorar a confiabilidade dos tempos de resposta individuais, os pesquisadores normalmente exigem que um sujeito execute vários testes, a partir dos quais uma medida do tempo de resposta 'típico' ou de linha de base pode ser calculada. Tirar a média do tempo de resposta bruto raramente é um método eficaz de caracterizar o tempo de resposta típico, e abordagens alternativas (como modelar toda a distribuição do tempo de resposta) costumam ser mais apropriadas. [32]

Uma série de abordagens diferentes foram desenvolvidas para analisar as medições de RT, particularmente em como lidar efetivamente com problemas que surgem de corte de outliers, [33] transformações de dados, [32] confiabilidade de medição e compensações de velocidade-precisão, [34] e as matemáticas modelagem de variação estocástica em respostas temporizadas. [6]

Lei de Hick Editar

Com base nas primeiras observações de Donders sobre os efeitos do número de opções de resposta na duração do RT, W. E. Hick (1952) desenvolveu um experimento de RT que apresentou uma série de nove testes nos quais há n escolhas igualmente possíveis. O experimento mediu o TR do sujeito com base no número de escolhas possíveis durante qualquer tentativa. Hick mostrou que o TR do indivíduo aumentou em uma quantidade constante em função das escolhas disponíveis, ou a "incerteza" envolvida em qual estímulo de reação apareceria em seguida. A incerteza é medida em "bits", que são definidos como a quantidade de informação que reduz a incerteza pela metade na teoria da informação. No experimento de Hick, o RT é considerado uma função do logaritmo binário do número de escolhas disponíveis (n) Esse fenômeno é chamado de "lei de Hick" e é considerado uma medida da "taxa de ganho de informação". A lei geralmente é expressa pela fórmula:

onde a < displaystyle a> e b < displaystyle b> são constantes que representam a interceptação e a inclinação da função e n < displaystyle n> é o número de alternativas. [35] A Jensen Box é uma aplicação mais recente da lei de Hick. [3] A lei de Hick tem aplicações modernas interessantes em marketing, onde cardápios de restaurantes e interfaces da web (entre outras coisas) tiram proveito de seus princípios no esforço de alcançar velocidade e facilidade de uso para o consumidor. [36]

Modelo de difusão-deriva Editar

O modelo de difusão-deriva (DDM) é uma formulação matemática bem definida para explicar a variação observada nos tempos de resposta e na precisão entre os ensaios em uma tarefa de tempo de reação (normalmente de duas opções). [37] Este modelo e suas variantes são responsáveis ​​por essas características de distribuição, dividindo um teste de tempo de reação em um estágio residual de não decisão e um estágio de "difusão" estocástico, onde a decisão de resposta real é gerada. A distribuição dos tempos de reação entre os ensaios é determinada pela taxa na qual as evidências se acumulam nos neurônios com um componente subjacente de "passeio aleatório". A taxa de deriva (v) é a taxa média na qual essa evidência se acumula na presença desse ruído aleatório. O limite de decisão (a) representa a largura do limite de decisão ou a quantidade de evidência necessária antes que uma resposta seja feita. O julgamento termina quando a evidência acumulada atinge o limite correto ou incorreto. [38]

A pesquisa cronométrica moderna normalmente usa variações em uma ou mais das seguintes categorias amplas de paradigmas de tarefa de tempo de reação, que não precisam ser mutuamente exclusivos em todos os casos.

Edição de paradigmas RT simples

Simples o tempo de reação é o movimento necessário para que um observador responda à presença de um estímulo. Por exemplo, um sujeito pode ser solicitado a pressionar um botão assim que uma luz ou som aparecer. A média de RT para universitários é de cerca de 160 milissegundos para detectar um estímulo auditivo e aproximadamente 190 milissegundos para detectar um estímulo visual. [29] [39] Os RTs médios para velocistas nas Olimpíadas de Pequim foram 166 ms para homens e 169 ms para mulheres, mas em uma em cada 1.000 largadas eles podem atingir 109 ms e 121 ms, respectivamente. [40] Este estudo também concluiu que RTs femininos mais longos podem ser um artefato do método de medição usado, sugerindo que o sistema de sensor de bloco de partida pode ignorar uma partida falsa feminina devido à pressão insuficiente nas almofadas. Os autores sugeriram que a compensação para esse limite melhoraria a precisão da detecção de falsa partida com corredores do sexo feminino.

Reconhecimento ou paradigmas go / no-go Editar

Reconhecimento ou go / no-go As tarefas de RT exigem que o sujeito pressione um botão quando um tipo de estímulo aparecer e retenha uma resposta quando outro tipo de estímulo aparecer. Por exemplo, o assunto pode ter que pressionar o botão quando uma luz verde aparecer e não responder quando uma luz azul aparecer.

Paradigmas de discriminação Editar

Discriminação RT envolve a comparação de pares de telas visuais apresentadas simultaneamente e, em seguida, pressionando um dos dois botões de acordo com os quais a tela parece mais brilhante, mais longa, mais pesada ou maior em magnitude em alguma dimensão de interesse. Os paradigmas de RT de discriminação se enquadram em três categorias básicas, envolvendo estímulos que são administrados simultaneamente, sequencialmente ou continuamente. [41]

Em um exemplo clássico de um paradigma de TR de discriminação simultânea, concebido pelo psicólogo social Leon Festinger, duas linhas verticais de comprimentos diferentes são mostradas lado a lado para os participantes simultaneamente. Os participantes são solicitados a identificar o mais rápido possível se a linha da direita é mais longa ou mais curta do que a linha da esquerda. Uma dessas linhas manteria um comprimento constante nas tentativas, enquanto a outra assumia uma faixa de 15 valores diferentes, cada um apresentado um número igual de vezes ao longo da sessão. [42]

Um exemplo do segundo tipo de paradigma de discriminação, que administra estímulos com sucesso ou em série, é um estudo clássico de 1963 no qual os participantes recebem dois pesos levantados sequencialmente e são solicitados a julgar se o segundo era mais pesado ou mais leve que o primeiro. [43]

O terceiro tipo amplo de tarefa de RT de discriminação, em que os estímulos são administrados continuamente, é exemplificado por um experimento de 1955 no qual os participantes são solicitados a classificar os pacotes de cartas de jogar embaralhadas em duas pilhas, dependendo se a carta tinha um grande ou pequeno número de pontos está de volta. O tempo de reação em tal tarefa é freqüentemente medido pela quantidade total de tempo que leva para completar a tarefa. [44]

Paradigmas de RT de escolha Editar

Escolha As tarefas de tempo de reação (CRT) requerem respostas distintas para cada classe possível de estímulo. Em uma tarefa de escolha de tempo de reação que exige uma única resposta a vários sinais diferentes, pensa-se que quatro processos distintos ocorrem em sequência: primeiro, as qualidades sensoriais dos estímulos são recebidas pelos órgãos sensoriais e transmitidas ao cérebro, segundo, o sinal é identificada, processada e fundamentada pelo terceiro indivíduo, a decisão de escolha é feita e, em quarto lugar, a resposta motora correspondente a essa escolha é iniciada e executada por uma ação. [45]

As tarefas CRT podem ser altamente variáveis. Eles podem envolver estímulos de qualquer modalidade sensorial, mais tipicamente de natureza visual ou auditiva, e requerem respostas que são normalmente indicadas ao pressionar uma tecla ou botão. Por exemplo, o assunto pode ser solicitado a pressionar um botão se uma luz vermelha aparecer e um botão diferente se uma luz amarela aparecer. A caixa Jensen é um exemplo de um instrumento projetado para medir a escolha de RT com estímulos visuais e resposta ao pressionamento de tecla. [46] Os critérios de resposta também podem ser na forma de vocalizações, como a versão original da tarefa Stroop, onde os participantes são instruídos a ler os nomes das palavras impressas em tinta colorida nas listas. [47] Versões modernas da tarefa Stoop, que usam pares de estímulos únicos para cada tentativa, também são exemplos de um paradigma de CRT de múltipla escolha com resposta vocal. [48]

Os modelos de tempo de reação da escolha estão intimamente alinhados com a Lei de Hick, que postula que os tempos médios de reação aumentam em função de mais escolhas disponíveis. A lei de Hick pode ser reformulada como:

Com o advento das técnicas de neuroimagem funcional de PET e fMRI, os psicólogos começaram a modificar seus paradigmas de cronometria mental para imagens funcionais. [49] Embora psico (fisio) logistas venham usando medições eletroencefalográficas por décadas, as imagens obtidas com PET têm atraído grande interesse de outros ramos da neurociência, popularizando a cronometria mental entre uma ampla gama de cientistas nos últimos anos. A forma como a cronometria mental é utilizada é realizando tarefas baseadas em RT que mostram por meio de neuroimagem as partes do cérebro que estão envolvidas no processo cognitivo. [50]

Com a invenção da ressonância magnética funcional (fMRI), técnicas foram usadas para medir a atividade por meio de potenciais relacionados a eventos elétricos em um estudo quando os indivíduos foram solicitados a identificar se um dígito apresentado estava acima ou abaixo de cinco. De acordo com a teoria aditiva de Sternberg, cada um dos estágios envolvidos na execução dessa tarefa inclui: codificação, comparação com a representação armazenada para cinco, seleção de uma resposta e, em seguida, verificação de erros na resposta. [51] A imagem fMRI apresenta os locais específicos onde esses estágios estão ocorrendo no cérebro durante a execução desta tarefa simples de cronometria mental.

Na década de 1980, experimentos de neuroimagem permitiram aos pesquisadores detectar a atividade em áreas localizadas do cérebro, injetando radionuclídeos e usando tomografia por emissão de pósitrons (PET) para detectá-los. Além disso, fMRI foi usado, que detectou as áreas cerebrais precisas que estão ativas durante tarefas de cronometria mental. Muitos estudos têm mostrado que há um pequeno número de áreas do cérebro amplamente distribuídas que estão envolvidas na execução dessas tarefas cognitivas.

As revisões médicas atuais indicam que a sinalização através das vias de dopamina originadas na área tegmental ventral está fortemente correlacionada positivamente com RT melhorada (encurtada) [52], por exemplo, produtos farmacêuticos dopaminérgicos como anfetaminas mostraram agilizar as respostas durante o tempo de intervalo, enquanto os antagonistas da dopamina (especificamente , para receptores do tipo D2) produzem o efeito oposto. [52] Da mesma forma, a perda de dopamina relacionada à idade do estriado, medida por imagem SPECT do transportador de dopamina, está fortemente correlacionada com RT retardada. [53]

A suposição de que as operações mentais podem ser medidas pelo tempo necessário para realizá-las é considerada fundamental para a psicologia cognitiva moderna. Para entender como diferentes sistemas cerebrais adquirem, processam e respondem a estímulos ao longo do tempo de processamento de informações pelo sistema nervoso, os psicólogos experimentais costumam usar os tempos de resposta como uma variável dependente em diferentes condições experimentais. [2] Esta abordagem para o estudo da cronometria mental é tipicamente destinada a testar hipóteses baseadas em teoria destinadas a explicar as relações observadas entre RT medido e alguma variável de interesse manipulada experimentalmente, que muitas vezes faz previsões matemáticas precisamente formuladas. [3]

A distinção entre esta abordagem experimental e o uso de ferramentas cronométricas para investigar diferenças individuais é mais conceitual do que prática, e muitos pesquisadores modernos integram ferramentas, teorias e modelos de ambas as áreas para investigar fenômenos psicológicos. No entanto, é um princípio de organização útil distinguir as duas áreas em termos de suas questões de pesquisa e os propósitos para os quais uma série de tarefas cronométricas foram concebidas. [3] A abordagem experimental da cronometria mental tem sido usada para investigar uma variedade de sistemas cognitivos e funções que são comuns a todos os humanos, incluindo memória, processamento e produção de linguagem, atenção e aspectos da percepção visual e auditiva. A seguir está uma breve visão geral de várias tarefas experimentais bem conhecidas em cronometria mental.

Tarefa de varredura de memória de Sternberg Editar

Saul Sternberg (1966) planejou um experimento em que os sujeitos eram instruídos a lembrar um conjunto de dígitos únicos na memória de curto prazo. Os indivíduos receberam um estímulo de prova na forma de um dígito de 0–9. The subject then answered as quickly as possible whether the probe was in the previous set of digits or not. The size of the initial set of digits determined the RT of the subject. The idea is that as the size of the set of digits increases the number of processes that need to be completed before a decision can be made increases as well. So if the subject has 4 items in short-term memory (STM), then after encoding the information from the probe stimulus the subject needs to compare the probe to each of the 4 items in memory and then make a decision. If there were only 2 items in the initial set of digits, then only 2 processes would be needed. The data from this study found that for each additional item added to the set of digits, about 38 milliseconds were added to the response time of the subject. This supported the idea that a subject did a serial exhaustive search through memory rather than a serial self-terminating search. [55] Sternberg (1969) developed a much-improved method for dividing RT into successive or serial stages, called the additive factor method. [56]

Shepard and Metzler's mental rotation task Edit

Shepard and Metzler (1971) presented a pair of three-dimensional shapes that were identical or mirror-image versions of one another. RT to determine whether they were identical or not was a linear function of the angular difference between their orientation, whether in the picture plane or in depth. They concluded that the observers performed a constant-rate mental rotation to align the two objects so they could be compared. [57] Cooper and Shepard (1973) presented a letter or digit that was either normal or mirror-reversed, and presented either upright or at angles of rotation in units of 60 degrees. The subject had to identify whether the stimulus was normal or mirror-reversed. Response time increased roughly linearly as the orientation of the letter deviated from upright (0 degrees) to inverted (180 degrees), and then decreases again until it reaches 360 degrees. The authors concluded that the subjects mentally rotate the image the shortest distance to upright, and then judge whether it is normal or mirror-reversed. [58]

Sentence-picture verification Edit

Mental chronometry has been used in identifying some of the processes associated with understanding a sentence. This type of research typically revolves around the differences in processing 4 types of sentences: true affirmative (TA), false affirmative (FA), false negative (FN), and true negative (TN). A picture can be presented with an associated sentence that falls into one of these 4 categories. The subject then decides if the sentence matches the picture or does not. The type of sentence determines how many processes need to be performed before a decision can be made. According to the data from Clark and Chase (1972) and Just and Carpenter (1971), the TA sentences are the simplest and take the least time, than FA, FN, and TN sentences. [59] [60]

Models of memory Edit

Hierarchical network models of memory were largely discarded due to some findings related to mental chronometry. The Teachable Language Comprehender (TLC) model proposed by Collins and Quillian (1969) had a hierarchical structure indicating that recall speed in memory should be based on the number of levels in memory traversed in order to find the necessary information. But the experimental results did not agree. For example, a subject will reliably answer that a robin is a bird more quickly than he will answer that an ostrich is a bird despite these questions accessing the same two levels in memory. This led to the development of spreading activation models of memory (e.g., Collins & Loftus, 1975), wherein links in memory are not organized hierarchically but by importance instead. [61] [62]

Posner's letter matching studies Edit

In the late 1960s, Michael Posner developed a series of letter-matching studies to measure the mental processing time of several tasks associated with recognition of a pair of letters. [63] The simplest task was the physical match task, in which subjects were shown a pair of letters and had to identify whether the two letters were physically identical or not. The next task was the name match task where subjects had to identify whether two letters had the same name. The task involving the most cognitive processes was the rule match task in which subjects had to determine whether the two letters presented both were vowels or not vowels.

The physical match task was the most simple subjects had to encode the letters, compare them to each other, and make a decision. When doing the name match task subjects were forced to add a cognitive step before making a decision: they had to search memory for the names of the letters, and then compare those before deciding. In the rule based task they had to also categorize the letters as either vowels or consonants before making their choice. The time taken to perform the rule match task was longer than the name match task which was longer than the physical match task. Using the subtraction method experimenters were able to determine the approximate amount of time that it took for subjects to perform each of the cognitive processes associated with each of these tasks. [2]

Differential psychologists frequently investigate the causes and consequences of information processing modeled by chronometric studies from experimental psychology. While traditional experimental studies of RT are conducted within-subjects with RT as a dependent measure affected by experimental manipulations, a differential psychologist studying RT will typically hold conditions constant to ascertain between-subjects variability in RT and its relationships with other psychological variables. [3]

Cognitive ability Edit

Researchers spanning more than a century have generally reported medium-sized correlations between RT and measures of intelligence: There is thus a tendency for individuals with higher IQ to be faster on RT tests. Although its mechanistic underpinnings are still debated, the relationship between RT and cognitive ability today is as well-established an empirical fact as any phenomenon in psychology. [3] A 2008 literature review on the mean correlation between various measures of reaction time and intelligence was found to be −.24 (SD = .07). [64]

Empirical research into the nature of the relationship between reaction time and measures of intelligence has a long history of study that dates back to the early 1900s, [65] [66] with some early researchers reporting a near-perfect correlation in a sample of five students. [67] The first review of these incipient studies, in 1933, analyzed over two dozen studies and found a smaller but reliable association between measures of intelligence and the production of faster responses on a variety of RT tasks. [68]

Up through the beginning of the 21st century, psychologists studying reaction time and intelligence continued to find such associations, but were largely unable to agree about the true size of the association between reaction time and psychometric intelligence in the general population. This is likely due to the fact that the majority of samples studied had been selected from universities and had unusually high mental ability scores relative to the general population. [69] In 2001, psychologist Ian J. Deary published the first large-scale study of intelligence and reaction time in a representative population sample across a range of ages, finding a correlation between psychometric intelligence and simple reaction time of –.31 and four-choice reaction time of –.49. [70]

Mechanistic properties of the RT-cognitive ability relationship Edit

Researchers have yet to develop consensus for a unified neurophysiological theory that fully explains the basis of the relationship between RT and cognitive ability. It may reflect more efficient information processing, better attentional control, or the integrity of neuronal processes. Such a theory would need to explain several unique features of the relationship, several of which are discussed below.

  1. The serial components of a reaction time trial are not equally dependent on general intelligence or psychometric g. For example, researchers have found that the perceptual processing of multiple stimuli, which necessarily precedes the decision to respond and the response itself, can be processed in parallel, while the decision component must be processed serially. [71] Moreover, variation in general intelligence is chiefly represented in this decision component of RT, while sensory processing and movement time appear to be mostly reflective of non-g individual differences. [3]
  2. The correlation between cognitive ability and RT increases as a function of task complexity. The difference in the correlation between intelligence and RT in simple and multi-choice RT paradigms exemplifies the much-replicated finding that this association is largely mediated by the number of choices available in the task. Much of the theoretical interest in RT was driven by Hick's Law, relating the slope of RT increases to the complexity of decision required (measured in units of uncertainty popularized by Claude Shannon as the basis of information theory). This promised to link intelligence directly to the resolution of information even in very basic information tasks. There is some support for a link between the slope of the RT curve and intelligence, as long as reaction time is tightly controlled. [72] The notion of "bits" of information affecting the size of this relationship has been popularized by Arthur Jensen and the Jensen box tool, and the "choice reaction apparatus" associated with his name became a common standard tool in RT-IQ research. [3][73]
  3. Mean response time and variability in RT trials both contribute independent variance in their association with g. Standard deviations of RTs have been found to be as strongly or more strongly correlated with measures of general intelligence (g) than mean RTs, with greater variance or "spread-outedness" in an individual's distribution of RTs more strongly associated with lower g, while higher-g individuals tend to have less variable responses. [74]
  4. When multiple measures of RT are studied in a population, factor analysis indicates the existence of a general factor of reaction time, sometimes labeled as G, which is both related to and distinct from psychometric g. This big-G of RT has been found to explain over 50% of the variance in RTs when meta-analyzed over four studies, which included nine separate RT paradigms. [3] The biological and neurophysiological underpinnings of this general factor have yet to be firmly established, though research is ongoing.
  5. The slowest of an individual's RT trials tend to be more strongly associated with cognitive ability than the individual's fastest responses, a phenomenon known as the "worst performance rule". [75]

Biological and neurophysiological manifestations of the RT-g relationship Edit

Twin and adoption studies have shown that performance on chronometric tasks is heritable. [76] [77] [78] Mean RT across these studies reveal a heritability of around .44, meaning that 44% of the variance in mean RT is associated with genetic differences, while standard deviation of RTs show a heritability of around .20. Additionally, mean RTs and measures of IQ have been found to be genetically correlated in the range of .90, suggesting that the lower observed phenotypic correlation between IQ and mean RT includes as-yet unknown environmental forces. [3]

In 2016, a genome-wide association study (GWAS) of cognitive function found 36 genome-wide significant genetic variants associated with reaction time in a sample of around 95,000 individuals. These variants were found to span two regions on chromosome 2 and chromosome 12, which appear to be in or near genes involved in spermatogenesis and signaling activities by cytokine and growth factor receptors, respectively. This study additionally found significant genetic correlations between RT, memory, and verbal-numerical reasoning. [79]

Neurophysiological research using event-related potentials (ERPs) have used P3 latency as a correlate of the "decision" stage of a reaction time task. These studies have generally found that the magnitude of the association between g and P3 latency increases with more demanding task conditions. [80] Measures of P3 latency have also been found to be consistent with the worst performance rule, wherein the correlation between P3 latency quantile mean and cognitive assessment scores becomes more strongly negative with increasing quantile. [81] Other ERP studies have found consilience with the interpretation of the g-RT relationship residing chiefly in the "decision" component of a task, wherein most of the g-related brain activity occurs following stimulation evaluation but before motor response, [82] while components involved in sensory processing change little across differences in g. [83]

Diffusion modeling of RT and cognitive ability Edit

Although a unified theory of reaction time and intelligence has yet to achieve consensus among psychologists, diffusion modeling provides one promising theoretical model. Diffusion modeling partitions RT into residual "non-decision" and stochastic "diffusion" stages, the latter of which represents the generation of a decision in a two-choice task. [84] [85] This model successfully integrates the roles of mean reaction time, response time variability, and accuracy in modeling the rate of diffusion as a variable representing the accumulated weight of evidence that generates a decision in an RT task. Under the diffusion model, this evidence accumulates by undertaking a continuous random walk between two boundaries that represent each response choice in the task. Applications of this model have shown that the basis of the g-RT relationship is specifically the relationship of g with the rate of the diffusion process, rather than with the non-decision residual time. [86] [87] [88] Diffusion modeling can also successfully explain the worst performance rule by assuming that the same measure of ability (diffusion rate) mediates performance on both simple and complex cognitive tasks, which has been theoretically [89] and empirically [90] supported.

Cognitive development Edit

There is extensive recent research using mental chronometry for the study of cognitive development. Specifically, various measures of speed of processing were used to examine changes in the speed of information processing as a function of age. Kail (1991) showed that speed of processing increases exponentially from early childhood to early adulthood. [91] Studies of RTs in young children of various ages are consistent with common observations of children engaged in activities not typically associated with chronometry. [3] This includes speed of counting, reaching for things, repeating words, and other developing vocal and motor skills that develop quickly in growing children. [92] Once reaching early maturity, there is then a long period of stability until speed of processing begins declining from middle age to senility (Salthouse, 2000). [93] In fact, cognitive slowing is considered a good index of broader changes in the functioning of the brain and intelligence. Demetriou and colleagues, using various methods of measuring speed of processing, showed that it is closely associated with changes in working memory and thought (Demetriou, Mouyi, & Spanoudis, 2009). These relations are extensively discussed in the neo-Piagetian theories of cognitive development. [94]

During senescence, RT deteriorates (as does fluid intelligence), and this deterioration is systematically associated with changes in many other cognitive processes, such as executive functions, working memory, and inferential processes. [94] In the theory of Andreas Demetriou, [95] one of the neo-Piagetian theories of cognitive development, change in speed of processing with age, as indicated by decreasing RT, is one of the pivotal factors of cognitive development.

Health and mortality Edit

Performance on simple and choice reaction time tasks is associated with a variety of health-related outcomes, including general, objective health composites [96] as well as specific measures like cardiorespiratory integrity. [97] The association between IQ and earlier all-cause mortality has been found to be chiefly mediated by a measure of reaction time. [98] These studies generally find that faster and more accurate responses to reaction time tasks are associated with better health outcomes and longer lifespan.

Big-Five personality traits Edit

Although a comprehensive study of personality traits and reaction time has yet to be conducted, several researchers have reported associations between RT and the Big Five personality factors of Extraversion and Neuroticism. While many of these studies suffer from low sample sizes (generally fewer than 200 individuals), their results are summarized here in brief along with the authors' proposed biologically-plausible mechanisms.

A 2014 study measured choice RT in a sample of 63 high and 63 low Extraversion participants, and found that higher levels of Extraversion were associated with faster responses. [99] Although the authors note this is likely a function of specific task demands rather than underlying individual differences, other authors have proposed the RT-Extraversion relationship as representing individual differences in motor response, which may be mediated by dopamine. [100] However, these studies are difficult to interpret in light of their small samples and have yet to be replicated.

In a similar vein, other researchers have found a small (r < .20) association between RT and Neuroticism, wherein more neurotic individuals tended to be slower at RT tasks. The authors interpret this as reflecting a higher arousal threshold in response to stimuli of varying intensity, speculating that higher Neuroticism individuals may have relatively "weak" nervous systems. [101] In a somewhat larger study of 242 college undergraduates, Neuroticism was found to be more substantially correlated (r ≈ .25) with response variability, with higher Neuroticism associated with greater RT standard deviations. The authors speculate that Neuroticism may confer greater variance in reaction time through the interference of "mental noise." [102]


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