Музичні гами в тональних послідовностях покращують часову точність
Анотація
Вступ
Щоб вивчити вплив шаблонів тонів на точність часової розрізнення та сприйняття часу, ми не можемо покладатися на завдання відтворення тривалості (Kinney and Forsythe, 2012), оскільки рухова мінливість впливає на зменшення точності вимірювань. Натомість ми застосуємо завдання тимчасової дискримінації, яке використовує рішення щодо вимушеного вибору (2AFC) „рано чи пізно“ (див. Li et al., 2016). Для оцінки змін у тимчасовій чутливості (Hansen and Pearce, 2014) та упередженості сприйманого часу, ми будемо використовувати відповідно помітну різницю (JND) та точку суб'єктивної рівності (PSE), розраховану на основі розподілу кожного учасника щодо "пізнього" відповіді. У нашому експерименті навмисно уникали набору музикантів, оскільки було показано, що вони отримують більш високий рівень продуктивності у поведінкових завданнях (Repp and Doggett, 2007; Petrini et al., 2009; Matthews et al., 2016) не виявляють сприйнятливих упереджень (Clarke і Krumhansl, 1990), що можна пояснити різною кортикальною зв'язковістю порівняно з нормальною популяцією (Lee and Noppeney, 2011).
Крім того, щоб спеціально уникнути незрозумілих факторів, що походять від ритму та мелодії, ми аналізуємо взаємодію між типом послідовності та тимчасовою структурою, використовуючи одну з найпростіших форм тональної структури. Тобто ми перевіряємо, чи впливає розташування тонів у музичній гамі чи в послідовності випадкових тонів на виявлення відхилень від ізохронії. Знання того, чи є вплив, сприятиме розумінню передбачень та очікувань у межах послідовності стимулів на сприйняття, як пропонують останні обчислювальні записи (тобто, Jazayeri and Shadlen, 2010; Di Luca and Rhodes, 2016; Shi and Burr, 2016 ). Ми також вивчимо, чи достатньо знання того, який тон оцінюватиметься, для підвищення точності, тобто дозволяючи учасникам очікувати тон і розподілити відповідний ресурс уваги. Для цього в експерименті 1 кінцевий тон буде відрізнятися залежно від випробувань, тоді як в експерименті 2 фінальний тон завжди буде подаватися з однаковим звучанням (примітка А; 440 Гц).
Матеріали і методи
Учасники
Загалом за програмою участі в наукових дослідженнях Бірмінгемського університету було набрано 42 студента-бакалавра, які не є музикантами (35 жінок, 19,6 ± 2,4 роки), із нормальним слухом, про який вони повідомили. Учасники були розділені на дві групи, які брали участь або в експерименті 1, або в експерименті 2. Вони дали інформовану згоду перед тим, як взяти участь, і були винагороджені або кредитами за курс, або виплатою 6 GBP/год. Етичні вказівки Гельсінської декларації були дотримані і затверджені Комітетом з етики Науки, технологій, техніки та математики (STEM) Бірмінгемського університету.
Експериментальний дизайн
Учасникам були представлені навушники Soundlab/Electrovision A069 Mono Earpiece (із затискачем) з 3, 4, 5 або 6 тонами 60 мс, розташовані на відстані 700 мс, за винятком кінцевого тону, час якого може відхилятися на 0, ± 20, ± 40, ± 60, ± 80, ± 100, ± 150, ± 200 мс. Тривалість пробного періоду коливалася від 1380 до 4060 мс залежно від довжини послідовності та анізохронії кінцевого тону. Чотири довжини послідовностей випадково перемішувались у блоці. В кінці кожного випробування учасники натискали одну з двох клавіш, щоб вказати, чи є кінцевий тон у послідовності «раннім» чи «пізнім» порівняно із очікуваним регулярним часом. Учасникам пропонувалася можливість зробити перерву в трьох точках під час експерименту.
Усі типи випробувань, отримані в результаті комбінації типу послідовності (2 значення: випадкова та шкала), довжини послідовностей (4 значення) та анізохронії кінцевого тону (15 значень) повторювались випадково 8 разів, що призвело до 960 випробувань на кожного учасника. Ми проаналізували частку "пізніх" відповідей у кожній анізохронії кінцевого тону, щоб отримати розподіл для кожної довжини послідовності та типу послідовності. Для аналізу даних був використаний метод Спірмена-Кербера (Ulrich and Miller, 2004), де PSE отримували шляхом обчислення моменту першого порядку монотонізованої різниці (Klein, 2001) між послідовними пропорціями відповідей, тоді як JND отримували шляхом обчислення моменту другого порядку. Постійні тести проводились із отриманими значеннями JND та PSE, щоб підтвердити різницю між кожним тестованим станом.
Експеримент 1
Для стану шкали послідовність тонів була однією з чотирьох висхідних діатонічних гам: фа мажор, до мажор, ре мажор та мі мажор, з частотами тонів від 261,63 до 587,3 Гц. Для випадкової умови, щоб уникнути будь-якої тональності, частоту кожного тону довільно вибирали з діапазону тих, хто застосовувався в умовах шкали. Кінцеві тони послідовності змінювались у всіх випробуваннях (нефіксований стан кінцевого тону). Побачити Рисунок Рисунок1А 1А .
(A) Умови типу послідовності в експерименті 1. Верхній рядок сірим кольором зображує два приклади випадкових послідовностей, тоді як нижній рядок чорним кольором зображує дві з чотирьох шкальних послідовностей. (B) Умови типу послідовності в експерименті 2, де послідовності завжди закінчувалися однаковим тоном. У верхньому рядку зображено два приклади випадкових послідовностей, а в нижньому рядку чорним кольором - дві з чотирьох послідовностей масштабу.