Habituation and learning in a steering task

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201906112510
Title: Habituation and learning in a steering task
Author: Tammi, Tuisku
Other contributor: Helsingin yliopisto, Humanistinen tiedekunta, Nykykielten laitos
University of Helsinki, Faculty of Arts, Department of Modern Languages
Helsingfors universitet, Humanistiska fakulteten, Institutionen för moderna språk
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2019
Language: eng
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201906112510
http://hdl.handle.net/10138/302678
Thesis level: master's thesis
Discipline: Kognitiotiede
Cognitive science
Kognitionsvetenskap
Abstract: Tavoitteet. Tämän tutkielman tavoitteena on tarkastella tehtäväsidonnaisten fysiologisten vasteiden ajallisia muutoksia ja näiden yhteyttä suorituskykyyn toistetussa ohjaustehtävässä. Kohtalaisen fysiologisen virittymisen uskotaan suuntaavan tarkkaavaisuutta kohti tehtäväsuorituksen kannalta olennaisia ärsykkeitä ja siten parantavan suoriutumista, kun taas liian matala tai korkea virittyminen on haitallista tehtäväsuorituksen kannalta (Yerkes-Dodson-laki). Tämä lähestymistapa ei kuitenkaan selkeästi huomioi ajallisia muutoksia fysiologisessa virittymisessä. Tässä tutkielmassa tehtäväsidonnaisen sympaattisen virittymisen ajallisia muutoksia mallinnetaan habituaationa, jota on perinteisesti käytetty kuvaamaan orientaatiovasteiden muutoksia toistettujen ärsykkeiden passiivisessa asetelmassa. Tehtäväsuorituksen aikaista habituaatiota tulkitaan ennustettavuuden ja merkittävyyden näkökulmasta, tavoitteena kuvata oppimisen aikaisia tarkkaavaisuuden muutoksia evolutiivisesti uskottavalla tavalla. Lisäksi tarkastellaan tehtäväsuoriutumisen yhteyksiä yksilöllisiin eroihin habituaatiotahdissa ja spontaanissa (ei-tehtäväsidonnaisessa) sympaattisessa aktivaatiossa. Lopuksi habituaatiota verrataan poikkeamiin ennustetusta suoritustasosta. Menetelmät. Koehenkilöt (N = 9) pelasivat nopeatempoista ohjaustehtävää yhteensä 40 kierroksen ajan kahdeksassa eri sessiossa 2-3 viikon jakson aikana. Ihon sähkönjohtavuuden vasteita (skin conductance responses, SCR) mitattiin viidessä sessiossa perustason ja tehtäväsuorituksen aikana. Yksilöllinen habituaatiotahti määritettiin tehtäväsidonnaisten SCR-frekvenssien muutoksista sessioiden aikana. Perustasomittausten SCR-frekvenssi puolestaan ilmaisi yksilöllistä spontaania aktiivisuutta. Kierrostason SCR-frekvenssien erojen avulla tutkittiin habituaation ja oppimiskäyrämallin avulla ennustetun suoriutumisen välisiä yhteyksiä. Tulokset ja johtopäätökset. Tehtäväsidonnaisen virittymisen havaittiin vähenevän toistuvien kierrosten mittaan kaikilla koehenkilöillä lähes kaikissa sessioissa, mikä osoitti habituaatiomallin sopivan tehtäväsidonnaisen virittymisen ajallisten muutosten kuvaamiseen. Lisäksi pitkäaikainen tehtäväsidonnainen virittyminen (hidas habituaatio) yhdistyi parempaan suorituskykyyn sekä yksilö- että kierrostasolla. Korkea spontaani aktiivisuus sen sijaan yhdistyi huonompaan suoriutumiseen. Kokonaisuudessaan tulokset viittaavat siihen, että tehtäväsidonnaisen virittymisen ajalliset muutokset oppimisen aikana heijastavat tehtävään liittyvien vihjeiden prosessointia ja otaksuttavasti ilmentävät motivaatiota, joka suuntaa tarkkaavaisuutta, kun taas korkea spontaani aktiivisuus on yhteydessä huonompaan suoritukseen mahdollisesti tehtävään liittymättömän stressin häiritsevän vaikutuksen vuoksi.Objectives. This thesis aims to explore temporal changes in task-related physiological arousal and their connection to performance in repeated trials of a steering task. Moderate physiological arousal is believed to direct attention towards task-relevant stimuli, leading to performance improvements, while too high or low arousal is detrimental (the Yerkes-Dodson law). However, this approach does not explicitly account for changes in arousal over time. In this study, temporal changes in task-related sympathetic arousal are modelled as habituation, which has traditionally been used to describe changes in orienting responses to repeated presentations of non-target stimuli. Habituation during task performance is interpreted in terms of predictability and significance, aiming to describe changes in attentional processing during learning in an evolutionarily plausible manner. Furthermore, connections between performance and individual differences in habituation rate and spontaneous (task-unrelated) sympathetic activity are examined. Finally, habituation is compared to deviations from predicted performance. Methods. Participants (N = 9) played a total of 40 trials of a high-speed steering task in eight sessions over a period of 2-3 weeks. Electrodermal activity during baseline and task performance was recorded in five sessions. Change in task-related skin conductance response (SCR) frequency over trials 1-5 within sessions was used to determine individual rates of habituation whereas SCR frequency during baseline indicated individual spontaneous activity. Trial-level difference scores were used to explore habituation and deviations from predicted performance (a power-law learning curve) within participants. Results and conclusions. Task-related arousal was found to decrease with repeated trials for all participants in nearly all sessions, indicating that a habituation model was successful in capturing changes in arousal in a task situation. Furthermore, sustained task-related arousal (slow habituation) was connected to better performance both between and within participants. High spontaneous activity, on the other hand, was associated with performance decrements. Taken together, these results suggest that temporal changes in task-related arousal during learning are related to the processing of task-relevant cues and may reflect motivational states that direct selective attention, while high spontaneous activity is related to performance decrements, perhaps due to interference from task-unrelated stress.
Subject: tehtäväsidonnainen virittyminen
oppiminen
tarkkaavaisuus
habituaatio
ihon sähkönjohtavuus
task-related arousal
learning
attention
habituation
electrodermal activity


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Tammi_Tuisku_Pro_gradu_2019.pdf 3.885Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record