การวัด เวลาทางจิตเป็นการศึกษาทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับความเร็วในการประมวลผลหรือเวลาตอบสนองในงานด้านความรู้ความเข้าใจเพื่ออนุมานเนื้อหา ระยะเวลา และลำดับเวลาของการดำเนินการทางจิต เวลาตอบสนอง (RT; หรือเรียกอีกอย่างว่า " เวลาตอบสนอง ") วัดจากเวลาที่ผ่านไประหว่างการเริ่มต้นของสิ่งเร้าและการตอบสนองของแต่ละบุคคลในงานด้านความรู้ความเข้าใจขั้นพื้นฐาน (ECTs) ซึ่งเป็นงานด้านการรับรู้และการเคลื่อนไหวที่ค่อนข้างง่ายซึ่งโดยทั่วไปจะดำเนินการในห้องปฏิบัติการ^{[ 1 ]}การวัดเวลาทางจิตเป็นหนึ่งในกระบวนทัศน์วิธีการหลักของจิตวิทยาเชิงทดลอง ความรู้ความเข้าใจ และความแตกต่างของมนุษย์แต่ยังได้รับการวิเคราะห์อย่างแพร่หลายในจิตสรีรวิทยา ประสาทวิทยาศาสตร์เชิงความรู้ความเข้าใจและประสาทวิทยาศาสตร์เชิงพฤติกรรมเพื่อช่วยอธิบายกลไกทางชีววิทยาที่อยู่เบื้องหลังการรับรู้ ความสนใจ และการตัดสินใจในมนุษย์และสัตว์ชนิดอื่นๆ

การวัดเวลาทางจิตใช้การวัดเวลาที่ผ่านไประหว่างการเริ่มต้นของสิ่งเร้าทางประสาทสัมผัสและการตอบสนองทางพฤติกรรมที่ตามมาเพื่อศึกษาลำดับเวลาของการประมวลผลข้อมูลในระบบประสาท^{[ 2 ]}ลักษณะการกระจายของเวลาตอบสนอง เช่น ค่าเฉลี่ยและความแปรปรวน ถือเป็นดัชนีที่มีประโยชน์ของความเร็วและประสิทธิภาพในการประมวลผล ซึ่งบ่งชี้ว่าบุคคลสามารถดำเนินการทางจิตที่เกี่ยวข้องกับงานได้เร็วเพียงใด^{[ 3 ]}การตอบสนองทางพฤติกรรมโดยทั่วไปคือการกดปุ่ม แต่การเคลื่อนไหวของดวงตา การตอบสนองด้วยเสียง และพฤติกรรมที่สังเกตได้อื่นๆ มักถูกนำมาใช้ เวลาตอบสนองนั้นเชื่อว่าถูกจำกัดด้วยความเร็วของการส่งสัญญาณในเนื้อเยื่อสีขาวเช่นเดียวกับประสิทธิภาพการประมวลผลของเนื้อเยื่อสีเทาของเปลือกสมองส่วนหน้า^{[ 4 ]}

การใช้การวัดเวลาทางจิตในการวิจัยทางจิตวิทยามีขอบเขตกว้างขวาง ครอบคลุมถึงแบบจำลองเชิงกฎเกณฑ์ของการประมวลผลข้อมูลในระบบการได้ยินและการมองเห็นของมนุษย์ รวมถึงหัวข้อจิตวิทยาเชิงเปรียบเทียบ เช่น บทบาทของความแตกต่างระหว่างบุคคลในเวลาตอบสนอง (RT) ในความสามารถทางปัญญาของมนุษย์ การสูงวัย และผลลัพธ์ทางคลินิกและจิตเวชต่างๆ^{[ 3 ]}แนวทางการทดลองในการวัดเวลาทางจิตประกอบด้วยหัวข้อต่างๆ เช่น การศึกษาเชิงประจักษ์เกี่ยวกับความล่าช้าของเสียงและมือความสนใจ ทางสายตา และการได้ยิน การตัดสินและการบูรณาการเชิงเวลา ภาษาและการอ่าน เวลาการเคลื่อนไหวและการตอบสนองของมอเตอร์ เวลาในการรับรู้และการตัดสินใจความจำและการรับรู้เวลาแบบอัตวิสัย^{[ 5 ]}ข้อสรุปเกี่ยวกับการประมวลผลข้อมูลที่ได้จากเวลาตอบสนอง (RT) มักจะพิจารณาถึงการออกแบบการทดลองของงาน ข้อจำกัดในเทคโนโลยีการวัด และการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์^{[ 6 ]}

แนวคิดที่ว่าปฏิกิริยาของมนุษย์ต่อสิ่งเร้าภายนอกนั้นถูกส่งผ่านทางอินเทอร์เฟซทางชีวภาพ (เช่น เส้นประสาท) นั้นมีมานานเกือบเท่ากับสาขาปรัชญาวิทยาศาสตร์เอง นักคิด ในยุคเรืองปัญญาอย่างเรเน่ เดส์การ์ตส์เสนอว่าปฏิกิริยาตอบสนองโดยอัตโนมัติต่อความเจ็บปวด ตัวอย่างเช่น จะถูกส่งผ่านเส้นใยบางชนิด—ซึ่งปัจจุบันได้รับการยอมรับว่าเป็นส่วนหนึ่งของระบบประสาท—ขึ้นไปยังสมอง ซึ่งจะถูกประมวลผลเป็นประสบการณ์ความเจ็บปวดในเชิงอัตวิสัย อย่างไรก็ตาม เดส์การ์ตส์และคนอื่นๆ คิดว่าปฏิกิริยาตอบสนองโดยอัตโนมัติต่อสิ่งเร้าทางชีวภาพนี้เกิดขึ้นทันที และด้วยเหตุนี้จึงไม่สามารถวัดได้อย่างเป็นรูปธรรม^{[ 7 ]}

เอกสารฉบับแรกที่บันทึกเวลาตอบสนองของมนุษย์ในฐานะตัวแปรทางวิทยาศาสตร์นั้น เกิดขึ้นในอีกหลายศตวรรษต่อมา จากข้อกังวลเชิงปฏิบัติที่เกิดขึ้นในสาขาดาราศาสตร์ ในปี ค.ศ. 1820 นักดาราศาสตร์ชาวเยอรมันฟรีดริช เบสเซลได้ศึกษาปัญหาความแม่นยำในการบันทึกการเคลื่อนผ่านของดาวฤกษ์ ซึ่งโดยทั่วไปจะทำโดยการใช้จังหวะของเครื่องวัดจังหวะเพื่อประมาณเวลาที่ดาวฤกษ์เคลื่อนผ่านเส้นแสงของกล้องโทรทรรศน์ เบสเซลสังเกตเห็นความคลาดเคลื่อนของเวลาภายใต้วิธีนี้ระหว่างบันทึกของนักดาราศาสตร์หลายคน และพยายามปรับปรุงความแม่นยำโดยคำนึงถึงความแตกต่างของแต่ละบุคคลในเรื่องเวลา สิ่งนี้ทำให้นักดาราศาสตร์หลายคนพยายามหาวิธีลดความแตกต่างระหว่างบุคคลเหล่านี้ ซึ่งต่อมาเป็นที่รู้จักกันในชื่อ "สมการส่วนบุคคล" ของการกำหนดเวลาทางดาราศาสตร์^{[ 8 ]}ปรากฏการณ์นี้ได้รับการสำรวจอย่างละเอียดโดยนักสถิติชาวอังกฤษคาร์ล เพียร์สันผู้ซึ่งออกแบบอุปกรณ์ชิ้นแรกๆ เพื่อวัดปรากฏการณ์นี้^{[ 7 ]}

การสอบสวนทางจิตวิทยาล้วนๆ เกี่ยวกับธรรมชาติของเวลาตอบสนองเกิดขึ้นในช่วงกลางทศวรรษ 1850 จิตวิทยาในฐานะวิทยาศาสตร์เชิงปริมาณและเชิงทดลองนั้น ในอดีตถือว่าแบ่งออกเป็นสองสาขาหลักๆ คือ จิตวิทยาเชิงทดลองและจิตวิทยาเชิงอนุพันธ์^{[ 10 ]}การศึกษาทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการวัดเวลาทางจิต ซึ่งเป็นหนึ่งในพัฒนาการแรกๆ ของจิตวิทยาเชิงวิทยาศาสตร์ ได้นำเอาการแบ่งแยกนี้มาใช้ตั้งแต่ช่วงกลางทศวรรษ 1800 เมื่อนักวิทยาศาสตร์อย่างHermann von HelmholtzและWilhelm Wundtออกแบบงานทดสอบเวลาตอบสนองเพื่อพยายามวัดความเร็วของการส่งสัญญาณประสาท ตัวอย่างเช่น Wundt ได้ทำการทดลองเพื่อทดสอบว่าการกระตุ้นทางอารมณ์ส่งผลต่ออัตราชีพจรและอัตราการหายใจหรือไม่โดยใช้เครื่องบันทึกคลื่นไฟฟ้าหัวใจ^{[ 11 ]}

โดยทั่วไปแล้ว เซอร์ฟรานซิส กัลตันได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้ก่อตั้งจิตวิทยาเชิง ความแตกต่าง ซึ่งมุ่งที่จะกำหนดและอธิบายความแตกต่างทางจิตใจระหว่างบุคคล เขาเป็นคนแรกที่ใช้การทดสอบ RT ที่เข้มงวดโดยมีเจตนาชัดเจนในการกำหนดค่าเฉลี่ยและช่วงของความแตกต่างระหว่างบุคคลในลักษณะทางจิตใจและพฤติกรรมของมนุษย์ กัลตันตั้งสมมติฐานว่าความแตกต่างในสติปัญญาจะสะท้อนให้เห็นในความแปรปรวนของการแยกแยะทางประสาทสัมผัสและความเร็วในการตอบสนองต่อสิ่งเร้า และเขาสร้างเครื่องมือต่างๆ เพื่อทดสอบการวัดที่แตกต่างกันนี้ รวมถึง RT ต่อสิ่งเร้าทางสายตาและเสียง การทดสอบของเขาเกี่ยวข้องกับการคัดเลือกผู้ชาย ผู้หญิง และเด็กกว่า 10,000 คนจากประชาชนในลอนดอน^{[ 3 ]}

เวลฟอร์ด (1980) ตั้งข้อสังเกตว่าการศึกษาทางประวัติศาสตร์เกี่ยวกับเวลาตอบสนองของมนุษย์นั้นเกี่ยวข้องกับปัญหาการวิจัยที่แตกต่างกัน 5 ประเภท ซึ่งบางประเภทได้พัฒนาเป็นกระบวนทัศน์ที่ยังคงใช้กันอยู่ในปัจจุบัน โดเมนเหล่านี้โดยทั่วไปอธิบายได้ว่าเป็นปัจจัยทางประสาทสัมผัส ลักษณะการตอบสนอง การเตรียมการ การเลือก และการรับรู้ที่เกิดขึ้นพร้อมกัน^{[ 8 ]}

นักวิจัยในยุคแรกสังเกตว่าการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางประสาทสัมผัสของสิ่งเร้าส่งผลต่อเวลาตอบสนอง โดยการเพิ่มความโดดเด่นในการรับรู้ของสิ่งเร้ามีแนวโน้มที่จะลดเวลาตอบสนอง การเปลี่ยนแปลงนี้สามารถเกิดขึ้นได้จากการจัดการหลายวิธี ซึ่งจะกล่าวถึงต่อไปนี้ โดยทั่วไปแล้ว การเปลี่ยนแปลงในเวลาตอบสนองที่เกิดจากการจัดการปัจจัยทางประสาทสัมผัสมีแนวโน้มที่จะเป็นผลมาจากความแตกต่างในกลไกส่วนปลายมากกว่ากระบวนการส่วนกลาง^{[ 8 ]}

หนึ่งในความพยายามแรกๆ ในการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่ออธิบายผลกระทบของคุณสมบัติทางประสาทสัมผัสของสิ่งเร้าต่อระยะเวลาในการตอบสนอง มาจากการสังเกตว่า การเพิ่มความเข้มของสิ่งเร้ามีแนวโน้มที่จะทำให้เวลาตอบสนองสั้นลง ตัวอย่างเช่นอองรี ปิเอรอน (1920) ได้เสนอสูตรเพื่อสร้างแบบจำลองความสัมพันธ์นี้ในรูปแบบทั่วไปดังนี้:

${\displaystyle RT={\frac {a}{i^{n}}}+k}$,

โดยที่แทนความเข้มของสิ่งเร้าแทนค่าเวลาที่ลดได้แทนค่าเวลาที่ลดไม่ได้ และแทนเลขชี้กำลังตัวแปรที่แตกต่างกันไปตามประสาทสัมผัสและเงื่อนไข^{[ 12 ]}สูตรนี้สะท้อนถึงการสังเกตว่าเวลาตอบสนองจะลดลงเมื่อความเข้มของสิ่งเร้าเพิ่มขึ้นจนถึงค่าคงที่ซึ่งแสดงถึงขีดจำกัดล่างทางทฤษฎีที่ต่ำกว่านั้นสรีรวิทยาของมนุษย์ไม่สามารถทำงานได้อย่างมีความหมาย^{[ 8 ]}${\displaystyle i}$${\displaystyle a}$${\displaystyle k}$${\displaystyle n}$${\displaystyle k}$

ในช่วงต้นทศวรรษ 1930 พบว่าผลของความเข้มของสิ่งเร้าต่อการลดเวลาตอบสนองนั้นเป็นแบบสัมพัทธ์มากกว่าแบบสัมบูรณ์ การสังเกตปรากฏการณ์นี้ครั้งแรกๆ มาจากการวิจัยของCarl Hovland ซึ่งแสดงให้เห็นด้วยเทียนหลายเล่มที่วางในระยะโฟกัสที่แตกต่างกันว่าผลของความเข้มของสิ่งเร้าต่อเวลาตอบสนองนั้นขึ้นอยู่กับระดับ การปรับตัวก่อนหน้านี้^{[ 13 ]}

นอกเหนือจากความเข้มของสิ่งเร้าแล้ว การเปลี่ยนแปลงความแรงของสิ่งเร้า (นั่นคือ "ปริมาณ" ของสิ่งเร้าที่มีให้แก่อุปกรณ์รับรู้ต่อหน่วยเวลา) ยังสามารถทำได้โดยการเพิ่มทั้งพื้นที่และระยะเวลาของสิ่งเร้าที่นำเสนอในงาน RT ผลกระทบนี้ได้รับการบันทึกไว้ในการวิจัยในช่วงแรกสำหรับเวลาตอบสนองต่อรสชาติโดยการเปลี่ยนแปลงพื้นที่เหนือต่อมรับรสสำหรับการตรวจจับสิ่งเร้ารสชาติ^{[ 14 ]}และสำหรับขนาดของสิ่งเร้าทางสายตาเป็นปริมาณพื้นที่ในสนามสายตา^{[ 15 ] [ 16 ]}ในทำนองเดียวกัน การเพิ่มระยะเวลาของสิ่งเร้าที่มีอยู่ในงานเวลาตอบสนองพบว่าทำให้เวลาตอบสนองต่อสิ่งเร้าทางสายตา^{[ 15 ]}และสิ่งเร้าทางเสียง^{[ 17 ]} เร็วขึ้นเล็กน้อย แม้ว่าผลกระทบเหล่านี้มักจะเล็กน้อยและส่วนใหญ่เป็นผลมาจากความไวต่อตัวรับความรู้สึก^{[ 8 ]}

รูปแบบการรับรู้ที่ใช้ในการกระตุ้นในงานทดสอบเวลาตอบสนองนั้นขึ้นอยู่กับเวลาการนำกระแสประสาทรับความรู้สึก คุณสมบัติการเปลี่ยนแปลงสถานะ และช่วงของการแยกแยะการรับรู้ทางประสาทสัมผัสที่มีอยู่ในประสาทสัมผัสต่างๆ ของเรา^{[ 8 ]}ตัวอย่างเช่น นักวิจัยในยุคแรกๆ พบว่าสัญญาณเสียงสามารถเข้าถึงกลไกการประมวลผลส่วนกลางได้ภายใน 8–10 มิลลิวินาที^{[ 18 ]}ในขณะที่สิ่งเร้าทางสายตามักใช้เวลาประมาณ 20–40 มิลลิวินาที^{[ 19 ]}ประสาทสัมผัสของสัตว์ก็แตกต่างกันอย่างมากในความสามารถในการเปลี่ยนแปลงสถานะอย่างรวดเร็ว โดยบางระบบสามารถเปลี่ยนแปลงได้เกือบจะในทันที ในขณะที่บางระบบเปลี่ยนแปลงได้ช้ากว่ามาก ตัวอย่างเช่น ระบบการทรงตัว ซึ่งควบคุมการรับรู้ตำแหน่งของตนเองในอวกาศ จะอัปเดตช้ากว่าระบบการได้ยินมาก^{[ 8 ]}ช่วงของการแยกแยะการรับรู้ทางประสาทสัมผัสของประสาทสัมผัสที่กำหนดก็แตกต่างกันอย่างมากทั้งภายในและระหว่างรูปแบบการรับรู้ทางประสาทสัมผัส ตัวอย่างเช่น Kiesow (1903) พบในงานทดสอบเวลาตอบสนองของรสชาติว่ามนุษย์มีความไวต่อรสเค็มบนลิ้นมากกว่ารสหวาน ซึ่งสะท้อนให้เห็นในเวลาตอบสนองที่เร็วกว่ารสเค็มมากกว่ารสหวานถึง 100 มิลลิวินาที^{[ 20 ]}

การศึกษาในช่วงแรกเกี่ยวกับผลกระทบของลักษณะการตอบสนองต่อเวลาปฏิกิริยาส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่ปัจจัยทางสรีรวิทยาที่มีอิทธิพลต่อความเร็วในการตอบสนอง ตัวอย่างเช่น Travis (1929) พบในงาน RT การกดปุ่มว่าผู้เข้าร่วม 75% มีแนวโน้มที่จะรวมเฟสลงของอัตราการสั่นทั่วไปของนิ้วที่เหยียดออก ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 8–12 ครั้งต่อวินาที ในการกดปุ่มเพื่อตอบสนองต่อสิ่งเร้า^{[ 21 ]}แนวโน้มนี้ชี้ให้เห็นว่าการกระจายเวลาตอบสนองมีลักษณะเป็นคาบ และเวลาปฏิกิริยาที่กำหนดได้รับอิทธิพลจากจุดในช่วงวงจรการสั่นที่กระตุ้นให้เกิดการตอบสนอง การค้นพบนี้ได้รับการสนับสนุนเพิ่มเติมจากงานต่อมาในช่วงกลางทศวรรษ 1900 ที่แสดงให้เห็นว่าการตอบสนองมีความแปรปรวนน้อยลงเมื่อมีการนำเสนอสิ่งเร้าใกล้กับจุดสูงสุดหรือต่ำสุดของวงจรการสั่น^{[ 22 ]}

ความตึงเครียดของกล้ามเนื้อที่คาดการณ์ไว้ล่วงหน้าเป็นปัจจัยทางสรีรวิทยาอีกประการหนึ่งที่นักวิจัยในยุคแรกพบว่าเป็นตัวทำนายเวลาตอบสนอง^{[ 23 ] [ 24 ]}โดยความตึงเครียดของกล้ามเนื้อถูกตีความว่าเป็นดัชนีของระดับการกระตุ้นของเปลือกสมอง กล่าวคือ หากสถานะการกระตุ้นทางสรีรวิทยาอยู่ในระดับสูงเมื่อเริ่มมีสิ่งเร้า ความตึงเครียดของกล้ามเนื้อที่มีอยู่ก่อนแล้วจะช่วยให้ตอบสนองได้เร็วขึ้น หากการกระตุ้นอยู่ในระดับต่ำ ความตึงเครียดของกล้ามเนื้อที่อ่อนแอจะทำนายการตอบสนองที่ช้าลง อย่างไรก็ตาม พบว่าการกระตุ้นมากเกินไป (และด้วยเหตุนี้ความตึงเครียดของกล้ามเนื้อ) มากเกินไปยังส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพในงาน RT อันเป็นผลมาจากอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนที่บกพร่อง^{[ 8 ]}

เช่นเดียวกับการกระตุ้นประสาทสัมผัสหลายอย่าง ลักษณะการตอบสนองทางสรีรวิทยาเช่นตัวบ่งชี้เวลาตอบสนองนั้น ส่วนใหญ่ทำงานอยู่นอกเหนือกระบวนการประมวลผลส่วนกลาง ซึ่งทำให้ผลกระทบเหล่านี้แตกต่างจากผลกระทบของการเตรียมการที่กล่าวถึงต่อไป

ข้อสังเกตอีกประการหนึ่งที่พบครั้งแรกในการวิจัยด้านการวัดเวลาในยุคแรกคือ สัญญาณ "เตือน" ที่ปรากฏขึ้นก่อนสิ่งเร้าโดยทั่วไปจะส่งผลให้เวลาตอบสนองสั้นลง ช่วงเวลาเตือนสั้นๆ นี้ ซึ่งเรียกว่า "ความคาดหวัง" ในงานพื้นฐานนี้ วัดได้ในงาน RT ง่ายๆ โดยวัดจากความยาวของช่วงเวลาระหว่างการเตือนและการนำเสนอสิ่งเร้าที่จะต้องตอบสนอง ความสำคัญของความยาวและความแปรปรวนของความคาดหวังในการวิจัยด้านการวัดเวลาทางจิตนั้นได้รับการสังเกตครั้งแรกในช่วงต้นทศวรรษ 1900 และยังคงเป็นข้อพิจารณาที่สำคัญในการวิจัยสมัยใหม่ สะท้อนให้เห็นในการวิจัยสมัยใหม่ในปัจจุบันในการใช้ช่วงเวลา ก่อนหน้าที่แปรผันได้ ซึ่งนำหน้าการนำเสนอสิ่งเร้า^{[ 8 ]}

ความสัมพันธ์นี้สามารถสรุปได้ง่ายๆ ด้วยสมการ:

${\displaystyle RT=a+b\log {\frac {1}{p}},}$

โดยที่และเป็นค่าคงที่ที่เกี่ยวข้องกับงาน และแสดงถึงความน่าจะเป็นที่สิ่งเร้าจะปรากฏขึ้นในเวลาใดเวลาหนึ่ง^{[ 8 ]}${\displaystyle a}$${\displaystyle b}$${\displaystyle p}$

ในงาน RT แบบง่ายๆ ช่วงเวลาก่อนหน้าคงที่ประมาณ 300 มิลลิวินาทีตลอดชุดการทดลองมักจะทำให้ได้การตอบสนองที่เร็วที่สุดสำหรับแต่ละบุคคล และการตอบสนองจะยาวนานขึ้นเมื่อช่วงเวลาก่อนหน้ายาวขึ้น ซึ่งเป็นผลที่แสดงให้เห็นได้ถึงช่วงเวลาก่อนหน้าหลายร้อยวินาที^{[ 25 ]}ช่วงเวลาก่อนหน้าที่มีช่วงเวลาแปรผัน หากนำเสนอด้วยความถี่เท่ากันแต่เรียงลำดับแบบสุ่ม มักจะทำให้ RT ช้าลงเมื่อช่วงเวลาสั้นกว่าค่าเฉลี่ยของชุด และอาจเร็วขึ้นหรือช้าลงเมื่อมากกว่าค่าเฉลี่ย^{[ 26 ] [ 27 ]}ไม่ว่าจะคงที่หรือแปรผัน ช่วงเวลาก่อนหน้าที่น้อยกว่า 300 มิลลิวินาทีอาจทำให้ RT ล่าช้า เนื่องจากกระบวนการประมวลผลคำเตือนอาจไม่มีเวลาเสร็จสมบูรณ์ก่อนที่สิ่งเร้าจะมาถึง ความล่าช้าประเภทนี้มีนัยสำคัญต่อคำถามเกี่ยวกับการประมวลผลส่วนกลางที่จัดเรียงตามลำดับ ซึ่งเป็นหัวข้อที่ซับซ้อนซึ่งได้รับความสนใจเชิงประจักษ์มากมายในศตวรรษต่อจากงานพื้นฐานนี้^{[ 28 ]}

จำนวนตัวเลือกที่เป็นไปได้ได้รับการยอมรับตั้งแต่เนิ่นๆ ว่าเป็นปัจจัยสำคัญที่กำหนดเวลาตอบสนอง โดยเวลาตอบสนองจะยาวนานขึ้นตามจำนวนสัญญาณที่เป็นไปได้และการตอบสนองที่เป็นไปได้^{[ 8 ]}

นักวิทยาศาสตร์คนแรกที่ตระหนักถึงความสำคัญของตัวเลือกการตอบสนองต่อเวลาตอบสนอง (RT) คือฟรานซิสคัส ดอนเดอร์ส (1868/1969) ดอนเดอร์สพบว่าเวลาตอบสนองแบบง่ายนั้นสั้นกว่าเวลาตอบสนองแบบการจดจำ และเวลาตอบสนองแบบการเลือกนั้นยาวกว่าทั้งสองแบบ^{[ 29 ]}ดอนเดอร์สยังได้คิดค้นวิธีการลบเพื่อวิเคราะห์เวลาที่ใช้ในการดำเนินการทางจิต^{[ 30 ]}ตัวอย่างเช่น การลบเวลาตอบสนองแบบง่ายออกจากเวลาตอบสนองแบบการเลือก ทำให้สามารถคำนวณได้ว่าต้องใช้เวลาเท่าใดในการเชื่อมโยง วิธีนี้เป็นวิธีหนึ่งในการตรวจสอบกระบวนการทางปัญญาที่อยู่เบื้องหลังงานรับรู้และการเคลื่อนไหวแบบง่าย และเป็นพื้นฐานของการพัฒนาในภายหลัง^{[ 30 ]}

แม้ว่างานของดอนเดอร์สจะปูทางไปสู่การวิจัยในอนาคตเกี่ยวกับการทดสอบการวัดเวลาทางจิต แต่ก็ไม่ได้ปราศจากข้อเสีย วิธีการแทรกของเขา ซึ่งมักเรียกว่า "การแทรกแบบบริสุทธิ์" นั้นตั้งอยู่บนสมมติฐานที่ว่าการแทรกข้อกำหนดที่ซับซ้อนเฉพาะลงในแบบจำลอง RT จะไม่ส่งผลกระทบต่อองค์ประกอบอื่น ๆ ของการทดสอบ สมมติฐานนี้—ที่ว่าผลกระทบที่เพิ่มขึ้นต่อ RT นั้นเป็นแบบบวกอย่างเคร่งครัด—ไม่สามารถยืนหยัดได้ในการทดสอบเชิงทดลองในภายหลัง ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการแทรกสามารถโต้ตอบกับส่วนอื่น ๆ ของแบบจำลอง RT ได้ ถึงกระนั้น ทฤษฎีของดอนเดอร์สก็ยังคงน่าสนใจ และแนวคิดของเขายังคงถูกนำไปใช้ในบางสาขาของจิตวิทยา ซึ่งปัจจุบันมีเครื่องมือทางสถิติที่สามารถนำมาใช้ได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น^{[ 3 ]}

ความสนใจในเนื้อหาของจิตสำนึกซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของการศึกษาในช่วงแรกของ Wundt และ นักจิตวิทยา โครงสร้างนิยม คนอื่นๆ ส่วนใหญ่ไม่ได้รับความนิยมอีกต่อไปเมื่อพฤติกรรมนิยมเข้ามามีบทบาทในช่วงทศวรรษ 1920 อย่างไรก็ตาม การศึกษาเกี่ยวกับการรับรู้ที่เกิดขึ้นพร้อมกันในบริบทของเวลาตอบสนองถือเป็นการพัฒนาทางประวัติศาสตร์ที่สำคัญในช่วงปลายทศวรรษ 1800 และต้นทศวรรษ 1900 ตัวอย่างเช่น Wundt และOswald Külpe ผู้ร่วมงานของเขา มักศึกษาเวลาตอบสนองโดยขอให้ผู้เข้าร่วมอธิบายกระบวนการรับรู้ที่เกิดขึ้นระหว่างการปฏิบัติงานดังกล่าว^{[ 8 ]}

การวัดโครโนเมตริกจากแบบแผนเวลาปฏิกิริยามาตรฐานคือค่าดิบของเวลาที่ผ่านไประหว่างการเริ่มต้นของสิ่งเร้าและการตอบสนองของมอเตอร์ โดยทั่วไปเวลาเหล่านี้จะวัดเป็นมิลลิวินาที (ms) และถือเป็นการ วัด มาตราส่วนอัตราส่วนที่มีช่วงเวลาเท่ากันและศูนย์ที่แท้จริง^{[ 3 ]}

เวลาตอบสนองในงานจับเวลาโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับการวัดห้าประเภท ได้แก่แนวโน้มศูนย์กลางของเวลาตอบสนองจากการทดลองแต่ละครั้งสำหรับบุคคลหรือเงื่อนไขงานที่กำหนด ซึ่งมักจะวัดด้วยค่าเฉลี่ยเลขคณิตแต่บางครั้งอาจใช้ ค่า มัธยฐานและพบได้น้อยกว่า คือ ค่าฐานนิยม ความแปรปรวนภายใน บุคคล ความแปรผันของการตอบสนองของแต่ละบุคคลภายในหรือระหว่างเงื่อนไขของงานความเบี่ยงเบนซึ่งเป็นการวัดความไม่สมมาตรของการกระจายเวลาตอบสนองระหว่างการทดลอง ความชันความแตกต่างระหว่างค่าเฉลี่ยเวลาตอบสนองในงานประเภทหรือความซับซ้อนที่แตกต่างกัน และความถูกต้องหรืออัตราข้อผิดพลาด สัดส่วนของการตอบสนองที่ถูกต้องสำหรับบุคคลหรือเงื่อนไขงานที่กำหนด^{[ 3 ]}

เวลาตอบสนองของมนุษย์ในงานปฏิกิริยาตอบสนองแบบง่ายมักจะอยู่ที่ประมาณ 200 มิลลิวินาที กระบวนการที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาสั้นๆ นี้ทำให้สมองสามารถรับรู้สภาพแวดล้อมโดยรอบ ระบุวัตถุที่น่าสนใจ ตัดสินใจกระทำการใดๆ เพื่อตอบสนองต่อวัตถุ และออกคำสั่งการเคลื่อนไหวเพื่อดำเนินการเคลื่อนไหว กระบวนการเหล่านี้ครอบคลุมทั้งด้านการรับรู้และการเคลื่อนไหว และเกี่ยวข้องกับการตัดสินใจในการรับรู้และการวางแผนการเคลื่อนไหว^{[ 31 ]}นักวิจัยหลายคนพิจารณาว่าขีดจำกัดล่างของเวลาตอบสนองที่ถูกต้องควรอยู่ระหว่าง 100 ถึง 200 มิลลิวินาที ซึ่งถือเป็นเวลาขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับกระบวนการทางสรีรวิทยา เช่น การรับรู้สิ่งเร้าและการตอบสนองทางมอเตอร์^{[ 32 ]}การตอบสนองที่เร็วกว่านี้มักเกิดจาก "การตอบสนองแบบคาดการณ์ล่วงหน้า" ซึ่งการตอบสนองทางมอเตอร์ของบุคคลนั้นได้รับการตั้งโปรแกรมไว้แล้วและกำลังดำเนินการอยู่ก่อนที่จะมีสิ่งเร้า^{[ 3 ]}และอาจไม่สะท้อนถึงกระบวนการที่สนใจ^{[ 6 ]}

เวลาตอบสนองในการทดลองของแต่ละบุคคลจะมีการกระจายแบบไม่สมมาตรและเบ้ไปทางขวาเสมอ ดังนั้นจึงแทบจะไม่เป็นไปตามการกระจายแบบปกติ (Gaussian) รูปแบบที่สังเกตได้โดยทั่วไปคือ ค่าเฉลี่ยของเวลาตอบสนอง (RT) จะมีค่ามากกว่าค่ามัธยฐานของเวลาตอบสนอง (RT) เสมอ และค่ามัธยฐานของเวลาตอบสนอง (RT) จะมีค่ามากกว่าค่าสูงสุดของการกระจาย (mode) หนึ่งในเหตุผลที่ชัดเจนที่สุดสำหรับรูปแบบมาตรฐานนี้คือ แม้ว่าจะมีปัจจัยหลายอย่างที่อาจทำให้เวลาตอบสนองในการทดลองแต่ละครั้งยาวนานขึ้นได้ แต่ในทางสรีรวิทยาแล้วเป็นไปไม่ได้ที่จะทำให้เวลาตอบสนองในการทดลองแต่ละครั้งสั้นลงเกินขีดจำกัดของการรับรู้ของมนุษย์ (โดยทั่วไปถือว่าอยู่ระหว่าง 100 ถึง 200 มิลลิวินาที) และในทางตรรกะแล้วก็เป็นไปไม่ได้ที่ระยะเวลาของการทดลองจะเป็นค่าลบ^{[ 3 ]}

เหตุผลหนึ่งสำหรับความแปรปรวนที่ขยายส่วนหางด้านขวาของการกระจายเวลาตอบสนองของแต่ละบุคคลคือ การขาด ความสนใจ ชั่วขณะ เพื่อปรับปรุงความน่าเชื่อถือของเวลาตอบสนองของแต่ละบุคคล นักวิจัยมักจะกำหนดให้ผู้ถูกทดลองทำการทดลองหลายครั้ง จากนั้นจึงคำนวณค่าเวลาตอบสนอง 'ทั่วไป' หรือค่าพื้นฐาน การหาค่าเฉลี่ยของเวลาตอบสนองดิบนั้นแทบจะไม่ใช่วิธีที่มีประสิทธิภาพในการกำหนดลักษณะเวลาตอบสนองทั่วไป และวิธีการอื่น ๆ (เช่น การสร้างแบบจำลองการกระจายเวลาตอบสนองทั้งหมด) มักจะเหมาะสมกว่า^{[ 32 ]}

มีการพัฒนาแนวทางที่แตกต่างกันหลายวิธีเพื่อวิเคราะห์การวัด RT โดยเฉพาะอย่างยิ่งในวิธีการจัดการกับปัญหาที่เกิดขึ้นจากการตัดค่าผิดปกติ^{[ 33 ]}การแปลงข้อมูล^{[ 32 ]}การแลกเปลี่ยนระหว่างความเร็วและความแม่นยำของการวัดที่เชื่อถือได้^{[ 34 ]}แบบจำลองผสม^{[ 35 ] [ 36 ]}แบบจำลองคอนโวลูชัน^{[ 37 ]}การเปรียบเทียบที่เกี่ยวข้องกับลำดับสุ่ม^{[ 38 ]}และการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของ ความแปรผัน แบบสุ่มในการตอบสนองตามเวลา^{[ 6 ]}

ต่อยอดจากการสังเกตการณ์เบื้องต้นของดอนเดอร์สเกี่ยวกับผลกระทบของจำนวนตัวเลือกการตอบสนองต่อระยะเวลาของเวลาตอบสนอง (RT) ดับเบิลยู ฮิก (1952) ได้คิดค้นการทดลองเกี่ยวกับเวลาตอบสนอง โดยนำเสนอชุดการทดสอบเก้าชุด ซึ่งแต่ละชุดมี ตัวเลือกที่เป็นไปได้ nตัวเลือกเท่าๆ กัน การทดลองนี้วัดเวลาตอบสนองของผู้เข้าร่วมการทดลองโดยพิจารณาจากจำนวนตัวเลือกที่เป็นไปได้ในแต่ละครั้ง ฮิกแสดงให้เห็นว่าเวลาตอบสนองของแต่ละบุคคลเพิ่มขึ้นในปริมาณคงที่ตามจำนวนตัวเลือกที่มีอยู่ หรือ "ความไม่แน่นอน" ที่เกี่ยวข้องกับสิ่งเร้าปฏิกิริยาที่จะปรากฏขึ้นต่อไป ความไม่แน่นอนวัดได้ในหน่วย "บิต" ซึ่งนิยามว่าเป็นปริมาณข้อมูลที่ลดความไม่แน่นอนลงครึ่งหนึ่งในทฤษฎีสารสนเทศในการทดลองของฮิก พบว่าเวลาตอบสนองเป็นฟังก์ชันของลอการิทึมฐานสองของจำนวนตัวเลือกที่มีอยู่ ( n ) ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า "กฎของฮิก" และกล่าวกันว่าเป็นมาตรวัด "อัตราการได้รับข้อมูล" โดยปกติกฎนี้จะแสดงด้วยสูตร:

${\displaystyle RT=a+b\log _{2}(n+1)}$,

โดยที่และเป็นค่าคงที่ที่แสดงถึงจุดตัดและความชันของฟังก์ชัน และคือจำนวนทางเลือก^{[ 39 ]} กล่อง Jensen เป็นการประยุกต์ใช้กฎของ Hick ในยุคหลังๆ^{[ 3 ]}กฎของ Hick มีการประยุกต์ใช้ที่น่าสนใจในยุคปัจจุบันในด้านการตลาด โดยที่เมนูร้านอาหารและอินเทอร์เฟซเว็บ (และอื่นๆ) ใช้ประโยชน์จากหลักการของกฎนี้ในการพยายามทำให้ผู้บริโภคใช้งานได้รวดเร็วและง่าย^{[ 40 ]}${\displaystyle a}$${\displaystyle b}$${\displaystyle n}$

แบบจำลองการเคลื่อนตัวและการแพร่กระจาย (DDM) เป็นสูตรทางคณิตศาสตร์ที่กำหนดไว้อย่างดีเพื่ออธิบายความแปรปรวนที่สังเกตได้ในเวลาตอบสนองและความแม่นยำในการทดลองต่างๆ ในงานทดสอบเวลาตอบสนอง (โดยทั่วไปคือแบบสองตัวเลือก) ^{[ 41 ]}

แบบจำลองนี้และรูปแบบต่างๆ ของแบบจำลองนี้อธิบายถึงคุณลักษณะการกระจายตัวเหล่านี้โดยการแบ่งการทดลองเวลาตอบสนองออกเป็นขั้นตอนที่เหลือจากการตัดสินใจที่ไม่ใช่การตัดสินใจและขั้นตอน "การแพร่กระจาย" แบบสุ่ม ซึ่งเป็นขั้นตอนที่สร้างการตัดสินใจตอบสนองจริง การกระจายตัวของเวลาตอบสนองในการทดลองต่างๆ ถูกกำหนดโดยอัตราที่หลักฐานสะสมในเซลล์ประสาทที่มีองค์ประกอบ "การเดินแบบสุ่ม" พื้นฐาน อัตราการเคลื่อนที่ ( v ) คืออัตราเฉลี่ยที่หลักฐานนี้สะสมในขณะที่มีสัญญาณรบกวนแบบสุ่มนี้ เกณฑ์การตัดสินใจ ( a ) แสดงถึงความกว้างของขอบเขตการตัดสินใจ หรือปริมาณหลักฐานที่จำเป็นก่อนที่จะมีการตอบสนอง การทดลองจะสิ้นสุดลงเมื่อหลักฐานที่สะสมถึงขอบเขตที่ถูกต้องหรือไม่ถูกต้อง^{[ 42 ]}

งานวิจัยด้านการวัดเวลาสมัยใหม่มักใช้รูปแบบต่างๆ ของแบบแผนงานวัดเวลาตอบสนองอย่างน้อยหนึ่งประเภทจากหมวดหมู่กว้างๆ ต่อไปนี้ ซึ่งไม่จำเป็นต้องแยกออกจากกันโดยสิ้นเชิงในทุกกรณี

เวลาตอบสนอง แบบง่ายคือการเคลื่อนไหวที่ผู้สังเกตต้องใช้ในการตอบสนองต่อการปรากฏตัวของสิ่งเร้า ตัวอย่างเช่น ผู้เข้าร่วมอาจถูกขอให้กดปุ่มทันทีที่แสงหรือเสียงปรากฏขึ้น เวลาตอบสนองเฉลี่ยสำหรับบุคคลวัยเรียนวิทยาลัยอยู่ที่ประมาณ 160 มิลลิวินาทีในการตรวจจับสิ่งเร้าทางเสียง และประมาณ 190 มิลลิวินาทีในการตรวจจับสิ่งเร้าทางสายตา^{[ 29 ] [ 43 ]}

เวลาตอบสนองเฉลี่ยของนักวิ่งระยะสั้นในการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกที่ปักกิ่งคือ 166 มิลลิวินาทีสำหรับผู้ชายและ 169 มิลลิวินาทีสำหรับผู้หญิง แต่ในการออกตัว 1 ใน 1,000 ครั้ง พวกเขาสามารถทำเวลาได้ 109 มิลลิวินาทีและ 121 มิลลิวินาทีตามลำดับ^{[ 44 ]}การศึกษานี้ยังสรุปได้ว่าเวลาตอบสนองที่ยาวนานกว่าของผู้หญิงอาจเป็นผลมาจากวิธีการวัดที่ใช้ ซึ่งชี้ให้เห็นว่าระบบเซ็นเซอร์ของบล็อกเริ่มต้นอาจมองข้ามการออกตัวผิดพลาดของผู้หญิงเนื่องจากแรงกดบนแผ่นรองไม่เพียงพอ ผู้เขียนแนะนำว่าการชดเชยค่าเกณฑ์นี้จะช่วยปรับปรุงความแม่นยำในการตรวจจับการออกตัวผิดพลาดในนักวิ่งหญิง

IAAF มีกฎที่เป็นข้อถกเถียงว่า หากนักกีฬาเคลื่อนไหวในเวลาน้อยกว่า 100 มิลลิวินาที จะถือว่าเป็นการออกตัวผิดกติกาและตั้งแต่ปี 2009 พวกเขาจะต้องถูกตัดสิทธิ์ แม้ว่าการศึกษาที่ได้รับมอบหมายจาก IAAF ในปี 2009 จะระบุว่านักวิ่งระยะสั้นชั้นนำสามารถตอบสนองได้ในเวลา 80–85 มิลลิวินาทีก็ตาม^{[ 45 ]}

งานทดสอบ การจดจำหรือ การตอบสนอง แบบไป/ไม่ไป (go/no-go RT) กำหนดให้ผู้เข้ารับการทดสอบกดปุ่มเมื่อสิ่งเร้าประเภทหนึ่งปรากฏขึ้น และงดการตอบสนองเมื่อสิ่งเร้าอีกประเภทหนึ่งปรากฏขึ้น ตัวอย่างเช่น ผู้เข้ารับการทดสอบอาจต้องกดปุ่มเมื่อไฟสีเขียวปรากฏขึ้น และไม่ตอบสนองเมื่อไฟสีฟ้าปรากฏขึ้น

เวลาตอบ สนองการแยกแยะเกี่ยวข้องกับการเปรียบเทียบภาพแสดงผลสองภาพที่แสดงพร้อมกัน จากนั้นกดปุ่มใดปุ่มหนึ่งจากสองปุ่มตามภาพที่แสดงผลซึ่งสว่างกว่า ยาวกว่า หนักกว่า หรือมีขนาดใหญ่กว่าในมิติที่สนใจ รูปแบบเวลาตอบสนองการแยกแยะแบ่งออกเป็นสามประเภทพื้นฐาน ได้แก่ การให้สิ่งเร้าพร้อมกัน ตามลำดับ หรืออย่างต่อเนื่อง^{[ 46 ]}

ในตัวอย่างคลาสสิกของแบบจำลอง RT การแยกแยะพร้อมกัน ซึ่งคิดค้นโดยนักจิตวิทยาสังคมLeon Festingerเส้นแนวตั้งสองเส้นที่มีความยาวต่างกันจะถูกแสดงเคียงข้างกันให้ผู้เข้าร่วมเห็นพร้อมกัน ผู้เข้าร่วมถูกขอให้ระบุให้เร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ว่าเส้นทางด้านขวายาวกว่าหรือสั้นกว่าเส้นทางด้านซ้าย เส้นหนึ่งจะมีความยาวคงที่ตลอดการทดลอง ในขณะที่อีกเส้นหนึ่งจะมีค่าที่แตกต่างกัน 15 ค่า โดยแต่ละค่าจะถูกนำเสนอเป็นจำนวนครั้งเท่ากันตลอดเซสชัน^{[ 47 ]}

ตัวอย่างของกระบวนทัศน์การแยกแยะประเภทที่สอง ซึ่งจัดการสิ่งเร้าได้สำเร็จหรือตามลำดับ คือการศึกษาคลาสสิกในปี 1963 ซึ่งผู้เข้าร่วมได้รับน้ำหนักที่ยกขึ้นสองอันตามลำดับ และถูกขอให้ตัดสินว่าอันที่สองหนักกว่าหรือเบากว่าอันแรก^{[ 48 ]}

งาน RT ประเภทที่สามของการแยกแยะที่มีการให้สิ่งเร้าอย่างต่อเนื่องนั้น ยกตัวอย่างได้จากการทดลองในปี 1955 ซึ่งผู้เข้าร่วมถูกขอให้แยกไพ่ที่สับแล้วออกเป็นสองกอง โดยขึ้นอยู่กับว่าไพ่ใบนั้นมีจุดมากหรือน้อยที่ด้านหลัง เวลาตอบสนองในงานดังกล่าว มักจะวัดจากเวลาทั้งหมดที่ใช้ในการทำงานให้เสร็จสิ้น^{[ 49 ]}

งานทดสอบเวลาตอบสนอง แบบเลือก (CRT) ต้องการการตอบสนองที่แตกต่างกันสำหรับสิ่งเร้าแต่ละประเภทที่เป็นไปได้ ในงานทดสอบเวลาตอบสนองแบบเลือกซึ่งต้องการการตอบสนองเพียงครั้งเดียวต่อสัญญาณที่แตกต่างกันหลายสัญญาณ เชื่อกันว่ามีกระบวนการที่แตกต่างกันสี่อย่างเกิดขึ้นตามลำดับ: ประการแรก คุณสมบัติทางประสาทสัมผัสของสิ่งเร้าจะถูกรับโดยอวัยวะรับความรู้สึกและส่งไปยังสมอง ประการที่สอง สัญญาณจะถูกระบุ ประมวลผล และให้เหตุผลโดยบุคคล ประการที่สาม การตัดสินใจเลือกจะเกิดขึ้น และประการที่สี่ การตอบสนองทางมอเตอร์ที่สอดคล้องกับการเลือกนั้นจะเริ่มต้นและดำเนินการโดยการกระทำ^{[ 50 ]}

งาน CRT มีความหลากหลายสูง อาจเกี่ยวข้องกับสิ่งเร้าจากประสาทสัมผัสทุกรูปแบบ โดยส่วนใหญ่จะเป็นสิ่งเร้าทางสายตาหรือทางการได้ยิน และต้องมีการตอบสนองที่มักระบุโดยการกดปุ่มหรือแป้น ตัวอย่างเช่น ผู้เข้าร่วมอาจถูกขอให้กดปุ่มหนึ่งหากมีแสงสีแดงปรากฏขึ้น และกดปุ่มอื่นหากมีแสงสีเหลืองปรากฏขึ้นกล่อง Jensenเป็นตัวอย่างของเครื่องมือที่ออกแบบมาเพื่อวัดเวลาตอบสนองแบบเลือก (choice RT) ด้วยสิ่งเร้าทางสายตาและการตอบสนองด้วยการกดปุ่ม^{[ 49 ]}เกณฑ์การตอบสนองอาจอยู่ในรูปแบบของการออกเสียง เช่น เวอร์ชันดั้งเดิมของงาน Stroopซึ่งผู้เข้าร่วมจะได้รับคำแนะนำให้อ่านชื่อคำที่พิมพ์ด้วยหมึกสีจากรายการ^{[ 51 ]}เวอร์ชันสมัยใหม่ของงาน Stroop ซึ่งใช้คู่สิ่งเร้าเดี่ยวสำหรับแต่ละรอบการทดลอง ก็เป็นตัวอย่างของแบบแผน CRT แบบเลือกหลายตัวเลือกที่มีการตอบสนองด้วยเสียงเช่นกัน^{[ 52 ]}

แบบจำลองเวลาตอบสนองในการเลือกนั้นสอดคล้องกับกฎของฮิกส์ อย่างใกล้ชิด ซึ่งระบุว่าเวลาตอบสนองโดยเฉลี่ยจะยาวนานขึ้นตามจำนวนตัวเลือกที่มีมากขึ้น กฎของฮิกส์สามารถเขียนใหม่ได้ดังนี้:

${\displaystyle MRT=K+\log N}$,

โดยที่แทนค่าเฉลี่ย RT ตลอดการทดลองเป็นค่าคงที่ และแทนผลรวมของความเป็นไปได้ทั้งหมด รวมถึง "ไม่มีสัญญาณ" ซึ่งอธิบายข้อเท็จจริงที่ว่าในงานที่ต้องเลือก ผู้เข้าร่วมการทดลองไม่เพียงแต่ต้องเลือกเท่านั้น แต่ยังต้องตรวจจับก่อนว่ามีสัญญาณเกิดขึ้นหรือไม่ (เทียบเท่ากับในสูตรดั้งเดิม) ^{[ 50 ]}${\displaystyle MRT}$${\displaystyle K}$${\displaystyle N}$${\displaystyle n+1}$

ด้วยการเกิดขึ้นของ เทคนิค การสร้างภาพทางประสาทวิทยา เชิงฟังก์ชัน ของPETและfMRIนักจิตวิทยาจึงเริ่มปรับเปลี่ยนกระบวนทัศน์การวัดเวลาทางจิตสำหรับการสร้างภาพเชิงฟังก์ชัน^{[ 53 ]}แม้ว่านักจิตวิทยา ( นักสรีรวิทยา ) จะใช้ การวัด คลื่นไฟฟ้าสมองมานานหลายทศวรรษแล้ว แต่ภาพที่ได้จาก PET ได้รับความสนใจอย่างมากจากสาขาอื่นๆ ของประสาทวิทยา ทำให้การวัดเวลาทางจิตเป็นที่นิยมในหมู่นักวิทยาศาสตร์ในวงกว้างมากขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วิธีการใช้การวัดเวลาทางจิตคือการทำภารกิจที่อิงตามเวลาตอบสนอง ซึ่งแสดงให้เห็นผ่านการสร้างภาพทางประสาทวิทยาถึงส่วนต่างๆ ของสมองที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการรับรู้^{[ 53 ]}

ด้วยการคิดค้นการถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเชิงฟังก์ชัน (fMRI) จึงมีการใช้เทคนิคในการวัดกิจกรรมผ่านศักยภาพที่เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์ทางไฟฟ้าในการศึกษาเมื่อผู้ถูกทดลองถูกขอให้ระบุว่าตัวเลขที่แสดงนั้นมากกว่าหรือน้อยกว่าห้า ตามทฤษฎีการบวกของสเติร์นเบิร์ก แต่ละขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับการทำงานนี้ประกอบด้วย: การเข้ารหัส การเปรียบเทียบกับตัวแทนที่จัดเก็บไว้สำหรับห้า การเลือกคำตอบ และจากนั้นตรวจสอบข้อผิดพลาดในคำตอบ^{[ 54 ]}ภาพ fMRI แสดงตำแหน่งเฉพาะที่ขั้นตอนเหล่านี้เกิดขึ้นในสมองขณะทำงานวัดเวลาทางจิตอย่างง่ายนี้

ในทศวรรษ 1980 การทดลองทางด้านภาพถ่ายระบบประสาทช่วยให้นักวิจัยสามารถตรวจจับกิจกรรมในบริเวณสมองเฉพาะที่ได้โดยการฉีดสารกัมมันตรังสีและใช้ การถ่ายภาพ ด้วยโพซิตรอนอีมิสชัน (PET) ในการตรวจจับ นอกจากนี้ ยังมีการใช้ fMRI ซึ่งสามารถตรวจจับบริเวณสมองที่ทำงานอย่างแม่นยำในระหว่างภารกิจการวัดเวลาทางจิตใจได้ งานวิจัยหลายชิ้นแสดงให้เห็นว่ามีบริเวณสมองจำนวนน้อยที่กระจายอยู่ทั่วบริเวณ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการทำงานทางด้านการรับรู้เหล่านี้

การทบทวนทางการแพทย์ในปัจจุบันระบุว่าการส่งสัญญาณผ่านเส้นทางโดปามีนที่มาจากบริเวณเวนทรัลเทกเมนทัลมีความสัมพันธ์เชิงบวกอย่างมากกับเวลาตอบสนองที่ดีขึ้น (สั้นลง) ^{[ 55 ]}ตัวอย่าง เช่น ยา โดปามีนเช่นแอมเฟตามีน แสดงให้เห็นว่าสามารถเร่งการตอบสนองในช่วงเวลา ในขณะที่ยาต้านโดปามีน (โดยเฉพาะสำหรับ ตัวรับ ชนิดD ₂ ) จะให้ผลตรงกันข้าม^{[ 55 ]} ในทำนอง เดียวกัน การสูญเสียโดปามีนจากสไตรอาตัม ที่เกี่ยวข้องกับอายุ ซึ่งวัดโดยการถ่ายภาพ SPECT ของตัวขนส่งโดปามีนมีความสัมพันธ์อย่างมากกับเวลาตอบสนองที่ช้าลง^{[ 56 ]}

สมมติฐานที่ว่าการทำงานทางจิตสามารถวัดได้จากเวลาที่ใช้ในการทำงานนั้นถือเป็นพื้นฐานของจิตวิทยาการรู้คิดสมัยใหม่ เพื่อทำความเข้าใจว่าระบบสมองต่างๆ รับ ประมวลผล และตอบสนองต่อสิ่งเร้าอย่างไรตลอดช่วงเวลาของการประมวลผลข้อมูลโดยระบบประสาท นักจิตวิทยาเชิงทดลองมักใช้เวลาตอบสนองเป็นตัวแปรตามภายใต้เงื่อนไขการทดลองต่างๆ^{[ 2 ]}แนวทางนี้ในการศึกษาการวัดเวลาทางจิตมักมุ่งเป้าไปที่การทดสอบสมมติฐานที่ขับเคลื่อนด้วยทฤษฎีซึ่งมีจุดประสงค์เพื่ออธิบายความสัมพันธ์ที่สังเกตได้ระหว่างเวลาตอบสนองที่วัดได้กับตัวแปรที่สนใจซึ่งถูกควบคุมในการทดลอง ซึ่งมักจะสร้างการคาดการณ์ทางคณิตศาสตร์ที่กำหนดไว้อย่างแม่นยำ^{[ 3 ]}

ความแตกต่างระหว่างแนวทางการทดลองนี้กับการใช้เครื่องมือวัดเวลาเพื่อตรวจสอบความแตกต่างระหว่างบุคคลนั้นเป็นเรื่องเชิงแนวคิดมากกว่าเชิงปฏิบัติ และนักวิจัยสมัยใหม่จำนวนมากได้บูรณาการเครื่องมือ ทฤษฎี และแบบจำลองจากทั้งสองด้านเพื่อตรวจสอบปรากฏการณ์ทางจิตวิทยา อย่างไรก็ตาม หลักการจัดระเบียบที่มีประโยชน์คือการแยกแยะทั้งสองด้านตามคำถามการวิจัยและวัตถุประสงค์ที่งานวัดเวลาจำนวนหนึ่งได้รับการคิดค้นขึ้น^{[ 3 ]}แนวทางการทดลองในการวัดเวลาทางจิตได้ถูกนำมาใช้เพื่อตรวจสอบระบบและหน้าที่การรับรู้ที่หลากหลายซึ่งเป็นเรื่องปกติในมนุษย์ทุกคน รวมถึงความจำ การประมวลผลและการผลิตภาษา ความสนใจ และแง่มุมของการรับรู้ทางสายตาและการได้ยิน ต่อไปนี้เป็นภาพรวมโดยย่อของงานทดลองที่รู้จักกันดีหลายงานในการวัดเวลาทางจิต

ซอล สเติร์นเบิร์ก (1966) ได้ออกแบบการทดลองโดยให้ผู้เข้าร่วมการทดลองจดจำชุดตัวเลขที่ไม่ซ้ำกันในหน่วยความจำระยะสั้น จาก นั้นผู้เข้าร่วมการทดลองจะได้รับสิ่งเร้า ทดสอบ ในรูปแบบของตัวเลขตั้งแต่ 0-9 ผู้เข้าร่วมการทดลองจะต้องตอบให้เร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ว่าสิ่งเร้าทดสอบนั้นอยู่ในชุดตัวเลขก่อนหน้าหรือไม่ ขนาดของชุดตัวเลขเริ่มต้นจะเป็นตัวกำหนดเวลาตอบสนองของผู้เข้าร่วมการทดลอง แนวคิดก็คือ เมื่อขนาดของชุดตัวเลขเพิ่มขึ้น จำนวนกระบวนการที่ต้องดำเนินการก่อนที่จะตัดสินใจได้ก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน ดังนั้นหากผู้เข้าร่วมการทดลองมีข้อมูลสี่รายการในหน่วยความจำระยะสั้น (STM) หลังจากเข้ารหัสข้อมูลจากสิ่งเร้าทดสอบแล้ว ผู้เข้าร่วมการทดลองจะต้องเปรียบเทียบสิ่งเร้าทดสอบกับข้อมูลทั้งสี่รายการในหน่วยความจำแล้วจึงตัดสินใจ หากมีเพียงสองรายการในชุดตัวเลขเริ่มต้น ก็จะต้องใช้เพียงสองกระบวนการเท่านั้น ข้อมูลจากการศึกษาครั้งนี้พบว่า สำหรับแต่ละรายการเพิ่มเติมที่เพิ่มเข้าไปในชุดตัวเลข เวลาตอบสนองของผู้เข้าร่วมการทดลองจะเพิ่มขึ้นประมาณ 38 มิลลิวินาที สิ่งนี้สนับสนุนแนวคิดที่ว่าผู้ถูกทดสอบทำการค้นหาแบบต่อเนื่องอย่างละเอียดถี่ถ้วนผ่านหน่วยความจำ แทนที่จะเป็นการค้นหาแบบต่อเนื่องที่สิ้นสุดด้วยตนเอง^{[ 58 ]} Sternberg (1969) ได้พัฒนาวิธีการที่ดีขึ้นมากสำหรับการแบ่ง RT ออกเป็นขั้นตอนต่อเนื่องหรือตามลำดับ ซึ่งเรียกว่าวิธีการปัจจัยบวก^{[ 59 ]}

เชพาร์ดและเมตซ์เลอร์ (1971) นำเสนอรูปทรงสามมิติสองรูปที่เหมือนกันหรือเป็นภาพสะท้อนของกันและกัน เวลาตอบสนองในการพิจารณาว่าเหมือนกันหรือไม่นั้นเป็นฟังก์ชันเชิงเส้นของความแตกต่างเชิงมุมระหว่างการวางแนวของรูปทรงเหล่านั้น ไม่ว่าจะเป็นในระนาบภาพหรือในเชิงลึก พวกเขาสรุปว่าผู้สังเกตการณ์ทำการหมุนทางจิตด้วยอัตราคงที่เพื่อจัดเรียงวัตถุทั้งสองให้ตรงกันเพื่อให้สามารถเปรียบเทียบได้^{[ 60 ]}คูเปอร์และเชพาร์ด (1973) นำเสนอตัวอักษรหรือตัวเลขที่เป็นปกติหรือกลับด้าน และนำเสนอในแนวตั้งหรือที่มุมการหมุนในหน่วย 60 องศา ผู้ถูกทดลองต้องระบุว่าสิ่งเร้าเป็นปกติหรือกลับด้าน เวลาตอบสนองเพิ่มขึ้นโดยประมาณเป็นเส้นตรงเมื่อการวางแนวของตัวอักษรเบี่ยงเบนจากแนวตั้ง (0 องศา) ไปเป็นกลับด้าน (180 องศา) แล้วลดลงอีกครั้งจนกระทั่งถึง 360 องศา ผู้เขียนสรุปว่าผู้ถูกทดลองหมุนภาพในใจเป็นระยะทางที่สั้นที่สุดให้กลับมาตั้งตรง จากนั้นจึงตัดสินว่าภาพนั้นเป็นปกติหรือกลับด้าน^{[ 61 ]}

การวัดเวลาทางจิตได้ถูกนำมาใช้ในการระบุบางกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการทำความเข้าใจประโยค การวิจัยประเภทนี้มักจะเกี่ยวข้องกับความแตกต่างในการประมวลผลประโยคสี่ประเภท ได้แก่ ประโยคยืนยันที่ถูกต้อง (TA) ประโยคยืนยันที่ผิด (FA) ประโยคปฏิเสธที่ผิด (FN) และประโยคปฏิเสธที่ถูกต้อง (TN) สามารถนำเสนอภาพพร้อมกับประโยคที่เกี่ยวข้องซึ่งอยู่ในหนึ่งในสี่ประเภทนี้ จากนั้นผู้เข้ารับการทดสอบจะตัดสินใจว่าประโยคนั้นตรงกับภาพหรือไม่ ประเภทของประโยคจะเป็นตัวกำหนดจำนวนกระบวนการที่ต้องดำเนินการก่อนที่จะสามารถตัดสินใจได้ จากข้อมูลของ Clark และ Chase (1972) และ Just และ Carpenter (1971) ประโยค TA เป็นประโยคที่ง่ายที่สุดและใช้เวลาน้อยที่สุด เมื่อเทียบกับประโยค FA, FN และ TN ^{[ 62 ] [ 63 ]}

แบบจำลองเครือข่ายลำดับชั้นของหน่วยความจำถูกละทิ้งไปเป็นส่วนใหญ่เนื่องจากการค้นพบบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับการวัดเวลาทางจิต แบบจำลอง Teachable Language Comprehender (TLC) ที่เสนอโดยCollinsและ Quillian (1969) มีโครงสร้างลำดับชั้นที่ระบุว่าความเร็วในการเรียกคืนในหน่วยความจำควรขึ้นอยู่กับจำนวนระดับในหน่วยความจำที่ต้องผ่านเพื่อค้นหาข้อมูลที่จำเป็น แต่ผลการทดลองไม่สอดคล้องกัน ตัวอย่างเช่น ผู้ทดลองจะตอบได้อย่างน่าเชื่อถือว่านกโรบินเป็นนกได้เร็วกว่าที่เขาจะตอบว่านกกระจอกเทศเป็นนก แม้ว่าคำถามเหล่านี้จะเข้าถึงสองระดับเดียวกันในหน่วยความจำก็ตาม สิ่งนี้จึงนำไปสู่การพัฒนาแบบจำลองการกระตุ้นแบบกระจายของหน่วยความจำ (เช่น Collins & Loftus, 1975) ซึ่งลิงก์ในหน่วยความจำไม่ได้จัดเรียงตามลำดับชั้น แต่จัดเรียงตามความสำคัญแทน^{[ 64 ] [ 65 ]}

ในช่วงปลายทศวรรษ 1960 ไมเคิล โพสเนอร์ได้พัฒนาชุดการศึกษาการจับคู่ตัวอักษรเพื่อวัดเวลาการประมวลผลทางจิตของงานหลายอย่างที่เกี่ยวข้องกับการจดจำตัวอักษรคู่หนึ่ง^{[ 66 ]}งานที่ง่ายที่สุดคืองานจับคู่ทางกายภาพ ซึ่งผู้เข้าร่วมการทดลองจะได้รับตัวอักษรคู่หนึ่งและต้องระบุว่าตัวอักษรทั้งสองนั้นเหมือนกันทางกายภาพหรือไม่ งานถัดไปคืองานจับคู่ชื่อ ซึ่งผู้เข้าร่วมการทดลองต้องระบุว่าตัวอักษรสองตัวมีชื่อเดียวกันหรือไม่ งานที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการทางปัญญามากที่สุดคืองานจับคู่กฎ ซึ่งผู้เข้าร่วมการทดลองต้องพิจารณาว่าตัวอักษรสองตัวที่นำเสนอนั้นเป็นสระหรือไม่

งานจับคู่ทางกายภาพเป็นงานที่ง่ายที่สุด ผู้เข้าร่วมต้องเข้ารหัสตัวอักษร เปรียบเทียบกัน และตัดสินใจ เมื่อทำงานจับคู่ชื่อ ผู้เข้าร่วมถูกบังคับให้เพิ่มขั้นตอนทางปัญญา ก่อนที่จะตัดสินใจ พวกเขาต้องค้นหาชื่อของตัวอักษรในความทรงจำ จากนั้นเปรียบเทียบกันก่อนที่จะตัดสินใจ ในงานที่ใช้กฎ พวกเขาต้องจัดประเภทตัวอักษรว่าเป็นสระหรือพยัญชนะก่อนที่จะเลือก เวลาที่ใช้ในการทำงานจับคู่กฎนานกว่างานจับคู่ชื่อ ซึ่งนานกว่างานจับคู่ทางกายภาพ นักทดลองสามารถใช้วิธีการลบเพื่อกำหนดระยะเวลาโดยประมาณที่ผู้เข้าร่วมใช้ในการทำกระบวนการทางปัญญาแต่ละอย่างที่เกี่ยวข้องกับงานเหล่านี้^{[ 2 ]}

นักจิตวิทยาเชิงความแตกต่างมักจะตรวจสอบสาเหตุและผลที่ตามมาของการประมวลผลข้อมูลที่จำลองโดยการศึกษาโครโนเมตริกจากจิตวิทยาเชิงทดลอง ในขณะที่การศึกษาเชิงทดลองแบบดั้งเดิมของ RT ดำเนินการภายในกลุ่มตัวอย่างโดยมี RT เป็นตัววัดตามซึ่งได้รับผลกระทบจากการจัดการเชิงทดลอง นักจิตวิทยาเชิงความแตกต่างที่ศึกษา RT มักจะคงเงื่อนไขให้คงที่เพื่อตรวจสอบความแปรปรวนระหว่างกลุ่มตัวอย่างใน RT และความสัมพันธ์กับตัวแปรทางจิตวิทยาอื่นๆ^{[ 3 ]}

นักวิจัยตลอดระยะเวลากว่าหนึ่งศตวรรษได้รายงาน ความสัมพันธ์ขนาดปานกลางระหว่างเวลาตอบสนอง (RT) และการวัดสติปัญญา โดยทั่วไป ดังนั้นจึงมีแนวโน้มที่บุคคลที่มี IQ สูงกว่าจะเร็วกว่าในการทดสอบเวลาตอบสนอง แม้ว่ากลไกพื้นฐานจะยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ แต่ความสัมพันธ์ระหว่างเวลาตอบสนองและความสามารถทางปัญญาในปัจจุบันถือเป็นข้อเท็จจริงเชิงประจักษ์ที่ได้รับการยอมรับอย่างดีเช่นเดียวกับปรากฏการณ์ใดๆ ในทางจิตวิทยา^{[ 3 ]}การทบทวนวรรณกรรมในปี 2008 เกี่ยวกับความสัมพันธ์เฉลี่ยระหว่างการวัดเวลาตอบสนองและสติปัญญาต่างๆ พบว่าอยู่ที่ −0.24 ( SD = 0.07) ^{[ 67 ]}

การวิจัยเชิงประจักษ์เกี่ยวกับลักษณะของความสัมพันธ์ระหว่างเวลาตอบสนองและการวัดสติปัญญามีประวัติการศึกษามายาวนานตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1900 ^{[ 68 ] [ 69 ]}โดยนักวิจัยยุคแรกบางคนรายงานความสัมพันธ์ที่เกือบสมบูรณ์แบบในกลุ่มตัวอย่างนักเรียนห้าคน^{[ 70 ]}การทบทวนครั้งแรกของการศึกษาเบื้องต้นเหล่านี้ในปี 1933 ได้วิเคราะห์การศึกษามากกว่าสองโหลและพบความสัมพันธ์ที่เล็กกว่าแต่เชื่อถือได้ระหว่างการวัดสติปัญญาและการสร้างการตอบสนองที่เร็วขึ้นในงาน RT ที่หลากหลาย^{[ 71 ]}

ตลอดช่วงต้นศตวรรษที่ 21 นักจิตวิทยาที่ศึกษาเวลาตอบสนองและสติปัญญายังคงพบความสัมพันธ์ดังกล่าว แต่ส่วนใหญ่ยังไม่สามารถตกลงกันได้เกี่ยวกับขนาดที่แท้จริงของความสัมพันธ์ระหว่างเวลาตอบสนองและสติปัญญาทางจิตวิทยาในประชากรทั่วไป ซึ่งอาจเป็นเพราะตัวอย่างส่วนใหญ่ที่ศึกษานั้นถูกเลือกมาจากมหาวิทยาลัยและมีคะแนนความสามารถทางจิตสูงผิดปกติเมื่อเทียบกับประชากรทั่วไป^{[ 72 ]}ในปี 2001 นักจิตวิทยาIan J. Dearyได้ตีพิมพ์งานวิจัยขนาดใหญ่ชิ้นแรกเกี่ยวกับสติปัญญาและเวลาตอบสนองในกลุ่มตัวอย่างประชากรที่เป็นตัวแทนในช่วงอายุต่างๆ โดยพบความสัมพันธ์ระหว่างสติปัญญาทางจิตวิทยาและเวลาตอบสนองแบบง่ายที่ -0.31 และเวลาตอบสนองแบบสี่ตัวเลือกที่ -0.49 ^{[ 73 ]}

นักวิจัยยังไม่สามารถสรุปเป็นเอกฉันท์เกี่ยวกับทฤษฎีทางประสาทสรีรวิทยาที่เป็นหนึ่งเดียวซึ่งอธิบายพื้นฐานของความสัมพันธ์ระหว่างเวลาตอบสนอง (RT) และความสามารถทางปัญญาได้อย่างสมบูรณ์ ความสัมพันธ์ดังกล่าวอาจสะท้อนถึงการประมวลผลข้อมูลที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น การควบคุมความสนใจที่ดีขึ้น หรือความสมบูรณ์ของกระบวนการทางประสาท ทฤษฎีดังกล่าวจำเป็นต้องอธิบายคุณลักษณะเฉพาะหลายประการของความสัมพันธ์นี้ ซึ่งบางส่วนได้กล่าวถึงไว้ด้านล่าง

1. องค์ประกอบอนุกรมของการทดสอบเวลาตอบสนองไม่ได้ขึ้นอยู่กับสติปัญญาทั่วไปหรือg ทางจิตวิทยาอย่างเท่าเทียมกัน ตัวอย่างเช่น นักวิจัยพบว่าการประมวลผลการรับรู้ของสิ่งเร้าหลายอย่าง ซึ่งจำเป็นต้องเกิดขึ้นก่อนการตัดสินใจตอบสนองและการตอบสนองนั้น สามารถประมวลผลแบบขนานได้ ในขณะที่องค์ประกอบการตัดสินใจจะต้องประมวลผลแบบอนุกรม^{[ 74 ]}ยิ่งไปกว่านั้น ความแปรปรวนของสติปัญญาทั่วไปส่วนใหญ่แสดงออกมาในองค์ประกอบการตัดสินใจของ RT นี้ ในขณะที่การประมวลผลทางประสาทสัมผัสและเวลาการเคลื่อนไหวดูเหมือนจะสะท้อนถึงความแตกต่างระหว่างบุคคล ที่ไม่เกี่ยวข้องกับ g เป็นส่วนใหญ่ ^{[ 3 ]}
2. ความสัมพันธ์ระหว่างความสามารถทางปัญญาและเวลาตอบสนอง (RT) จะเพิ่มขึ้นตามความซับซ้อนของงาน ความแตกต่างในความสัมพันธ์ระหว่างสติปัญญาและเวลาตอบสนองในแบบทดสอบเวลาตอบสนองแบบง่ายและแบบหลายตัวเลือก แสดงให้เห็นถึงข้อค้นพบที่ได้รับการยืนยันซ้ำแล้วซ้ำเล่าว่า ความสัมพันธ์นี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับจำนวนตัวเลือกที่มีอยู่ในงาน ความสนใจทางทฤษฎีเกี่ยวกับเวลาตอบสนองส่วนใหญ่มาจากกฎของฮิกส์ (Hick's Law ) ซึ่งเชื่อมโยงความชันของการเพิ่มขึ้นของเวลาตอบสนองกับความซับซ้อนของการตัดสินใจที่จำเป็น (วัดในหน่วยของความไม่แน่นอน ซึ่งโคลด แชนนอน (Claude Shannon) ทำให้เป็นที่นิยม ในฐานะพื้นฐานของทฤษฎีสารสนเทศ) สิ่งนี้สัญญาว่าจะเชื่อมโยงสติปัญญาโดยตรงกับการแก้ปัญหาข้อมูลแม้ในงานข้อมูลพื้นฐานมาก ๆ มีหลักฐานบางส่วนที่สนับสนุนความเชื่อมโยงระหว่างความชันของเส้นโค้งเวลาตอบสนองและสติปัญญา ตราบใดที่เวลาตอบสนองถูกควบคุมอย่างเข้มงวด^{[ 75 ]}แนวคิดเรื่อง "บิต" ของข้อมูลที่มีผลต่อขนาดของความสัมพันธ์นี้ได้รับความนิยมจากArthur Jensenและเครื่องมือกล่อง Jensen และ " เครื่องมือปฏิกิริยาการเลือก " ที่เกี่ยวข้องกับชื่อของเขากลายเป็นเครื่องมือมาตรฐานทั่วไปในการวิจัย RT-IQ ^{[ 3 ] [ 76 ]}
3. เวลาตอบสนองเฉลี่ยและความแปรปรวนในการทดลอง RT ต่างก็มีส่วนทำให้เกิดความแปรปรวนที่เป็นอิสระในการเชื่อมโยงกับgค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของ RT พบว่ามีความสัมพันธ์กับมาตรวัดสติปัญญาทั่วไป ( g ) อย่างมากหรืออาจจะมากกว่าค่าเฉลี่ย RT โดยความแปรปรวนหรือ "การกระจายตัว" ที่มากขึ้นในการกระจายตัวของ RT ของแต่ละบุคคลจะมีความสัมพันธ์กับg ที่ต่ำกว่าอย่างมาก ในขณะที่ บุคคลที่มี g สูงกว่า มักจะมีการตอบสนองที่แปรปรวนน้อยกว่า^{[ 77 ]}
4. เมื่อมีการศึกษาการวัด RT หลายครั้งในประชากรการวิเคราะห์ปัจจัยบ่งชี้ถึงการมีอยู่ของปัจจัยทั่วไปของเวลาตอบสนอง ซึ่งบางครั้งเรียกว่าGซึ่งมีความเกี่ยวข้องและแตกต่างจากg ทางจิตวิทยา ปัจจัย Gขนาดใหญ่ของ RT นี้พบว่าสามารถอธิบายความแปรปรวนของ RT ได้มากกว่า 50% เมื่อทำการวิเคราะห์แบบเมตาจากสี่การศึกษา ซึ่งรวมถึงแบบจำลอง RT ที่แตกต่างกันเก้าแบบ^{[ 3 ]}พื้นฐานทางชีววิทยาและประสาทสรีรวิทยาของปัจจัยทั่วไปนี้ยังไม่ได้รับการยืนยันอย่างแน่ชัด แม้ว่าการวิจัยจะยังคงดำเนินต่อไป
5. การทดลอง RT ที่ช้าที่สุดของแต่ละบุคคลมักมีความสัมพันธ์กับความสามารถทางปัญญามากกว่าการตอบสนองที่เร็วที่สุดของแต่ละบุคคล ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "กฎประสิทธิภาพที่แย่ที่สุด" ^{[ 78 ]}

การศึกษาแฝดและ การรับเลี้ยงบุตรบุญธรรม แสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพในการทำภารกิจด้านเวลาสามารถถ่ายทอด ทางพันธุกรรม ได้^{[ 79 ] [ 80 ] [ 81 ]}ค่าเฉลี่ย RT ในการศึกษาเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงการถ่ายทอดทางพันธุกรรมประมาณ 0.44 ซึ่งหมายความว่า 44% ของความแปรปรวนในค่าเฉลี่ย RT เกี่ยวข้องกับความแตกต่างทางพันธุกรรม ในขณะที่ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของ RT แสดงให้เห็นถึงการถ่ายทอดทางพันธุกรรมประมาณ 0.20 นอกจากนี้ ยังพบว่าค่าเฉลี่ย RT และการวัด IQ มีความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมในช่วง 0.90 ซึ่งบ่งชี้ ว่าความสัมพันธ์ ทางฟีโนไทป์ ที่สังเกตได้ต่ำกว่า ระหว่าง IQ และค่าเฉลี่ย RT นั้นรวมถึงแรงกดดันจากสิ่งแวดล้อมที่ยังไม่ทราบ^{[ 3 ]}

ในปี 2016 การศึกษาการเชื่อมโยงจีโนมทั่วทั้งจีโนม (GWAS) ของการทำงานของระบบการรับรู้พบว่ามีตัวแปรทางพันธุกรรม ที่มีนัยสำคัญทั่วทั้งจีโนม 36 ตัวที่เกี่ยวข้องกับเวลาตอบสนองในกลุ่มตัวอย่างประมาณ 95,000 คน ตัวแปรเหล่านี้พบว่าครอบคลุมสองบริเวณบนโครโมโซม 2และโครโมโซม 12ซึ่งดูเหมือนว่าจะอยู่ในหรือใกล้กับยีนที่เกี่ยวข้องกับการสร้างสเปิร์มและกิจกรรมการส่งสัญญาณโดย ตัวรับ ไซโตไคน์และปัจจัยการเจริญเติบโต ตามลำดับ การศึกษานี้ยังพบ ความสัมพันธ์ทางพันธุกรรม ที่มีนัยสำคัญ ระหว่างเวลาตอบสนอง ความจำ และการให้เหตุผลเชิงวาจาและตัวเลขอีกด้วย^{[ 82 ]}

การวิจัยทางประสาทสรีรวิทยาโดยใช้ศักยภาพที่เกี่ยวข้องกับเหตุการณ์ (ERPs) ได้ใช้ค่าความหน่วง P3เป็นตัวแปรสัมพันธ์ของขั้นตอน "การตัดสินใจ" ในงานทดสอบเวลาตอบสนอง โดยทั่วไปแล้วการศึกษาเหล่านี้พบว่าขนาดของความสัมพันธ์ระหว่างgและค่าความหน่วง P3 จะเพิ่มขึ้นตามเงื่อนไขของงานที่ยากขึ้น^{[ 83 ]}นอกจากนี้ยังพบว่าการวัดค่าความหน่วง P3 สอดคล้องกับกฎประสิทธิภาพที่แย่ที่สุด โดยที่ความสัมพันธ์ระหว่างค่าเฉลี่ยควอนไทล์ของค่าความหน่วง P3 และคะแนนการประเมินความรู้ความเข้าใจจะยิ่งเป็นลบมากขึ้นเมื่อควอนไทล์เพิ่มขึ้น^{[ 84 ]}การศึกษา ERP อื่นๆ พบว่ามีความสอดคล้องกับการตีความ ความสัมพันธ์ g -RT ที่อยู่ในส่วนประกอบ "การตัดสินใจ" ของงานเป็นหลัก โดยที่ กิจกรรมของสมองที่เกี่ยวข้องกับ g ส่วนใหญ่ เกิดขึ้นหลังจากการประเมินการกระตุ้น แต่ก่อนการตอบสนองทางมอเตอร์^{[ 85 ]}ในขณะที่ส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องกับการประมวลผลทางประสาทสัมผัสเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยเมื่อค่า g แตกต่าง กัน^{[ 86 ]}

แม้ว่าทฤษฎีที่เป็นเอกภาพของเวลาตอบสนองและสติปัญญาจะยังไม่ได้รับการยอมรับจากนักจิตวิทยา แต่แบบจำลองการแพร่กระจายก็เป็นแบบจำลองทางทฤษฎีที่น่าสนใจแบบหนึ่ง แบบจำลองการแพร่กระจายแบ่งเวลาตอบสนองออกเป็นขั้นตอน "ไม่ตัดสินใจ" ที่เหลืออยู่และขั้นตอน "การแพร่กระจาย" แบบสุ่ม ซึ่งขั้นตอนหลังนี้แสดงถึงการสร้างการตัดสินใจในงานที่มีสองตัวเลือก^{[ 87 ] [ 88 ]}แบบจำลองนี้ประสบความสำเร็จในการบูรณาการบทบาทของเวลาตอบสนองเฉลี่ย ความแปรปรวนของเวลาตอบสนอง และความแม่นยำในการสร้างแบบจำลองอัตราการแพร่กระจายในฐานะตัวแปรที่แสดงถึงน้ำหนักสะสมของหลักฐานที่สร้างการตัดสินใจในงานเวลาตอบสนอง ภายใต้แบบจำลองการแพร่กระจาย หลักฐานนี้จะสะสมโดยการเดินแบบสุ่มอย่างต่อเนื่องระหว่างขอบเขตสองขอบเขตที่แสดงถึงตัวเลือกการตอบสนองแต่ละตัวในงาน การประยุกต์ใช้แบบจำลองนี้แสดงให้เห็นว่าพื้นฐานของ ความสัมพันธ์ g -RT คือความสัมพันธ์ของgกับอัตราของกระบวนการแพร่กระจายโดยเฉพาะ มากกว่ากับเวลาที่เหลือที่ไม่ตัดสินใจ^{[ 89 ] [ 90 ] [ 91 ]}การสร้างแบบจำลองการแพร่กระจายยังสามารถอธิบายกฎประสิทธิภาพที่แย่ที่สุดได้สำเร็จโดยสมมติว่าการวัดความสามารถเดียวกัน (อัตราการแพร่กระจาย) เป็นตัวกลางในประสิทธิภาพทั้งในงานทางปัญญาที่ง่ายและซับซ้อน ซึ่งได้รับการสนับสนุนทางทฤษฎี^{[ 92 ]}และเชิงประจักษ์^{[ 93 ]}ส่วนนี้จะอธิบายเพิ่มเติมว่าแบบจำลองการแพร่กระจายช่วยอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างเวลาตอบสนองและความสามารถทางปัญญาได้อย่างไร^{[ 94 ]}ความชัดเจนที่เพิ่มขึ้นอาจเกี่ยวข้องกับการผสมผสานคำศัพท์ทางเทคนิคกับตัวอย่างที่กระตุ้นความคิดเป็นพิเศษ ตัวอย่างเช่น การเปรียบเทียบตาชั่งที่เริ่มเอียงไปทางใดทางหนึ่งเมื่อหลักฐานสะสมมากขึ้นเป็นวิธีหนึ่งที่จะทำให้เข้าใจได้ชัดเจนยิ่งขึ้น และตัวอย่างที่ชัดเจนอาจเป็นสถานการณ์ในโลกแห่งความเป็นจริง เช่น การพิจารณาตัดสินใจเปรียบเทียบกับการวิเคราะห์หลักฐานในห้องพิจารณาคดี การผสมผสานคำศัพท์ทางเทคนิคกับตัวอย่างเชิงปฏิบัติช่วยให้ผู้อ่านเข้าใจอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้นว่าแบบจำลองการแพร่กระจายทำงานอย่างไรในความสัมพันธ์กับการศึกษาทางปัญญา

มีการวิจัยล่าสุดมากมายที่ใช้การวัดเวลาทางจิตเพื่อศึกษาพัฒนาการทางปัญญาโดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีการใช้มาตรวัดความเร็วในการประมวลผลต่างๆ เพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงความเร็วในการประมวลผลข้อมูลตามอายุ Kail (1991) แสดงให้เห็นว่าความเร็วในการประมวลผลเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณตั้งแต่ช่วงวัยเด็กตอนต้นจนถึงวัยผู้ใหญ่ตอนต้น^{[ 95 ]}การศึกษาเกี่ยวกับเวลาตอบสนอง (RTs) ในเด็กเล็กที่มีอายุต่างๆ สอดคล้องกับการสังเกตทั่วไปของเด็กที่ทำกิจกรรมที่ไม่เกี่ยวข้องกับการวัดเวลาโดยทั่วไป^{[ 3 ]}ซึ่งรวมถึงความเร็วในการนับ การเอื้อมหยิบสิ่งของ การพูดซ้ำคำ และทักษะการพูดและการเคลื่อนไหวอื่นๆ ที่กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วในเด็กที่กำลังเติบโต^{[ 96 ]}เมื่อถึงวัยผู้ใหญ่ตอนต้นแล้ว จะมีช่วงเวลาที่มีเสถียรภาพยาวนานจนกระทั่งความเร็วในการประมวลผลเริ่มลดลงตั้งแต่วัยกลางคนจนถึงวัยชรา (Salthouse, 2000) ^{[ 97 ]} ในความ เป็นจริง การชะลอตัวทางปัญญาถือเป็นดัชนีที่ดีของการเปลี่ยนแปลงที่กว้างขึ้นในการทำงานของสมองและสติปัญญาDemetriouและเพื่อนร่วมงานได้ใช้หลากหลายวิธีการในการวัดความเร็วในการประมวลผล และแสดงให้เห็นว่ามีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการเปลี่ยนแปลงในหน่วยความจำใช้งานและความคิด (Demetriou, Mouyi, & Spanoudis, 2009) ความสัมพันธ์เหล่านี้ได้รับการกล่าวถึงอย่างกว้างขวางในทฤษฎีพัฒนาการทางปัญญาของนีโอ-เพียเจต์^{[ 98 ]}

ในระหว่างวัยชรา RT จะเสื่อมลง (เช่นเดียวกับสติปัญญาแบบไหลลื่น ) และการเสื่อมลงนี้มีความเกี่ยวข้องอย่างเป็นระบบกับการเปลี่ยนแปลงในกระบวนการทางปัญญาอื่นๆ อีกมากมาย เช่น หน้าที่การบริหารจัดการ ความจำใช้งาน และกระบวนการอนุมาน^{[ 98 ]}ในทฤษฎีของAndreas Demetriou [ ^{99 ] ซึ่ง}เป็นหนึ่งในทฤษฎีพัฒนาการทางปัญญาแบบนีโอ-เพียเจต์การเปลี่ยนแปลงความเร็วในการประมวลผลตามอายุ ดังที่แสดงโดย RT ที่ลดลง เป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญของพัฒนาการทางปัญญา

ประสิทธิภาพในการปฏิบัติงานด้านเวลาตอบสนองแบบง่ายและแบบเลือกมีความสัมพันธ์กับผลลัพธ์ด้านสุขภาพที่หลากหลาย รวมถึงองค์ประกอบสุขภาพทั่วไปที่เป็นรูปธรรม^{[ 100 ]}ตลอดจนมาตรการเฉพาะ เช่น ความสมบูรณ์ของระบบหัวใจ และหลอดเลือด ^{[ 101 ]}พบว่าความสัมพันธ์ระหว่าง IQ และการเสียชีวิตก่อนวัยอันควรส่วนใหญ่เกิดจากการวัดเวลาตอบสนอง^{[ 102 ]}โดยทั่วไปแล้วการศึกษาเหล่านี้พบว่าการตอบสนองต่อภารกิจเวลาตอบสนองที่เร็วและแม่นยำกว่ามีความสัมพันธ์กับผลลัพธ์ด้านสุขภาพที่ดีขึ้นและอายุขัยที่ยาวนานขึ้น

นักวิจัยหลายคนได้รายงานความสัมพันธ์ระหว่าง RT และปัจจัยบุคลิกภาพBig Five ได้แก่ การเปิดเผยตัวตนและความวิตกกังวลแม้ว่าการศึกษาเหล่านี้จำนวนมากจะมีขนาดตัวอย่างน้อย (โดยทั่วไปน้อยกว่า 200 คน) แต่ผลลัพธ์ของพวกเขาสรุปไว้ด้านล่างโดยย่อพร้อมกับกลไกที่ผู้เขียนเสนอว่าน่าจะเป็นไปได้ทางชีววิทยา นอกจากนี้ยังมีการวิเคราะห์เมตาขนาดใหญ่เพื่อตรวจสอบความสัมพันธ์เหล่านี้^{[ 103 ]}จากบุคคลหลายพันคน พบว่าความวิตกกังวลมีความสัมพันธ์เชิงลบ (r ที่แก้ไขแล้ว = -.12 กับลักษณะการถอนตัวและความผันผวน) และลักษณะความกระตือรือร้นของการเปิดเผยตัวตนมีความสัมพันธ์เชิงบวก (r ที่แก้ไขแล้ว = .21 กับเวลาตอบสนองแบบง่าย .15 กับเวลาตอบสนองแบบเลือก และ .16 กับเวลาการเคลื่อนไหวแบบเลือก) รูปแบบนี้คล้ายกับสิ่งที่สังเกตได้สำหรับลักษณะผสมของการมองโลกในแง่ดี ความเห็นอกเห็นใจและความรอบคอบไม่ได้แสดงความสัมพันธ์ที่มีนัยสำคัญ

การศึกษาในปี 2014 วัดเวลาตอบสนอง (RT) ของตัวเลือกในกลุ่มตัวอย่างผู้เข้าร่วมที่มีระดับการเปิดเผยตัวตนสูง 63 คนและต่ำ 63 คน และพบว่าระดับการเปิดเผยตัวตนที่สูงขึ้นมีความสัมพันธ์กับการตอบสนองที่เร็วขึ้น^{[ 104 ]}แม้ว่าผู้เขียนจะระบุว่านี่อาจเป็นผลมาจากความต้องการของงานเฉพาะมากกว่าความแตกต่างระหว่างบุคคล แต่ผู้เขียนคนอื่นๆ ได้เสนอความสัมพันธ์ระหว่างเวลาตอบสนองและการเปิดเผยตัวตนว่าเป็นตัวแทนของความแตกต่างระหว่างบุคคลในการตอบสนองทางมอเตอร์ ซึ่งอาจได้รับอิทธิพลจากโดปามีน [ ^{105 ] อย่างไรก็ตาม}การศึกษาเหล่านี้ตีความได้ยากเนื่องจากกลุ่มตัวอย่างมีขนาดเล็กและยังไม่ได้รับการทำซ้ำ

ในทำนองเดียวกัน นักวิจัยคนอื่นๆ พบความสัมพันธ์เล็กน้อย ( r < 0.20) ระหว่าง RT และภาวะวิตกกังวล โดยที่บุคคลที่มีภาวะวิตกกังวลมากกว่ามักจะทำภารกิจ RT ได้ช้ากว่า ผู้เขียนตีความว่านี่สะท้อนถึงเกณฑ์การกระตุ้นที่สูงขึ้นในการตอบสนองต่อสิ่งเร้าที่มีความเข้มข้นต่างกัน โดยคาดการณ์ว่าบุคคลที่มีภาวะวิตกกังวลสูงอาจมีระบบประสาทที่ค่อนข้าง "อ่อนแอ" ^{[ 106 ]}ในการศึกษาที่ใหญ่กว่าเล็กน้อยกับนักศึกษาระดับปริญญาตรี 242 คน พบว่าภาวะวิตกกังวลมีความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญมากขึ้น ( r ≈ 0.25) กับความแปรปรวนของการตอบสนอง โดยภาวะวิตกกังวลที่สูงขึ้นมีความสัมพันธ์กับค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของ RT ที่มากขึ้น ผู้เขียนคาดการณ์ว่าภาวะวิตกกังวลอาจทำให้เกิดความแปรปรวนในเวลาตอบสนองมากขึ้นผ่านการรบกวนของ "เสียงรบกวนทางจิต" ^{[ 107 ]}

นักวิทยาศาสตร์มักตรวจสอบลำดับที่การเลือกวิธีการวิเคราะห์ของเราส่งผลต่อการวิเคราะห์เวลาตอบสนอง ผลของการประมวลผลล่วงหน้าทำให้การอนุมานหลักฐานทางวิทยาศาสตร์อ่อนลง อาจมองได้ว่าแตกต่างกันแต่สมเหตุสมผล นำไปสู่ผลลัพธ์ที่ขัดแย้ง ผลบวกเท็จและผลลบเท็จ^{[ 108 ] [ 109 ]}จำเป็นต้องพิจารณาผลของการเลือกวิธีการประมวลผลล่วงหน้าบางอย่างก่อน^{[ 109 ] [ 110 ]}และประการที่สอง จำเป็นต้องเปิดเผยการเลือกนี้เพื่อให้สามารถทำการศึกษาซ้ำ ในอนาคต ได้^{[ 111 ]}ด้วยเหตุนี้ การทบทวนวรรณกรรมอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับผลกระทบของไซมอนจึงเปิดเผยว่าลำดับที่ดำเนินการเลือกวิธีการวิเคราะห์นั้นไม่ค่อยมีการรายงาน และการค้นพบภายในผลกระทบของไซมอนได้รับผลกระทบจากการเลือกวิธีการวิเคราะห์ที่แตกต่างกัน ด้วยเหตุนี้ จึงมีการแนะนำรายการตรวจสอบเพื่อรายงานการประมวลผลล่วงหน้าของเวลาตอบสนองเพื่อให้การตัดสินใจมีความชัดเจนและโปร่งใสมากขึ้น เพื่อให้ข้อมูลเวลาตอบสนองมีความโปร่งใสมากขึ้น^{[ 112 ]}เพื่อเพิ่มความโปร่งใสสูงสุดภายในข้อมูลเวลาตอบสนอง

• ระบบประเมินผลด้วยคอมพิวเตอร์ CDR
• การทดสอบการเชื่อมโยงโดยปริยาย
• เวลาตรวจสอบ
• กล่องเจนเซ่น
• การเคลื่อนไหวในการเรียนรู้
• ความกระสับกระส่ายทางจิตใจและร่างกาย
• การเรียนรู้ด้านจิตและการเคลื่อนไหว
• ภาวะชะงักงันทางจิตและการเคลื่อนไหว
• เครื่องวัดความจริงการตอบสนองแบบต่อต้านตามเวลาที่กำหนด

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับการวัดเวลาทางจิต (Mental chronometry )

• แบบทดสอบเวลาตอบสนอง – การวัดเวลาตอบสนองทางจิตใจบนเว็บ
• บทนำเชิงประวัติศาสตร์สู่จิตวิทยาการรู้คิด
• การจับเวลาการทำงานของสมอง: การวัดเวลาทางจิตใจในฐานะเครื่องมือในด้านประสาทวิทยาศาสตร์