Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

Het meten van de switchkosten van smartphonegebruik tijdens het lopen

Published: April 30, 2020 doi: 10.3791/60555
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 1, 1
1HEC Montréal, 2Université de Montréal

ERRATUM NOTICE

Summary

Dit onderzoeksontwerp meet de taakwisselingskosten van het gebruik van een smartphone tijdens het lopen. Deelnemers ondergaan twee experimentele condities: een controleconditie (lopen) en een multitasking conditie (sms'en tijdens het lopen). Deelnemers schakelen tussen deze taken en een richting bepalende taak. EEG-gegevens en gedragsmaatregelen worden geregistreerd.

Abstract

Dit artikel presenteert een studieprotocol om de kosten voor het wisselen van taken van het gebruik van een smartphone tijdens het lopen te meten. Deze methode houdt in dat deelnemers op een loopband lopen onder twee experimentele omstandigheden: een controleconditie (d.w.z. gewoon lopen) en een multitasking-conditie (d.w.z. sms'en tijdens het lopen). Tijdens deze omstandigheden moeten de deelnemers schakelen tussen de taken met betrekking tot de experimentele toestand en een richtingsbepalende taak. Deze richtingstaak wordt gedaan met een lichtvoetige wandelfiguur, die schijnbaar naar links of rechts van de deelnemer loopt. De prestaties van de richtingstaak vertegenwoordigen de kosten van de deelnemer voor het schakelen tussen taken. Er waren twee prestatiemetingen: 1) correcte identificatie van de richting en 2) responstijd. EEG-gegevens worden geregistreerd om de alfa-oscillaties en cognitieve betrokkenheid te meten die optreden tijdens de taakwisseling. Deze methode is beperkt in zijn ecologische geldigheid: voetgangersomgevingen hebben veel stimuli die tegelijkertijd plaatsvinden en concurreren om aandacht. Niettemin is deze methode geschikt voor het vaststellen van de kosten voor het schakelen tussen taken. De EEG-gegevens maken de studie mogelijk van de onderliggende mechanismen in de hersenen die verband houden met verschillende kosten voor het schakelen tussen taken. Dit ontwerp maakt het mogelijk om te vergelijken tussen taakwisselingen bij het uitvoeren van één taak tegelijk, in vergelijking met taakwisseling bij multitasking, voorafgaand aan de stimuluspresentatie. Dit maakt het mogelijk om zowel de gedragsmatige als neurofysiologische impact van deze twee verschillende taakwisselingscondities te begrijpen en te lokaliseren. Bovendien, door de kosten van taakwisseling te correleren met de hersenactiviteit, kunnen we meer te weten komen over wat deze gedragseffecten veroorzaakt. Dit protocol is een geschikte basis voor het bestuderen van de overstapkosten van verschillende smartphonegebruiken. Verschillende taken, vragenlijsten en andere maatregelen kunnen eraan worden toegevoegd om de verschillende factoren te begrijpen die betrokken zijn bij de taakwisselingskosten van smartphonegebruik tijdens het lopen.

Introduction

Omdat zowel de penetratie van smartphones als de neiging tot multitasken toenemen, is het belangrijk om de impact van smartphonegebruik tijdens het lopen op de aandacht te begrijpen. De literatuur heeft herhaaldelijk aangetoond dat taakwisseling kosten met zich meebrengt1, inclusief smartphonegebruik tijdens het lopen. Studies hebben aangetoond dat het gebruik van een smartphone tijdens het lopen afleidend en gevaarlijk kan zijn 2,3,4. Deze gevaren zijn in verband gebracht met de aandachtsstoornissen van het uitvoeren van een dergelijke taak 3,4,5,6,7. Vanwege de complexe aard van de voetgangersomgeving kan het bestuderen ervan in een experimentele context die ecologisch geldig is, problematisch zijn. Niettemin kan het uitvoeren van dergelijke studies in echte voetgangersomgevingen zelf complicaties met zich meebrengen, omdat veel externe variabelen een rol kunnen spelen en er een risico is op schade aan de deelnemer als gevolg van afleiding. Het is belangrijk om zo'n fenomeen te kunnen bestuderen in een relatief veilige omgeving die zo realistisch mogelijk blijft. In dit artikel beschrijven we een onderzoeksmethodologie die de kosten van het wisselen van taken van sms'en tijdens het lopen bestudeert, terwijl zowel de geldigheid van de taak wordt verhoogd als de potentiële risico's worden beperkt.

Bij het gebruik van een smartphone tijdens het lopen, worden individuen gedwongen om over te schakelen van de smartphonetaken naar wandel- en omgevingsgerelateerde taken. Om een dergelijk fenomeen te bestuderen, vonden we het daarom relevant om deze methode te kaderen in de literatuur over multitasking, specifiek gericht op het taakwisselingsparadigma. Om dit te doen, werd het taakwisselingsparadigma gebruikt1, waarbij deelnemers moesten schakelen tussen een pre-stimulustaak en een post-stimulustaak. Een van de twee pre-stimulustaken betrof multitasking, terwijl de andere dat niet deed. In de post-stimulus taak moesten deelnemers reageren op een stimulus waarvan de perceptie wordt beïnvloed door verdeelde aandacht8. Bovendien hebben experimentele laboratoriumstudies die proberen zo ecologisch geldig mogelijk te zijn, vaak virtuele voetgangersomgevingen gebruikt om de aandachtsimpact van smartphonegebruik tijdens het lopen te begrijpen 4,9. Niettemin, om de onderliggende neurofysiologische mechanismen vast te leggen, kozen we ervoor om ons te concentreren op de specifieke taak-schakelende reactie op één stimulus om het aantal stimuli waarop deelnemers moesten reageren te minimaliseren. Op deze manier kunnen we nauwkeuriger de kosten voor het schakelen van taken vaststellen die puur afkomstig zijn van het verschuiven van de aandacht weg van de smartphone naar de stimulus. Met onze onderzoeksopzet gebruiken we gedragsmetingen (d.w.z. kosten voor het wisselen van taken) en neurofysiologische gegevens om de aandachtsstoornissen die worden gevonden tijdens het gebruik van voetgangers smartphones beter te begrijpen.

Tijdens een taakwisselingsexperiment voerden deelnemers meestal ten minste twee eenvoudige taken uit met betrekking tot een reeks stimuli, waarbij elke taak een andere set cognitieve bronnen vereist die een "takenset" wordt genoemd 1. Wanneer individuen gedwongen worden om tussen taken te schakelen, moeten hun mentale middelen zich aanpassen (d.w.z. remming van eerdere takenset en activering van de huidige takenset). Dit "task-set herconfiguratie" proces wordt verondersteld de oorzaak te zijn van de taak-switching kosten1. De kosten voor het wisselen van taken worden meestal bepaald door de verschillen in de responstijd en/of het foutenpercentage tussen onderzoeken waarbij deelnemers schakelen tussen taken en die waar ze dat niet doen10. In ons experiment hadden we drie takensets: 1) reageren op een stimulus van een point-light walker; 2) sms'en op een smartphone tijdens het lopen; en 3) gewoon lopen. We vergeleken de schakelkosten tussen twee verschillende omstandigheden: 1) gewoon lopen voordat je op de stimulus reageert, en 2) lopen tijdens het sms'en voordat je reageert. Op deze manier legden we de kosten van multitasking op een smartphone vast voordat we de taak overschakelden en konden we deze direct vergelijken met de niet-multitasking-switchkosten van gewoon lopen vóór het verschijnen van de visuele stimulus. Omdat de smartphone die in dit onderzoek werd gebruikt van een specifiek merk was, werden alle deelnemers voorafgaand aan het experiment gescreend om er zeker van te zijn dat ze wisten hoe ze het apparaat op de juiste manier moesten gebruiken.

Om een realistische ervaring te simuleren die representatief is voor de voetgangerscontext, hebben we besloten om een point-light walker-figuur te gebruiken als een visuele stimulus, die een menselijke vorm vertegenwoordigt die loopt met een afwijkingshoek van 3,5 ° naar links of rechts van de deelnemer. Deze figuur bestaat uit 15 zwarte stippen op een witte achtergrond, waarbij de stippen het hoofd, de schouders, heupen, ellebogen, polsen, knieën en enkels van een mens vertegenwoordigen (figuur 1). Deze stimulus is gebaseerd op biologische beweging, wat betekent dat het het bewegingspatroon volgt dat typisch is voor mens en dier11. Bovendien is deze prikkel meer dan ecologisch geldig; het vereist complexe visuele verwerking en aandacht om succesvol te worden geanalyseerd12,13. Interessant is dat Thornton et al.8 ontdekten dat een goede identificatie van de richting van de puntachtige wandelaar sterk wordt beïnvloed door verdeelde aandacht, waardoor het geschikt is als prestatiemaatstaf bij het bestuderen van taakwisselingskosten bij multitasking. Deelnemers werd gevraagd om mondeling aan te geven in welke richting de figuur liep. Het uiterlijk van de wandelaar werd altijd voorafgegaan door een auditieve aanwijzing die zijn verschijning op het scherm aangaf.

Prestaties op de point-light walker-taak en neurofysiologische gegevens stelden ons in staat om de aandachtsimpact van beide aandoeningen te bepalen en te helpen bepalen wat ze veroorzaakte. De prestaties werden gemeten door te kijken naar de foutpercentages en responstijden bij het bepalen van de richting van de point-light walker-figuur. Om de onderliggende cognitieve en aandachtsmechanismen te begrijpen die betrokken zijn bij de aandachtsstoornissen die we vonden met de prestatiemaatstaf, beoordeelden we de neurofysiologische gegevens van de deelnemers met behulp van de EEG-actiCAP met 32 elektroden. EEG is een geschikt hulpmiddel in termen van tijdelijke precisie, wat belangrijk is bij het proberen te zien wat slechte prestaties op specifieke momenten in de tijd veroorzaakt (bijvoorbeeld het uiterlijk van de point-light walker-figuur), hoewel artefacten in de gegevens aanwezig kunnen zijn als gevolg van bewegingen. Bij het analyseren van de EEG-gegevens zijn twee indexen bijzonder relevant: 1) alfa-oscillaties; en 2) cognitieve betrokkenheid. Onderzoek heeft aangetoond dat alfa-oscillaties zowel werkgeheugencontrole als actieve remming van taak-irrelevante hersencircuits kunnen vertegenwoordigen 14,15,16,17. Door de alfa-oscillaties op basisniveau te vergelijken met die met de stimuluspresentatie18,19, verkregen we de alfa-ratio. Met deze ratio bepaalden we de gebeurtenisgerelateerde veranderingen die ten grondslag kunnen liggen aan de aandachtsstoornis die wordt waargenomen tijdens het sms'en tijdens het lopen. Met betrekking tot cognitieve betrokkenheid ontwikkelden Pope et al.20 een index waarbij bèta-activiteit verhoogde opwinding en aandacht vertegenwoordigt, en alfa- en theta-activiteit een afname van opwinding en aandacht weerspiegelen21,22. Deze analyse werd uitgevoerd om te bepalen of verhoogde betrokkenheid voorafgaand aan het verschijnen van de stimulus de herconfiguratie van de takenset zou bemoeilijken die nodig is om te reageren op het walker-figuur.

Met de methodologie die in dit artikel wordt beschreven, proberen we de onderliggende mechanismen te begrijpen die van invloed zijn op de prestaties van taakwisseling bij deelnemers die zich bezighouden met multitasking-episodes. De loopconditie vertegenwoordigt een niet-multitaskingtaakschakelaarprestatie die wordt vergeleken met een multitaskingtaakschakelaar (d.w.z. sms'en tijdens het lopen). Door de rollen van remming van takensets en activering van takensets te meten, probeerden we de schakelkosten die optreden bij het sms'en tijdens het lopen beter te begrijpen. Het is relevant om op te merken dat de oorspronkelijke studie werd uitgevoerd in een meeslepende virtuele omgeving23 , maar later werd gerepliceerd in een experimentele ruimte (zie figuur 2) met een projector die de walker-figuur op een scherm voor de deelnemer weergeeft. Omdat deze virtuele omgeving niet meer beschikbaar is, is het protocol aangepast aan het huidige experimentele ruimteontwerp.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Voordat u met de gegevensverzameling begint, is het belangrijk om alle noodzakelijke ethische onderzoeksgoedkeuring voor menselijke deelnemers te ontvangen. Dit moet gebeuren via de juiste toetsingscommissies en/of beoordelingscommissies voor menselijke deelnemers.

Dit protocol is goedgekeurd en gecertificeerd door de ethische commissie van HEC Montréal voor de Tech3Lab onderzoeksfaciliteit.

1. Voorbereiding van de visuele stimulus

  1. Maak de experimentele sjabloon voor de visuele stimulus met een visuele experimentpresentatiesoftware, zoals E-prime. Maak er een voor de praktijkproef (zes onderzoeken) en één voor de experimentele omstandigheden (22 onderzoeken).
  2. Open de E-prime software en ga naar het structuurvenster, waar de logica van het experiment kan worden gemaakt.
    1. Dubbelklik op SessionProc (de tijdlijn voor het rangschikken van de volgorde van weergave van de E-objecten).
    2. Sleep het object TextDisplay van de werkset naar de regel SessionProc .
      1. Dubbelklik op het TextDisplay-object dat in de SessionProc is ingevoegd en schrijf de onderzoeksinstructies: "Wanneer u de auditieve aanwijzing hoort, steek dan uw hoofd op en geef hardop aan welke richting de rollator gaat, naar links of naar rechts. Het experiment gaat binnenkort van start."
      2. Klik op het pictogram Eigenschappenpagina's boven aan het tekstweergavevenster . Klik op het tabblad Algemeen en wijzig de instelling van het vak Naam in instructies. Klik op het vervolgkeuzemenu Duur en selecteer Oneindig. Klik op het tabblad Duur/Invoer en kies Toevoegen, selecteer Toetsenbord en druk op OK. Klik nogmaals op OK om de eigenschappenpagina's af te sluiten. Dit zorgt ervoor dat de instructies op het scherm blijven staan totdat u drukt om het experiment te starten.
    3. Sleep in SessionProc nu een List-object naar de SessionProc-regel (plaats het na de instructies). Dubbelklik op het object List . Schrijf in de kolom Procedure "Left-Trial", druk op Enter en klik op JA in het pop-upvenster waarin u wordt gevraagd een nieuwe procedure te maken. Wanneer in het volgende pop-upvenster wordt gevraagd om dit als standaardwaarde te instellen, klikt u op NEE.
    4. Dubbelklik op het object List in de regel SessionProc. Klik op de groene knop met de naam Attribuut toevoegen. Noem het attribuut als: correct response. Klik op OK.
    5. Klik op de lege ruimte in de kolom correct antwoord en schrijf L (dit is om aan te geven dat deze lijst object als voor de wandelaar naar links gaat).
    6. Ga terug naar SessionProc en klik op het nieuwe object dat is gemaakt met de naam Left-Trial.
    7. Ga naar de SessionProc en dubbelklik op het object Left-Trial .
      1. Sleep het InLine-object naar de regel Links-Proefversie en wijzig de naam ervan.
        1. SelectITI. Dubbelklik op het InLine-object en schrijf de volgende code:
          Dim nRandom als geheel getal
          nRandom = Willekeurig (16500, 17500)
          c.SetAttrib "ITIDur", nRandom
        2. De code presenteert de walker stimulus met tijdsintervallen tussen 16.500 ms en 17.500 ms.
    8. Dubbelklik op Left-Trial. Sleep een diaobject naar de regel Links-Proefversie . Hernoem het Wachtend, dit object wordt een leeg scherm dat verschijnt tussen de visuele stimuli voor de hoeveelheid tijd bepaald door de code in stap 1.2.7.
    9. Dubbelklik op het object Slide .
      1. Klik op het subobject met de naam SlideText en klik ergens in de dia om het object daar te plaatsen.
      2. Verwijder de bestaande tekst uit die afbeelding.
      3. Klik op Eigenschappenpagina's voor subobjecten.
      4. Stel op het tabblad Frame zowel de breedte als de hoogte in op 100%. Klik op OK.
    10. Klik op de eigenschappenpagina's en ga naar het tabblad Duur/Invoer . Typ in duur de volgende waarde: [ITIDur].
    11. Dubbelklik op Left-Trial en sleep een SoundOut-object naar de regel Left-Trial .
      1. Dubbelklik op het object SoundOut .
      2. Selecteer onder Bestandsnaam de juiste map met geluidssignalen.
      3. Wijzig de buffergrootte in 1.000 ms.
      4. Klik op OK.
    12. Ga terug naar Left-Trial en sleep een Slide-object naar de left-trial-regel en hernoem het naar Walker Left.
      1. Dubbelklik op dit nieuwe object.
      2. Voeg een SlideMovie-subobject toe door op het subobject te klikken en vervolgens op de dia te klikken.
      3. Klik op Eigenschappenpagina's voor subobjecten en selecteer onder Bestandsnaam de map van het videobestand van de linkerwandelaar.
      4. Stel stop na-modus in op OffsetTime.
      5. Klik op Stretch en kies JA.
      6. Stel Filmactie beëindigen in op Beëindigen.
      7. Klik op het tabblad Frame en stel de breedte en de hoogte in op 100%.
      8. Stel voor de positie zowel de X- als de Y-positie in op 50%.
      9. Stel ten slotte de randkleur in op wit.
      10. Klik op OK.
      11. Klik op de eigenschappenpagina's van het object Slide .
        1. Klik op het tabblad Duur/Invoer .
        2. Stel de duur in op 4.000. Stel PreRelease in op 500.
        3. Klik op OK.
    13. Herhaal deze hele procedure (d.w.z. uit stappen 1.2.3 tot en met 1.2.9) voor de juiste proef. Noem de procedure Right-Trial. Wanneer u de procedure volgt, wijzigt u alleen het juiste antwoord (d.w.z. in R of L) en het videobestand. Gebruik de videobestandsmap voor de juiste wandelaar.
  3. Dubbelklik op de SessionProc.
    1. Object slepen en neerzetten en schuiven naar de sessionproc-lijn
    2. Dubbelklik op dit object en voeg een SlideText-subobject toe.
    3. Schrijf Pauze als de tekst.
    4. Nogmaals, ga naar de subobjecteigenschappenpagina's en maak op het tabblad Frame de breedte en hoogte 100%. Maak de positie voor X en Y 50%.
    5. Klik op OK.
  4. Dubbelklik op het object List dat al is gemaakt.
    1. Klik op de eigenschappenpagina's van het object List .
    2. Stel op het tabblad Selectie de volgorde in op Willekeurig en klik op OK.
    3. Voeg in de kolom Gewicht de volgende nummers in:
      1. Oefening: voer het getal 3 in zowel de rij Links-Trial als de rij Rechts-Trial in.
      2. Experiment: voer het getal 11 in zowel de rij Links-Proef als de rij Rechts-Proef in.
  5. Klik boven in het venster op het pictogram Genereren om een uitvoerbaar scriptbestand te maken. Sla het op het bureaublad op voor eenvoudige toegang. Dit is het bestand dat tijdens het experiment wordt uitgevoerd.
    1. Bewaar de oefenproef als "Praktijk" en de experimentele proeven als "Experiment".
    2. Test het script dat is gemaakt door op het pictogram Uitvoeren te klikken.
  6. In de map E-studio wordt een E-run bestand aangemaakt. Beide bestanden die zijn gemaakt (één voor de praktijkproef en één voor de experimentele proeven) kunnen in een map op het bureaublad van de computer worden geplaatst. Om het visuele experiment uit te voeren, klikt u gewoon op het juiste pictogram.
  7. Zodra de experimentele sjablonen van de visuele stimulus zijn gemaakt, probeert u ze weer te geven met de projector.
    1. Wijzig met de projectorinstellingen de hoogte van de rollatorfiguur en zorg ervoor dat deze direct voor de plaats staat waar de deelnemer op de loopband zou staan.
    2. Meet met een meetlint de hoogte van de rollator direct op het projectiescherm. Bereken de afstand tussen het scherm en de ogen van een persoon die op de loopband staat om de stimulus 25 ° visuele hoek te laten dekken en verplaats de loopband dienovereenkomstig. Om de benodigde afstanden te berekenen, kan men de volgende website gebruiken: http://elvers.us/perception/visualAngle/

2. Inrichting van de laboratoriumomgeving

  1. Schakel de vier opnamecomputers, de EEG-versterker, de projector, de loopband, de luidsprekers en de smartphone in.
  2. Stel de opnameapparatuur in.
    1. Open de synchronisatiesoftware met de specifieke subroutine die voor het onderzoek is gemaakt met markers op 10 s.
      1. De synchronisatiesoftware stuurt elke 10 s een puls die verschijnt in de vorm van een marker en lichtpuls in het EEG en video-opnames.
    2. Schakel de video-opnamesoftware in. De camera's moeten ook automatisch worden ingeschakeld. Zo niet, schakel ze dan handmatig in.
    3. Open en stel de EEG-opnamesoftware in voor de deelnemer.
    4. Open de map met het uitvoerbare scriptbestand voor visuele stimulus dat is gemaakt met de presentatiesoftware voor visuele experimenten.
    5. Bereid de EEG-opstelling en materialen voor volgens de procedures die door de fabrikanten worden voorgesteld.
    6. Verwijder het gesprek van de vorige deelnemer van de smartphone.
    7. Plaats een nieuwe fles water naast de ruststoel van de deelnemer.

3. Voorbereiding van de deelnemer

  1. Verwelkom de deelnemer in zaal 1 en vertel kort over de studieduur en de vergoeding.
  2. Vraag deelnemers om hun sieraden (bijvoorbeeld oorbellen, piercings, kettingen), brillen, smartphones en alle inhoud in hun zak te verwijderen, deze in een prullenbak te plaatsen en in een kluisje te plaatsen.
  3. Vraag deelnemers om zich te ontdoen van kauwgom die ze mogelijk eten en zorg ervoor dat ze hebben gegeten voordat ze aan het experiment beginnen.
  4. Zorg ervoor dat de deelnemer comfortabele wandelschoenen draagt en laat ze hun schoenveters dubbel knopen om de veiligheid van de deelnemer tijdens het experiment te garanderen.
  5. Laat de deelnemer het toestemmingsformulier lezen en ondertekenen.
    1. Lees het volgende script en laat de deelnemer zitten zodat hij het toestemmingsformulier kan lezen en ondertekenen:

      "Hier is een toestemmingsformulier waarin staat dat u ermee instemt om deel te nemen aan dit onderzoek. Lees het zorgvuldig door en onderteken het. Aarzel niet als je vragen hebt."
  6. Breng de deelnemer naar de aangewezen voorbereidingsruimte voor de deelnemer, kamer 3, waar de EEG-dop moet worden opgezet.
  7. Lees het voorbereide script dat de stroom van het experimentele proces uitlegt:

    "Het valt je misschien op dat ik af en toe een tekst lees. Dit wordt gedaan om ervoor te zorgen dat alle deelnemers identieke instructies krijgen. In deze studie zijn we geïnteresseerd in hoe mensen omgaan met een stimulus voor hen tijdens het verzenden van sms-berichten en het lopen met een gematigde snelheid. Gedurende ongeveer 40 minuten sms't u [naam onderzoeksassistent] die u eerder met deze smartphone hebt ontmoet [toon de smartphone]. Terwijl je aan het sms'en bent hoor je van tijd tot tijd een geluid. Dit geluid wordt gevolgd door een beeld van een wandelend personage. Jouw taak is om hier je hoofd naar het scherm te heffen [wijs naar het scherm] en hardop aan te geven of het personage naar rechts of naar links loopt. U wordt niet gevraagd om iets anders te doen. Ik zal uw antwoorden opschrijven. Merk op dat er in alle blokken twee keuzes zijn voor een antwoord (rechts en links), dus het is onmogelijk dat er bijvoorbeeld alleen links of rechts als een enkele keuze zal zijn. De richting waar het personage vandaan komt is totaal willekeurig. Nadat je je antwoord hebt gedicteerd, ga je gewoon door met sms'en [name van onderzoeksassistent]. Het is belangrijk om je niet om te draaien als je antwoordt of als je met me wilt praten omdat je gedestabiliseerd zou kunnen raken en zou kunnen vallen. Houd je hoofd naar voren. Ik zal hier achter deze spiegel zitten [wijs naar het glas] gedurende de duur van het experiment. Heb je vragen?"
  8. Meet de hoofdomtrek van de deelnemer voor de EEG-elektrodekap. Voor dit experiment werd een EEG actiCap met 32 voorgeïnmplificeerde elektroden gebruikt.
    1. Kies de juiste maat EEG-dop, plaats deze op een schuimkop voor ondersteuning en plaats alle elektroden op de juiste locatie.
    2. Meet de hoofdomtrek van de deelnemer opnieuw om het startpunt van de dop te bepalen met behulp van het 10-20-referentiesysteem.
    3. Plaats de dop op het hoofd van de deelnemer vanaf de voorkant en houd deze in positie terwijl u hem naar achteren trekt. Zorg ervoor dat de dop goed is geplaatst.
    4. Sluit de kabels van de EEG-dop aan op de EEG-besturingskast.
    5. Toon de gelapplicator aan de deelnemer zodat ze kunnen zien dat het niet scherp is en laat ze het aanraken als ze dat willen. Lees het volgende script:

      "Hier is de applicator en de tip die ik zal gebruiken om de gel op de EEG-dop te doen die je op je hoofd hebt. Je kunt het aanraken; het doet geen pijn. De punt is net kort genoeg om nooit je hoofd te raken."
    6. Schakel de EEG-elektrodedoos in zodat alle elektrodelampjes rood worden.
    7. Activeer de elektroden door eerst het haar uit de weg te bewegen en vervolgens de gel op elke elektrode aan te brengen: begin met de geslepen elektrode en vervolgens de referentie-elektrode. Zodra deze twee elektroden groen worden, voegt u de resterende elektroden toe.
    8. Plaats de gel totdat alle elektrodesensoren groen worden.
    9. Meet de impedantie op de schakelkast.
    10. Koppel de kabels los van de besturingskast en sluit ze aan op de move-adapter (d.w.z. de adapterkit die de gegevens draadloos terugstuurt naar de besturingskast).
    11. Plaats de adapterkit in een fanny pack en vraag de deelnemer om deze rond zijn middel te bevestigen, met de kabels en de adapterkit op de rug van de deelnemer geplaatst.
    12. Ga terug naar de computerruimte (kamer 4) en controleer de impedantie van elke elektrode.
    13. Controleer of de gegevenskwaliteit bevredigend is door het signaal op het beeldscherm van de EEG-software visueel te inspecteren. Repareer indien nodig de problematische elektroden.
  9. Neem de deelnemer mee naar de experimentele ruimte (d.w.z. kamer 2).
  10. Laat de deelnemer op de loopband staan en bevestig de veiligheidssleutel van de loopband aan de deelnemer.
  11. Zet de loopband aan op een snelheid van 0,8 mph en laat de deelnemer 2 minuten lopen, zodat ze vertrouwd raken met de snelheid. Herinner de deelnemer tijdens deze 2 minuten aan de instructies:

    "Gedurende ongeveer 40 minuten sms't u [naam van onderzoeksassistent] met een smartphone. Terwijl u sms't, hoort u van tijd tot tijd een geluid. Dit geluid wordt gevolgd door een beeld van een wandelend personage. Jouw taak is om op dat moment je hoofd naar het scherm te heffen en hardop aan te geven, naar jouw mening, of het personage naar rechts of links van je loopt. U wordt niet gevraagd om iets anders te doen. Ik zal uw antwoorden opschrijven. Na het geven van je antwoord ga je gewoon door met sms'en [naam onderzoeksassistent]. Het is belangrijk om altijd een antwoord te geven. Als u het niet zeker weet, vertel ons dan uw beste gok. Draai je niet om als je je antwoord geeft of als je met me wilt praten omdat je gedestabiliseerd zou kunnen raken en zou kunnen vallen. Houd je hoofd naar voren. Er zijn vier delen van het experiment, twee waar je sms't [naam van onderzoeksassistent] tijdens het lopen, en twee waar je gewoon loopt. Elk deel duurt ongeveer 12 minuten en er is een pauze van 2 minuten tussen elk deel. Heb je vragen?"

4. Praktijkproef

  1. Geef de deelnemer de smartphone.
  2. Vertel de deelnemer dat ze een oefenproef zullen doen.
  3. Klik op het uitvoerbare scriptbestand van de stimulus voor de oefenproeven. Voer het deelnemersnummer in en begin met de proefperiode.
  4. Laat de deelnemer oefenen met het reageren op de visuele stimuli terwijl hij deelneemt aan een sms-gesprek met de onderzoeksassistent. Deze oefensessie duurt 3 min.
  5. Zodra de sessie begint, volgt u het sms-gespreksscript dat voor het onderzoek is gemaakt.
  6. Noteer het antwoord van de deelnemer op elke stimulusweergave op een spreadsheetsjabloon.
  7. Laat de deelnemer na de 3 min op een stoel zitten en wat water drinken. Gedurende deze tijd past u de loopbandsnelheid aan op 0,4 mph.
  8. Herinner de deelnemer aan de onderzoeksinstructies.

5. Gegevensverzameling

  1. Setup
    1. Ga naar het workflowblad om de voorwaardevolgorde voor de huidige deelnemer te kiezen. Er zijn twee volgordes mogelijk: In volgorde A gebruiken trials 1 en 3 de sms-conditie, terwijl trials 2 en 4 de control condition gebruiken. In volgorde B gebruiken de onderzoeken 1 en 3 de controlevoorwaarden en de onderzoeken 2 en 4 de sms-voorwaarden. Tijdens elke proef verschijnt de visuele stimulus 22 keer.
    2. Zorg ervoor dat alle opnamesoftware klaar is om synchroon te worden gestart.
    3. Schakel alle opnamesoftware in (bijv. EEG, video)
    4. Laat de deelnemer weer op de loopband stappen en de snelheid langzaam weer verhogen tot 0,8 mph.
    5. Schakel het visuele stimulusprogramma in en begin het uit te voeren.
    6. Lees de instructies van het onderzoek, afhankelijk van de experimentele toestand.
      1. Voer het uitvoerbare scriptbestand van de stimulus uit voor de experimentproeven . Voer het deelnemersnummer en de gekozen code in voor de specifieke voorwaarden. Begin de proefperiode.
  2. Controleconditie
    1. Zorg ervoor dat de smartphone tijdens deze taak buiten het gezichtsveld van de deelnemer is.
    2. Instrueer de deelnemer om gewoon op de loopband te lopen en te reageren op de visuele stimulus elke keer dat deze verschijnt door "links" of "rechts" te antwoorden:

      "Voor deze taak moet je gewoon op de loopband lopen. Van tijd tot tijd hoor je een geluid. Dit geluid wordt gevolgd door een beeld van een wandelend personage. Jouw taak is om dan je hoofd naar het scherm te heffen en hardop aan te geven, naar jouw mening, of het personage naar rechts of naar links beweegt. U wordt niet gevraagd om iets anders te doen. Ik zal je antwoorden zelf opschrijven. Nadat je je antwoord hebt gedicteerd, loop je gewoon verder. Het is belangrijk om altijd een antwoord te geven. Als u het niet zeker weet, vertel ons dan uw beste gok. Draai je niet om als je je antwoord geeft of als je met me wilt praten omdat je gedestabiliseerd zou kunnen raken en zou kunnen vallen. Houd je hoofd naar voren. Begin wanneer ik je het signaal geef. Heb je vragen?"
    3. Geef de deelnemer het signaal dat de studie op het punt staat te beginnen en de visuele stimulusstudie te starten.
    4. Noteer de reactie van de deelnemer elke keer dat ze antwoorden op de visuele stimulus. Wanneer een deelnemer niet reageert, laat u het veld leeg.
    5. Laat de deelnemer aan het einde van de proef gaan zitten en wat water drinken.
    6. Blijf tijdens deze pauzes alle opnamesoftware uitvoeren en laat de loopband aan met een snelheid van 0,4 mph.
    7. Na de pauze krijgt u de deelnemer weer op de loopband en terwijl ze lopen, verhoogt u geleidelijk de snelheid terug naar 0,8 mph.
  3. Voorwaarde sms'en
    1. Terwijl de deelnemer op de loopband loopt, geeft u hen de smartphone.
    2. Instrueer de deelnemer om te sms'en zoals ze van nature zouden doen (bijvoorbeeld met één hand of twee handen) tijdens het lopen op de loopband en reageer op de visuele stimulus elke keer dat deze verschijnt door "links" of "rechts" te antwoorden:

      "Voor deze taak sms je [naam onderzoeksassistent] met een smartphone. Open op de smartphone de berichtentoepassing. Selecteer vervolgens het gesprek met de woorden "Hallo". Je zult actief moeten deelnemen aan een sms-gesprek. Terwijl je aan het sms'en bent hoor je van tijd tot tijd een geluid. Dit geluid wordt gevolgd door een beeld van een wandelend personage. Jouw taak is om hier je hoofd naar het scherm te heffen en naar jouw mening aan te geven of het personage naar rechts of naar links beweegt. U wordt niet gevraagd om iets anders te doen. Ik zal je antwoorden zelf opschrijven. Nadat je je antwoord hebt gedicteerd, ga je gewoon door met sms'en. Het is belangrijk om altijd een antwoord te geven. Als u het niet zeker weet, vertel ons dan uw beste gok. Draai je niet om als je je antwoord geeft of als je met me wilt praten omdat je gedestabiliseerd zou kunnen raken en zou kunnen vallen. Houd je hoofd naar voren. Begin wanneer ik je het signaal geef. Heb je vragen?"
    3. Geef de deelnemer het signaal dat de studie op het punt staat te beginnen en de visuele stimulusstudie te starten.
    4. Instrueer de deelnemer om een sms-gesprek te voeren terwijl hij op de loopband loopt. Instrueer ze om ook te reageren op de visuele stimulus elke keer dat deze verschijnt door "links" of "rechts" te antwoorden.
    5. Laat de onderzoeksassistent het gespreksscript volgen en houd het gesprek gaande gedurende de hele aandoening.
    6. Noteer de reactie van de deelnemer elke keer dat ze antwoorden op de visuele stimulus. Wanneer een deelnemer niet reageert, laat u het veld leeg.
    7. Neem aan het einde van de proef de smartphone van de deelnemer en laat de deelnemer gaan zitten en wat water drinken.
    8. Blijf tijdens deze pauzes alle opnamesoftware uitvoeren en laat de loopband aan met een snelheid van 0,4 mph.
    9. Na de pauze krijgt u de deelnemer weer op de loopband en terwijl ze lopen, verhoogt u geleidelijk de snelheid terug naar 0,8 mph.

6. Einde van de gegevensverzameling

  1. Laat de deelnemer aan het einde van de experimentele manipulatie de loopband uitzetten. Laat de deelnemer gaan zitten en drink wat water.
  2. Verwijder de EEG-dop en neem de deelnemer mee naar een douche waar ze hun haar kunnen wassen als ze dat willen.
  3. Geef de deelnemer zijn vergoeding en bedank hem voor zijn deelname. Zorg ervoor dat de deelnemer vertrekt met zijn kopie van het toestemmingsformulier en dat hij al zijn persoonlijke items ophaalt.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Dit onderzoeksprotocol werd oorspronkelijk uitgevoerd met 54 deelnemers, die elk reageerden op 88 richtingsproeven. De helft van die onderzoeken vond plaats wanneer deelnemers gewoon liepen voorafgaand aan de stimuluspresentatie; de andere helft deed zich voor wanneer de deelnemers aan het sms'en waren tijdens het lopen voorafgaand aan de stimuluspresentatie.

Gedragsresultaten
Prestaties op de richting van de point-light walker vertegenwoordigen de kosten voor het schakelen tussen taken, waarbij lagere prestaties hogere kosten voor het schakelen van taken vertegenwoordigen. De antwoorden van de deelnemers werden geanalyseerd met twee responsvariabelen: 1) Correcte identificatie; en 2) reactietijd. De twee experimentele omstandigheden vertegenwoordigden de twee groepen: 1) Sms'en tijdens het lopen; en 2) gewoon lopen voordat je reageert op de stimulus. Responstijden werden berekend aan het einde van het experiment. De video-opnames van het experiment werden omgezet in audiobestanden en vervolgens geanalyseerd met een geluidssoftware die de pieken in geluidsgolflengten markeerde. Zodra het geluid van de keu en het geluid van de verbale reactie van de deelnemer waren gemarkeerd, werd de tijd tussen de twee bepaald. De juiste responstijden werden geanalyseerd door de juiste richting van de deelnemer voor de 88 onderzoeken te exporteren, uit de experimentele presentatiesoftware, en deze toe te voegen aan het databasebestand met de antwoorden van de deelnemers. In het gebruikte programma (Excel) werd een formule gebruikt om de nauwkeurigheid te testen (= IF (A1 = B1, 1,0)) om te bepalen of de informatie in de eerste gegevenskolom (d.w.z. de reactie van de deelnemers) hetzelfde was als de tweede kolom.

Omdat elke deelnemer herhaaldelijk de oriëntatie van de stimulus moest bepalen, kon een t-test niet worden gebruikt om de verschillen in prestatiemiddelen tussen omstandigheden te analyseren. In plaats daarvan werd, om rekening te houden met intra-subject correlatie tussen studies, een gegeneraliseerd lineair regressiemodel gebruikt. Deze analyse werd uitgevoerd met Proc Glimmix met de SAS 9.4-software. De groepsvariabele was de verklarende variabele voor de responsvariabelen en voor elk onderwerp werd een willekeurige Gaussische interceptie toegevoegd. De nauwkeurigheid van de responsvariabelen (correcte of onjuiste respons) was binair en als zodanig was een logit-linkfunctie geschikt voor dit regressiemodel.

We ontdekten dat deelnemers meer kans hadden om de juiste richting voor de point-light walker-stimulus te identificeren wanneer ze niet sms'en voorafgaand aan het verschijnen van de stimulus (Odds Ratio = 0,77; T = −3,12; p = 0,001; 95% betrouwbaarheidsinterval (.657;. 908)). Er werd geen significant verschil in reactietijd gevonden (β = −0,005; T = −,26; p = 0,799; 95% betrouwbaarheidsinterval (-.047;. 036)) (zie figuur 3).

Om nauwkeurigheid met responstijd te combineren, werd de Inverse Efficiency Score (IES)24 gebruikt. De waarschijnlijkheid om nauwkeurig te zijn op de richtingsproeven werd gemodelleerd met behulp van een logistische regressie met responstijd als controlevariabele. Nogmaals, een individuele willekeurige interceptie werd toegevoegd voor elke proefpersoon om rekening te houden met potentiële intra-subject correlaties tussen onderzoeken. De resultaten van deze regressie met gemengd effect toonden een significant effect van experimentele conditie, waarbij de geschatte kans om nauwkeurig op de stimulus te reageren 18,9% kleiner was in de toestand waarin deelnemers sms'en tijdens het lopen, in vergelijking met wanneer ze gewoon liepen voorafgaand aan het verschijnen van de stimulus (Odds ratio = 0,811; T = −2,46; p = 0,014; 95% betrouwbaarheidsinterval 0,686-0,959; zie figuur 3). Dit toonde aan dat ongeacht de responstijd, de nauwkeurigheid van de richting van de stimulus consequent lager was wanneer deelnemers tijdens het lopen sms'en.

Neurofysiologische gegevens
EEG-opnames werden gebruikt om de neurofysiologische activiteit te bepalen die betrokken is bij taakwisseling door alfa-oscillaties en cognitieve betrokkenheid te observeren. Het gebruik van EEG tijdens beweging leidde tot meer artefacten. Om de kwaliteit van de data te waarborgen zijn verschillende stappen gezet. Ten eerste, om opname tijdens het lopen mogelijk te maken, werd nieuwe actieve elektrodetechnologie met een ruisaftrekcircuit (d.w.z. voorversterkte elektroden) gebruikt. Ten tweede werden de EEG-gegevens offline gefilterd met een lowpass IIR-filter op 20 Hz, om de alfagolven te isoleren, en een highpass IIR-filter op 1 Hz werd gebruikt om ruis te verminderen. Ten derde werd een onafhankelijke componentanalyse (ICA) toegepast om de artefacten veroorzaakt door oogknipperingen en oculaire saccades in de EEG-gegevens te dempen25. Ten vierde werd een automatische artefactafstoting gebruikt om tijdperken uit te sluiten met spanningsverschillen van meer dan 50 μV tussen twee naburige bemonsteringspunten en een verschil van meer dan 50 μV in een interval van 75 ms.

Data-analyse werd uitgevoerd met Vision Analyzer 2. Op basis van Luck26 werden de gegevens opnieuw verwezen naar de gemeenschappelijke gemiddelde referentie. Bovendien werden de gegevens gesegmenteerd om de 2 s na de presentatie van de walker-stimulus te isoleren, evenals een baseline van 2 s. Voor elke stimuluspresentatie werd een basislijn bepaald die de activiteit weergeeft die optreedt wanneer de deelnemer alleen tijdens het lopen loopt of sms't. Deze baseline werd verkregen gedurende een tijdspunt van 2 s, 12 s vóór de auditieve cue van elke stimulusuitstraling. Beide segmenten werden afzonderlijk geanalyseerd met een Fast-Fourier Transform op 1 s tijdperken om vermogenswaarden in het frequentiedomein te verkrijgen. Alle tijdperken werden afzonderlijk gemiddeld op basis van experimentele conditie.

Het doel van deze analyse was om te bepalen of de twee substappen van task-set inhibitie en task-set activatie de gedragsswitchkosten (d.w.z. prestatiemetingen) anders beïnvloeden. Om dit te doen, werden de EEG-gegevens geanalyseerd op basis van twee indexen: 1) alfa-oscillaties; en 2) cognitieve betrokkenheid. Alle berekeningen werden uitgevoerd met behulp van de Cz- en Pz-sites omdat hun gegevens minder ruis en minder artefacten bevatten. De veranderingen in alfa-oscillaties, als gevolg van de stimuluspresentatie, werden geanalyseerd met alfa-ratio's door het basislijn alfavermogen te vergelijken met het alfavermogen dat optreedt met de stimuluspresentatie18,19. Met behulp van de cognitieve engagement index ontwikkeld door Pope et al.20, werd een verhouding gecreëerd van het gecombineerde vermogen in de bèta (14-20 Hz) gedeeld door het totale vermogen in alfa (8-12 Hz) en theta (4-8 Hz) componenten. Om het gecombineerde vermogen te berekenen, werden de som van de gebruikte bevoegdheden op Cz- en Pz-locaties gebruikt.

De alfaratio en het effect ervan op de prestaties werden vergeleken tussen de twee voorwaarden. De alfaverhouding weerspiegelt de processen van taakremming. Omdat de alfaratio voor elke deelnemer werd gemeten, was het noodzakelijk om de verhouding te vergelijken met de geaggregeerde prestaties tijdens die aandoening (d.w.z. het juiste responspercentage van de 44 onderzoeken van die aandoening). Om de correlatiecoëfficiënt van beide aandoeningen te vergelijken, werd de z-test voorgesteld door Steiger27 gebruikt als een middel om correlatiecoëfficiënten gemeten van hetzelfde individu te vergelijken. Op de Pz-site bleek dat de correlatie tussen prestaties en de alfaratio statistisch verschillend was tussen de twee voorwaarden (p = 0,032; 95% betrouwbaarheidsinterval = 0,054-1,220) (zie figuur 4). Omdat de correlaties van elke aandoening van tegengestelde tekenen waren, werd aangetoond dat de remmingsprocessen de prestaties in de twee omstandigheden anders beïnvloedden, met een hogere alfaverhouding die leidde tot betere prestaties tijdens de loopconditie, terwijl in de sms-conditie de prestaties werden belemmerd door een hogere alfa-ratio. Deze resultaten laten zien dat bij het sms'en tijdens het lopen de hoeveelheid middelen die nodig is om de vorige takenset te remmen, de prestaties negatief heeft beïnvloed. De mate waarin deelnemers middelen gebruikten bij het remmen van takensets had dus meer effect op de komende prestaties tijdens het sms'en. Met betrekking tot de Cz-site werden geen significante verschillen gevonden, wat suggereert dat het effect zich meestal in het pariëtale gebied van de hoofdhuid bevond.

De cognitieve betrokkenheidsratio en het effect ervan op de prestaties werden ook vergeleken tussen de twee aandoeningen. Wat de alfaverhouding betreft, werd voor deze analyse ook de door Steiger27 voorgestelde z-test gebruikt. De resultaten toonden een statistisch significant verschil tussen de twee omstandigheden, waarbij de betrokkenheid bij de taak die onmiddellijk vóór het verschijnen van de stimulus werd gedaan (d.w.z. lopen of sms'en tijdens het lopen) de prestaties in elke toestand anders beïnvloedde (p = 0,027; 95% betrouwbaarheidsinterval = -1,062 - -0,061). Ook hier waren de correlaties van tegengestelde tekenen. Onze resultaten suggereren dat wanneer deelnemers vóór de taakwissel liepen, een hogere verhouding van cognitieve betrokkenheid gerelateerd was aan een afname van de prestaties, terwijl wanneer deelnemers sms'en tijdens het lopen vóór de taakwissel een hogere verhouding van cognitieve betrokkenheid gerelateerd was aan een toename van de prestaties. Dit toont aan dat de hogere taakwisselkosten van sms'en tijdens het lopen niet te wijten waren aan een hogere cognitieve betrokkenheid bij die taak.

Movie 1
Figuur 1: In deze video is een figuur zichtbaar die naar de rechterkant van het onderwerp loopt. Klik hier om deze video te bekijken. (Klik met de rechtermuisknop om te downloaden.)

Figure 2
Figuur 2: Experimentele opstelling van de ruimte. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figure 3
Figuur 3: Effect van sms'en op nauwkeurigheid en responstijd. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figure 4
Figuur 4: Correlatie tussen Alpha bij Fz en prestaties. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Een cruciale keuze bij het gebruik van het protocol zou het waarborgen van de kwaliteit van de neurofysiologische gegevens zijn. Er is een inherente complicatie aan het gebruik van een hulpmiddel zoals EEG tijdens beweging, omdat overmatige beweging veel ruis in de gegevens kan veroorzaken. Het is daarom belangrijk om voorafgaand aan de gegevensverzameling te overwegen hoe de gegevens worden voorbereid om zoveel mogelijk artefacten te verwijderen zonder het werkelijke signaal te wijzigen. Niettemin is het nog steeds vrij waarschijnlijk dat er hogere percentages van gegevensuitsluiting zullen zijn omdat deelnemers tijdens het experiment op een loopband lopen. De gegevens van bepaalde deelnemers zijn onbruikbaar vanwege artefacten veroorzaakt door overmatige gezichts-, hoofd- en lichaamsbewegingen, evenals vanwege het potentieel van overmatig zweten en storingen in de apparatuur. Om te voorkomen dat de resultaten worden beïnvloed of beïnvloed, moeten gegevensuitsluitingen worden bepaald voorafgaand aan de gedragsanalyse. Sinds het uitvoeren van deze studie heeft ons laboratorium de mogelijkheid verworven om de positie van de elektrode te lokaliseren en we hopen deze technologie in toekomstige studies te gebruiken om de bronactiviteit beter te analyseren. We raden toekomstige studies aan om gebruik te maken van elektrodelokalisatietechnologie om bronschatting van gerelateerde EEG-signalen mogelijk te maken.

Een cruciale stap om op te letten in dit protocol is het script voor het sms-gesprek van de deelnemer met de onderzoeksassistent. Het is belangrijk dat de sms-gesprekken worden begeleid met vooraf gedefinieerde onderwerpen en enkele open vragen. Het is veel waarde om zo'n script te volgen. Ten eerste zorgen we ervoor dat alle deelnemers vergelijkbare soorten gesprekken hebben, zodat we de variabiliteit verwijderen die zou bestaan in een natuurlijk voorkomend gesprek. Op deze manier zorgen we ervoor dat het niveau van afleiding niet varieert omdat het gesprek te veel verschilt tussen de deelnemers. Ten tweede kunnen we ervoor zorgen dat het gesprek niet tot sterke emotionele reacties leidt door de onderwerpen verstandig te kiezen. Emotioneel geladen interacties kunnen EEG-analyse- en afleidbaarheidsniveaus veranderen, wat op zijn beurt de interpretatie van zowel de gedrags- als neurofysiologische resultaten zou bemoeilijken. Alle sms-gesprekken zullen onvermijdelijk tot op zekere hoogte variëren, maar het hebben van een script geeft ons een zekere mate van controle over deze variabiliteit. Om de variabiliteit in het gesprek verder te beperken, verdient het de voorkeur om gedurende de hele duur van het onderzoeksproject één specifieke onderzoeksassistent voor deze taak te hebben. Toch verliezen we door ons aan een script te houden ook de ecologische geldigheid van zo'n gesprek. Wanneer individuen bijvoorbeeld gesprekken voeren met hun vrienden, kunnen deze gesprekken emotioneel geladen zijn, en dit kan in feite de kosten voor het wisselen van taken veranderen. Toch is het belangrijk om te overwegen dat om de impact van gesprekstypen op de kosten van taakwisseling te analyseren, het doel van de studie zich op dat aspect zou moeten concentreren, vanwege de complexiteit van een dergelijke analyse. Vandaar dat voor onze doeleinden het gebruik van een script meer geschikt was.

Er moet ook voorzichtigheid zijn bij het maken van het databasebestand waarin de antwoorden van de deelnemers worden genoteerd. De formule die we in Excel hebben gebruikt om de nauwkeurigheid te testen (d.w.z. = ALS (A1 = B1, 1,0)) is afhankelijk van de indeling (deze wordt bijvoorbeeld beïnvloed door extra lege spaties en hoofdletters). Het wordt daarom aanbevolen om R voor rechts of L voor links te schrijven, in hetzelfde formaat als dat wordt gebruikt in de uitvoer die wordt geëxtraheerd uit de visuele experimentpresentatiesoftware. Elke fout in het schrijven van het bestand kan valse negatieven in de nauwkeurigheidsbeoordeling veroorzaken. Tot slot is het voor dit soort onderzoek, waarbij visuele verwerking een grote rol speelt, belangrijk dat alle deelnemers een normaal of gecorrigeerd tot normaal zicht hebben. Omdat we EEG-hulpmiddelen gebruiken, is het ook relevant om te screenen op epilepsie en neurologische, evenals psychiatrische, diagnoses, die de hersensignalen van de deelnemers kunnen beïnvloeden. Het is verstandig om die deelnemers uit te sluiten van het onderzoek, omdat verschillen in hersenactiviteit de resultaten kunnen beïnvloeden.

Deze methodologie kan worden aangepast om meerdere smartphonetoepassingen te testen (bijv. Lezen, sociale media, gamen, afbeeldingen bekijken, enz.) 28. Vragenlijsten kunnen ook worden toegevoegd tussen experimentele omstandigheden, of aan het einde van het experiment, om meer inzicht te krijgen in de kenmerken en percepties van de deelnemers (zie Mourra29). Vragenlijsten tussen de taken door mogen niet tijdrovend zijn om te voorkomen dat de vermoeidheid van de deelnemers onnodig toeneemt vanwege de volgende aandoeningen. Dit moment is heel nuttig om verschillende taakgerelateerde constructies te testen, zoals de perceptie van tijd, de interesse in de taak die de deelnemer zojuist heeft voltooid en de waargenomen moeilijkheidsgraad. Vragenlijsten aan het einde van het experiment kunnen tijdrovender zijn, maar er moet rekening worden gehouden met de vermoeidheid van het voltooien van de voorwaarden. De timing van de vragenlijsten moet op een manier worden gedaan om te voorkomen dat de antwoorden van deelnemers bevooroordeeld zijn door hun ervaring tijdens de taak, en om te voorkomen dat het gedrag van de deelnemers bevooroordeeld is vanwege de eerder gestelde vragen.

Deze methode is beperkt in die zin dat echte voetgangersomgevingen veel stimuli tegelijkertijd presenteren, dus de cognitieve belasting die in deze omgevingen nodig is, is waarschijnlijk veel hoger dan in deze studie (zie Pourchon et al.7). Niettemin, om echt in staat te zijn om de onderliggende neurofysiologische mechanismen te lokaliseren, leek het noodzakelijk om zo'n afweging te maken. Afhankelijk van het doel van de specifieke studie, kan de visuele stimulus worden aangepast om verschillende factoren te testen die van invloed kunnen zijn op de taakwisselkosten van het gebruik van een smartphone tijdens het lopen. In deze methodologie werd de point-light walker figuur gebruikt in plaats van een echte menselijke figuur omdat deze point-light walker minder vatbaar is voor bias. Het uiterlijk van een echte menselijke wandelaar kan aangenamer of onaangenaam zijn voor bepaalde deelnemers en dit kan van invloed zijn op de aandacht die eraan wordt toegeschreven. Door een groep stippen te gebruiken die een menselijke vorm en menselijke beweging vertegenwoordigen, kunnen we deze potentiële externe variabele van het geslacht, de kleding, het lichaamsbeeld van de menselijke wandelaar en andere variabelen omzeilen die de resultaten kunnen vertekenen. Deelnemers die de menselijke wandelaar aantrekkelijker vinden, kunnen bijvoorbeeld meer geneigd zijn om hun aandacht op de rollator te richten dan ze anders zouden hebben gedaan.

Deze methodologie kan worden gebruikt voor verschillende toepassingen in toekomstige studies. Door bijvoorbeeld de visuele prikkel aan te passen om verschillende kenmerken te hebben, zou het mogelijk zijn om te bestuderen hoe de kenmerken van het object in een omgeving de taak-switching kosten kunnen beïnvloeden. Het kan ook interessant zijn om deze methode te gebruiken met een handmatige loopband, waarbij de actie van de voeten van de deelnemers tegen het dek de loopbandriem beweegt. Op deze manier konden we bepalen hoe de snelheid fluctueert tijdens het experiment als gevolg van multitasking of als gevolg van het schakelen tussen taken. Dit zou de ecologische validiteit vergroten en tegelijkertijd een nieuwe variabele toevoegen om in de analyse te overwegen (heeft bijvoorbeeld stoppen of langzamer of sneller lopen invloed op de prestaties van de deelnemers?). Dus, zowel in termen van stimuli als beweging van het onderwerp, zijn er veel andere mogelijkheden dan die welke in deze methode worden voorgesteld (d.w.z. puntlichtwandelaar en automatische loopband) om sms'en tijdens het lopen te onderzoeken (Pourchon et al.7, Schabrun et al.30). Dit zou de interne of externe validiteit van toekomstige studies vergroten. Ook moet worden opgemerkt dat onze beslissing om EEG-gegevens van slechts twee elektroden te gebruiken, enkele beperkingen met zich meebrengt. Toekomstig onderzoek moet proberen de analyse uit te breiden naar interessante regio's die meerdere elektroden omvatten. Het zou ook mogelijk zijn om geen gespreksscript te gebruiken en een gesprek op een natuurlijke manier te laten verlopen. In dergelijke gevallen kan de inhoud van het gesprek worden geanalyseerd met een inhoudsanalyse en kan de impact van verschillende soorten gesprekken op een natuurlijke manier worden bestudeerd. Kortom, deze methodologie kan de basis zijn waarop complexere studies kunnen voortbouwen om de kennis te vergroten van de verschillende factoren die van invloed kunnen zijn op ons vermogen om te multitasken met een smartphone tijdens het lopen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

De auteurs hebben niets te onthullen.

Acknowledgments

De auteurs erkennen de financiële steun van de Social Sciences and Humanities Research Council of Canada (SSHERC).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
The Observer XT Noldus Integration and synchronization software: The Noldus Observer XT (Noldus Information Technology) is used to synchronize all behavioral, emotional and cognitive engagement data.
MediaRecorder Noldus Audio and video recording software
FaceReader Noldus Software for automatic analysis of the 6 basic facial expressions
E-Prime Psychology Software Tools, Inc. Software for computerized experiment design, data collection, and analysis
BrainVision Recorder Brain Vision Software used for recording neuro-/electrophysiological signals (EEG in this case)
Analyzer EEG signal processing software
Qualtrics Qualtrics Online survey environment
Tapis Roulant ThermoTread GT Office Treadmill
Syncbox Noldus Syncbox start the co-registration of EEG and gaze data by sending a Transistor-Transistor Logic (TTL) signal to the EGI amplifier and a keystroke signal to the Tobii Studio v 3.2.
Move2actiCAP Brain Vision Add-on for a digital wireless system for EEG
iPhone 6s Apple
iMessage Apple
iPad Apple

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Monsell, S. Task switching. Trends in Cognitive Sciences. 7 (3), 134-140 (2003).
  2. Haga, S., et al. Effects of using a Smart Phone on Pedestrians' Attention and Walking. Procedia Manufacturing. 3, 2574-2580 (2015).
  3. Hatfield, J., Murphy, S. The effects of mobile phone use on pedestrian crossing behaviour at signalised and unsignalised intersections. Accident Analysis, Prevention. 39 (1), (2007).
  4. Stavrinos, D., Byington, K. W., Schwebel, D. C. Distracted walking: Cell phones increase injury risk for college pedestrians. Journal of Safety Research. 42 (2), 101-107 (2011).
  5. Nasar, J., Hecht, P., Wener, R. Mobile telephones, distracted attention, and pedestrian safety. Accident Analysis, Prevention. 40 (1), 69-75 (2008).
  6. Hyman, I. E., Boss, S. M., Wise, B. M., McKenzie, K. E., Caggiano, J. M. Did you see the unicycling clown? Inattentional blindness while walking and talking on a cell phone. Applied Cognitive Psychology. 24 (5), 597-607 (2010).
  7. Pourchon, R., et al. Is augmented reality leading to more risky behaviors? An experiment with pokémon go. Proceedings of the International Conference on HCI in Business, Government, and Organizations. , 354-361 (2017).
  8. Thornton, I. M., Rensink, R. A., Shiffrar, M. Active versus Passive Processing of Biological Motion. Perception. 31 (7), 837-853 (2002).
  9. Neider, M. B., McCarley, J. S., Crowell, J. A., Kaczmarski, H., Kramer, A. F. Pedestrians, vehicles, and cell phones. Accident Analysis, Prevention. 42, 589-594 (2010).
  10. Wylie, G., Allport, A. Task switching and the measurement of "switch costs". Psychological Research. 63 (3-4), 212-233 (2000).
  11. Johansson, G. Visual perception of biological motion and a model for its analysis. Perception, Psychophysics. 14 (2), 201-211 (1973).
  12. Cavanagh, P., Labianca, A. T., Thornton, I. M. Attention-based visual routines: Sprites. Cognition. 80 (1-2), 47-60 (2001).
  13. Troje, N. F. Retrieving Information from Human Movement Patterns. Understanding Events. , 308-334 (2008).
  14. Klimesch, W. EEG alpha and theta oscillations reflect cognitive and memory performance: A review and analysis. Brain Research Reviews. 29 (2-3), 169-195 (1999).
  15. Jensen, O., Gelfand, J., Kounios, J., Lisman, J. E. Oscillations in the Alpha Band (9-12 Hz) Increase with Memory Load during Retention in a Short-term Memory Task. Cerebral Cortex. 12 (8), 877-882 (2002).
  16. Busch, N. A., Herrmann, C. S. Object-load and feature-load modulate EEG in a short-term memory task. NeuroReport. 14 (13), 1721-1724 (2003).
  17. Herrmann, C. S., Senkowski, D., Röttger, S. Phase-Locking and Amplitude Modulations of EEG Alpha. Experimental Psychology. 51 (4), 311-318 (2004).
  18. Pfurtscheller, G., Aranibar, A. Event-related cortical desynchronization detected by power measurements of scalp EEG. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 42 (6), 817-826 (1977).
  19. Sauseng, P., et al. EEG alpha synchronization and functional coupling during top-down processing in a working memory task. Human Brain Mapping. 26 (2), 148-155 (2005).
  20. Pope, A. T., Bogart, E. H., Bartolome, D. S. Biocybernetic system evaluates indices of operator engagement in automated task. Biological Psychology. 40 (1-2), 187-195 (1995).
  21. Scerbo, M. W., Freeman, F. G., Mikulka, P. J. A brain-based system for adaptive automation. Theoretical Issues in Ergonomics Science. 4 (1-2), 200-219 (2003).
  22. Charland, P., et al. Assessing the Multiple Dimensions of Engagement to Characterize Learning: A Neurophysiological Perspective. Journal of Visualized Experiments. (101), e52627 (2015).
  23. Courtemanche, F., et al. Texting while walking: An expensive switch cost. Accident Analysis, Prevention. 127, 1-8 (2019).
  24. Townsend, J. T., Ashby, F. G. The stochastic modeling of elementary psychological processes. , Cambridge University Press. Cambridge. (1983).
  25. Jung, T., et al. Removal of eye activity artifacts from visual event-related potentials in normal and clinical subjects. Clinical Neurophysiology. 111, 1745-1758 (2000).
  26. Luck, S. J. An Introduction to the Event-related Potential Technique (Cognitive Neuroscience). , MIT Press. Cambridge, MA. (2005).
  27. Steiger, J. H. Tests for comparing elements of a correlation matrix. Psychological Bulletin. 87 (2), 245-251 (1980).
  28. Léger, P. -M., et al. Task Switching and Visual Discrimination in Pedestrian Mobile Multitasking: Influence of IT Mobile Task Type. Information Systems and Neuroscience: Vienna Retreat on NeuroIs 2019. Davis, F., Riedl, R., vom Brocke, J., Léger, P. -M., Randolph, A., Fischer, T. H. , Springer. 245-251 (2020).
  29. Mourra, G. N. Addicted to my smartphone: what factors influence the task-switching cost that occurs when using a smartphone while walking. , Retrieved from: http://biblos.hec.ca/biblio/memoires/m2019a610182.pdf (2019).
  30. Schabrun, S. M., van den Hoorn, W., Moorcroft, A., Greenland, C., Hodges, P. W. Texting and walking: strategies for postural control and implications for safety. PloS One. 9 (1), 84312 (2014).

Tags

Gedrag Probleem 158 taakwisseling aandachtsprocessen neuro-oerogonomen ongevallenanalyse mobiel apparaat EEG

Erratum

Formal Correction: Erratum: Measuring the Switch Cost of Smartphone Use While Walking
Posted by JoVE Editors on 08/24/2020. Citeable Link.

An erratum was issued for: Measuring the Switch Cost of Smartphone Use While Walking. An author's name was updated.

The name was corrected from:

Gabrielle-Naïmé Mourra

to:

Gabrielle Naïmé Mourra

Het meten van de switchkosten van smartphonegebruik tijdens het lopen
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Mourra, G. N., Brieugne, D., Rucco,… More

Mourra, G. N., Brieugne, D., Rucco, E., Labonté-Lemoyne, É., Courtemanche, F., Sénécal, S., Fredette, M., Cameron, A. F., Faubert, J., Lepore, F., Bellavance, F., Léger, P. M. Measuring the Switch Cost of Smartphone Use While Walking. J. Vis. Exp. (158), e60555, doi:10.3791/60555 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter