Waiting
Login processing...

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

Behavior

מדידת עלות המתג של שימוש בטלפון חכם בזמן הליכה

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

עיצוב מחקר זה מודד את עלות החלפת המשימות של שימוש בטלפון חכם בזמן הליכה. המשתתפים עוברים שני תנאי ניסוי: תנאי בקרה (הליכה) ומצב ריבוי משימות (שליחת הודעות טקסט תוך כדי הליכה). המשתתפים עוברים בין משימות אלה לבין משימה הקובעת כיוון. נתוני EEG וכן מדדים התנהגותיים נרשמים.

Abstract

מאמר זה מציג פרוטוקול מחקר למדידת עלות החלפת המשימות של שימוש בטלפון חכם בזמן הליכה. שיטה זו כוללת את המשתתפים הולכים על הליכון בשני תנאי ניסוי: תנאי בקרה (כלומר, פשוט הליכה) ומצב ריבוי משימות (כלומר, שליחת הודעות טקסט תוך כדי הליכה). במהלך תנאים אלה, על המשתתפים לעבור בין המשימות הקשורות למצב הניסוי לבין משימה הקובעת כיוון. משימת כיוון זו נעשית עם דמות הליכון אור נקודתי, לכאורה הולך לכיוון שמאל או ימין של המשתתף. הביצועים במשימת הכיוון מייצגים את עלויות החלפת המשימות של המשתתף. היו שני מדדי ביצוע: 1) זיהוי נכון של הכיוון 2) זמן תגובה. נתוני EEG נרשמים על מנת למדוד את תנודות אלפא ומעורבות קוגניטיבית המתרחשות במהלך החלפת המשימות. שיטה זו מוגבלת בתוקפה האקולוגי: בסביבות הולכי רגל יש גירויים רבים המתרחשים בו זמנית ומתחרים על תשומת הלב. עם זאת, שיטה זו מתאימה לאיתור עלויות החלפת משימות. נתוני ה-EEG מאפשרים לחקור את המנגנונים הבסיסיים במוח הקשורים לעלויות שונות של החלפת משימות. עיצוב זה מאפשר השוואה בין החלפת משימות בעת ביצוע משימה אחת בכל פעם, בהשוואה להחלפת משימות בעת ריבוי משימות, לפני הצגת הגירוי. זה מאפשר להבין ולאתר הן את ההשפעה ההתנהגותית והן את ההשפעה הנוירופיזיולוגית של שני מצבים שונים אלה של החלפת משימות. יתר על כן, על-ידי התאמה בין עלויות החלפת המשימות לפעילות המוחית, אנו יכולים ללמוד יותר על הגורמים להשפעות ההתנהגותיות האלה. פרוטוקול זה הוא בסיס מתאים ללימוד עלות המיתוג של שימושים שונים בסמארטפונים. ניתן להוסיף לו מטלות שונות, שאלונים ואמצעים נוספים על מנת להבין את הגורמים השונים המעורבים בעלות החלפת המשימות של שימוש בסמארטפון בזמן הליכה.

Introduction

מכיוון שגם חדירת הסמארטפונים וגם הנטייה לריבוי משימות הולכות וגוברות, חשוב להבין את ההשפעה שיש לשימוש בסמארטפון בזמן הליכה על הקשב. הספרות הוכיחה שוב ושוב כי החלפת משימות מגיעה עם עלות1, כולל שימוש בסמארטפון בזמן הליכה. מחקרים מצאו כי שימוש בטלפון חכם בזמן הליכה יכול להיות מסיח דעת ומסוכן 2,3,4. סכנות אלה נקשרו לליקויי הקשב של ביצוע משימה כזו 3,4,5,6,7. בשל האופי המורכב של סביבת הולכי הרגל, לימוד זה בהקשר ניסיוני כי הוא תקף מבחינה אקולוגית יכול להיות בעייתי. עם זאת, ביצוע מחקרים כאלה בסביבות הולכי רגל בפועל יכול לבוא עם סיבוכים משלהם כי משתנים זרים רבים יכולים לבוא לידי ביטוי, ויש סיכון של נזק למשתתף עקב הסחות דעת. חשוב להיות מסוגל ללמוד תופעה כזו בסביבה בטוחה יחסית שנשארת מציאותית ככל האפשר. במאמר זה נתאר מתודולוגיית מחקר הבוחנת את עלות החלפת המשימות של שליחת הודעות טקסט תוך כדי הליכה, תוך הגדלת תוקף המשימה והפחתת הסיכונים הפוטנציאליים הכרוכים בכך.

בעת שימוש בטלפון חכם בזמן הליכה, אנשים נאלצים לעבור ממשימות הטלפון החכם למשימות הליכה וסביבה. לכן, כדי לחקור תופעה כזו, מצאנו לנכון למסגר שיטה זו בתוך הספרות על ריבוי משימות, תוך התמקדות ספציפית בפרדיגמת החלפת המשימות. על מנת לעשות זאת, נעשה שימוש בפרדיגמת החלפת המשימות1, כאשר המשתתפים עברו בין מטלה לפני גירוי למשימה שלאחר גירוי. אחת משתי המשימות שקדמו לגירוי כללה ריבוי משימות, בעוד שהשנייה לא. במטלה שלאחר הגירוי, המשתתפים היו צריכים להגיב לגירוי שתפיסתו מושפעת מחלוקת קשב8. יתר על כן, מחקרי מעבדה ניסיוניים המנסים להיות תקפים מבחינה אקולוגית ככל האפשר השתמשו לעתים קרובות בסביבות הולכי רגל וירטואליות כדי להבין את ההשפעה הקשבית של שימוש בסמארטפונים בזמן הליכה 4,9. עם זאת, על מנת ללכוד את המנגנונים הנוירופיזיולוגיים העומדים בבסיסם, בחרנו להתמקד בתגובת החלפת המשימות הספציפית לגירוי אחד כדי למזער את מספר הגירויים שהמשתתפים היו צריכים להגיב אליהם. בדרך זו, אנו יכולים לאתר בצורה מדויקת יותר את עלות החלפת המשימות המגיעה אך ורק מהפניית תשומת הלב מהסמארטפון לעבר הגירוי. עם תכנון המחקר שלנו, אנו משתמשים במדדים התנהגותיים (כלומר, עלות החלפת משימות) ובנתונים נוירופיזיולוגיים כדי להבין טוב יותר את ליקויי הקשב שנמצאו במהלך שימוש בטלפונים חכמים של הולכי רגל.

במהלך ניסוי החלפת משימות, המשתתפים בדרך כלל ביצעו לפחות שתי משימות פשוטות הנוגעות לקבוצה של גירויים, כאשר כל משימה דורשת קבוצה שונה של משאבים קוגנטיביים המכונה "סט משימות"1. כאשר אנשים נאלצים לעבור בין משימות, המשאבים המנטליים שלהם צריכים להסתגל (כלומר, עיכוב של ערכת המשימות הקודמת והפעלה של מערך המשימות הנוכחי). תהליך זה של "הגדרה מחדש של ערכת משימות" הוא ככל הנראה הגורם לעלות החלפת המשימות1. עלות החלפת המשימות נקבעת בדרך כלל על ידי התבוננות בהבדלים בזמן התגובה ו / או בשיעור השגיאה בין ניסויים שבהם המשתתפים עוברים בין משימות לאלה שבהם הם לא10. בניסוי שלנו היו לנו שלוש משימות: 1) להגיב לגירוי הליכון נקודתי; 2) שליחת הודעות טקסט בטלפון חכם תוך כדי הליכה; ו-3) פשוט הליכה. השווינו את עלות המעבר בין שני מצבים שונים: 1) פשוט הליכה לפני התגובה לגירוי, ו-2) הליכה תוך כדי שליחת הודעות טקסט לפני התגובה. בדרך זו, תפסנו את העלות של ריבוי משימות בסמארטפון לפני החלפת המשימה והצלחנו להשוות אותה ישירות לעלות המתג שאינו ריבוי משימות פשוט של הליכה לפני הופעת הגירוי החזותי. מכיוון שהסמארטפון ששימש במחקר זה היה של מותג מסוים, כל המשתתפים נבדקו לפני הניסוי כדי להיות בטוחים שהם יודעים כיצד להשתמש במכשיר כראוי.

על מנת לדמות חוויה ריאליסטית המייצגת את ההקשר של הולכי הרגל, החלטנו להשתמש בדמות הליכון נקודתית כגירוי חזותי, המייצג צורה אנושית ההולכת עם זווית סטייה של 3.5 מעלות לכיוון שמאל או ימין של המשתתף. איור זה מורכב מ-15 נקודות שחורות על רקע לבן, כאשר הנקודות מייצגות את הראש, הכתפיים, הירכיים, המרפקים, פרקי כף היד, הברכיים והקרסוליים של אדם (איור 1). גירוי זה מבוסס על תנועה ביולוגית, כלומר הוא עוקב אחר דפוס התנועה האופייני לבני אדם ולבעלי חיים11. יתר על כן, גירוי זה הוא יותר מאשר תקף מבחינה אקולוגית; זה דורש עיבוד חזותי מורכב ותשומת לב על מנת להיות מנותח בהצלחה12,13. באופן מעניין, Thornton et al.8 מצאו כי זיהוי נכון של כיוון ההליכון דמוי הנקודה מושפע מאוד מחלוקת קשב, מה שהופך אותו למתאים כמדד ביצועים בעת בחינת עלויות החלפת משימות בעת ריבוי משימות. המשתתפים התבקשו לציין מילולית את כיוון ההליכה של הדמות. להופעתו של ההליכון קדם תמיד רמז שמיעתי שסימן את הופעתו על המסך.

הביצועים במשימת ההליכון הנקודתי-קל והנתונים הנוירופיזיולוגיים אפשרו לנו לקבוע את השפעת הקשב של שני המצבים ולעזור לקבוע מה גרם להם. הביצועים נמדדו על ידי התבוננות בשיעורי השגיאה וזמני התגובה בעת קביעת הכיוון של דמות ההליכון הנקודה-אור. על מנת להבין את המנגנונים הקוגניטיביים והקשביים הבסיסיים המעורבים בליקויי הקשב שמצאנו במדד הביצועים, הערכנו את הנתונים הנוירופיזיולוגיים של המשתתפים באמצעות EEG actiCAP עם 32 אלקטרודות. EEG הוא כלי מתאים במונחים של דיוק זמני, אשר חשוב כאשר מנסים לראות מה גורם לביצועים גרועים ברגעים ספציפיים בזמן (למשל, המראה של דמות הליכון אור נקודה), אם כי חפצים עשויים להיות נוכחים בנתונים עקב תנועות. בעת ניתוח נתוני EEG, שני מדדים רלוונטיים במיוחד: 1) תנודות אלפא; ו-2) מעורבות קוגניטיבית. מחקרים מצאו כי תנודות אלפא עשויות לייצג שליטה בזיכרון העבודה, כמו גם עיכוב פעיל של מעגלי מוח לא רלוונטיים למשימה14,15,16,17. על ידי השוואת תנודות אלפא ברמות הבסיס עם אלה המתרחשות עם הצגת גירוי18,19, קיבלנו את יחס אלפא. בעזרת יחס זה, קבענו את השינויים הקשורים לאירועים שיכולים להיות בבסיס ליקוי הקשב שנצפה בעת שליחת הודעות טקסט בזמן הליכה. באשר למעורבות קוגניטיבית, Pope et al.20 פיתחו מדד שבו פעילות בטא מייצגת עוררות מוגברת ותשומת לב, ופעילות אלפא ותטא משקפת ירידה בעוררות ובקשב21,22. ניתוח זה נעשה כדי לקבוע אם מעורבות מוגברת לפני הופעת הגירוי תסבך את הגדרת המשימות מחדש הנדרשת על מנת להגיב לדמות ההליכון.

בעזרת המתודולוגיה המתוארת במאמר זה, אנו מבקשים להבין את המנגנונים הבסיסיים המשפיעים על ביצועי החלפת משימות בקרב משתתפים העוסקים באפיזודות מרובות משימות. מצב ההליכה מייצג ביצועים של מתג משימה שאינו ריבוי משימות, המושווה לביצועי מתג משימות מרובות משימות (כלומר, שליחת הודעות טקסט בזמן הליכה). על-ידי מדידת התפקידים של עיכוב קבוצת משימות והפעלת ערכת משימות, ביקשנו להבין טוב יותר את עלויות המתג המתרחשות בעת שליחת הודעות טקסט תוך כדי הליכה. חשוב לציין שהמחקר המקורי נעשה בסביבה וירטואלית אימרסיבית23 אך שוכפל מאוחר יותר בחדר ניסויים (ראו איור 2) עם מקרן המציג את דמות ההליכון על מסך מול המשתתף. מכיוון שסביבה וירטואלית זו אינה זמינה עוד, הפרוטוקול הותאם לעיצוב הנוכחי של חדר הניסויים.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

לפני תחילת איסוף הנתונים, חשוב לקבל את כל אישורי המחקר האתי הדרושים למשתתפים אנושיים. יש לעשות זאת באמצעות ועדות הבדיקה המתאימות ו/או ועדות בדיקה של משתתפים אנושיים.

פרוטוקול זה אושר ואושר על ידי מועצת האתיקה של HEC מונטריאול עבור מתקן המחקר Tech3Lab.

1. הכנת הגירוי החזותי

  1. צור את תבנית הניסוי עבור הגירוי החזותי באמצעות תוכנה להצגת ניסויים חזותיים, כגון E-prime. צור אחד עבור ניסוי התרגול (שישה ניסויים) ואחד עבור תנאי הניסוי (22 ניסויים).
  2. פתח את תוכנת E-prime ועבור לחלון המבנה, שבו ניתן ליצור את ההיגיון של הניסוי.
    1. לחץ פעמיים על SessionProc (ציר הזמן לרצף סדר המראה של אובייקטים אלקטרוניים).
    2. גרור את אובייקט TextDisplay מארגז הכלים אל השורה SessionProc .
      1. לחץ פעמיים על אובייקט TextDisplay שהוכנס ל - SessionProc וכתוב את הוראות הלימוד: "כאשר אתה שומע את הרמז השמיעתי, אנא הרם את ראשך וציין בקול רם לאיזה כיוון ההליכון הולך, לכיוון שמאלך או מימינך. הניסוי יחל בקרוב".
      2. לחצו על האייקון Property Pages בחלק העליון של חלון TextDisplay . לחץ על הכרטיסייה משותף ושנה את הגדרת התיבה שם להוראות. לחץ על התפריט הנפתח משך ובחר אינסופי. לחץ על הכרטיסייה משך/קלט ובחר הוסף, בחר מקלדת ולחץ על אישור. לחץ שוב על אישור כדי לצאת מדפי המאפיינים. פעולה זו מבטיחה שההוראות יישארו על המסך עד שתלחץ כדי להתחיל את הניסוי.
    3. ב- SessionProc, גרור ושחרר כעת אובייקט רשימה לשורה SessionProc (מקם אותו לאחר ההוראות). לחץ פעמיים על אובייקט רשימה. בעמודה פרוצדורה, כתוב "משפט שמאלי", הקש Enter ולחץ על כן בחלון המוקפץ המבקש ליצור הליך חדש. כאשר החלון המוקפץ הבא מבקש להפוך ערך זה לערך ברירת המחדל, לחץ על NO.
    4. לחץ פעמיים על אובייקט הרשימה בשורה SessionProc . לחץ על הכפתור הירוק בשם הוסף תכונה. תן לתכונה את השם כ: תגובה נכונה. לחץ על אישור.
    5. לחץ על השטח הריק בעמודה התגובה הנכונה וכתוב L (זה כדי לסמן כי אובייקט רשימה זה אם עבור ההליכון הולך שמאלה).
    6. חזור אל SessionProc ולחץ על האובייקט החדש שנוצר שנקרא משפט שמאלי.
    7. עבור אל SessionProc ולחץ פעמיים על אובייקט המשפט השמאלי .
      1. גרור ושחרר את האובייקט InLine בשורה Left-Trial ושנה את שמו.
        1. SelectITI. לחץ פעמיים על האובייקט InLine וכתוב את הקוד הבא:
          Dim nRandom כמספר שלם
          nRandom = אקראי (16500, 17500)
          c.SetAttrib "ITIDur", nRandom
        2. הקוד מציג את גירוי ההליכון במרווחי זמן שבין 16,500 אלפיות השנייה ל-17,500 אלפיות השנייה.
    8. לחץ פעמיים על משפט שמאלי. גרור ושחרר אובייקט Slide לתוך השורה Left-Trial . שנה את שמו בהמתנה, אובייקט זה יהיה מסך ריק המופיע בין הגירויים החזותיים למשך הזמן שנקבע על ידי הקוד בשלב 1.2.7.
    9. לחץ פעמיים על אובייקט השקופית .
      1. לחץ על אובייקט המשנה שנקרא SlideText ולחץ במקום כלשהו בשקופית כדי למקם את האובייקט שם.
      2. הסר את הטקסט הקיים מתמונה זו.
      3. לחץ על עמודי מאפיינים של אובייקט משנה.
      4. בכרטיסיה מסגרת , הגדר הן את הרוחב והן את הגובה ל- 100%. לחץ על אישור.
    10. לחץ על עמודי המאפיינים ועבור ללשונית משך/קלט . הקלד משך את הערך הבא: [ITIDur].
    11. לחץ פעמיים על Left-Trial וגרור ושחרר אובייקט SoundOut אל קו המשפט השמאלי .
      1. לחץ פעמיים על אובייקט SoundOut .
      2. תחת שם קובץ , בחר את ספריית הקבצים המתאימה של רמז צליל.
      3. שנה את גודל המאגר ל- 1,000 אלפיות השנייה.
      4. לחץ על אישור.
    12. חזור אל משפט שמאלי , גרור ושחרר אובייקט Slide לקו המשפט השמאלי ושנה את שמו ל- Walker Left.
      1. לחץ פעמיים על אובייקט חדש זה.
      2. הוסף אובייקט משנה של SlideMovie על-ידי לחיצה על אובייקט המשנה ולאחר מכן לחיצה על השקופית.
      3. לחץ על Sub-Object Property Pages ותחת Filename , בחר בספרייה של קובץ הווידאו של ההליכון השמאלי.
      4. הגדר את מצב Stop After למצב OffsetTime.
      5. לחץ על מתח ובחר כן.
      6. הגדר את פעולת סיום הסרט לסיום.
      7. לחץ על הכרטיסייה מסגרת והגדר את הרוחב והגובה ל -100%.
      8. עבור המיקום, הגדר את המיקום X ו- Y ל- 50%.
      9. לבסוף, הגדר את צבע הגבול ללבן.
      10. לחץ על אישור.
      11. לחץ על עמודי המאפיינים של אובייקט השקופית .
        1. לחץ על הכרטיסייה משך/קלט .
        2. הגדר את משך הזמן ל- 4,000. הגדר את קדם-הפצה ל- 500.
        3. לחץ על אישור.
    13. חזור על כל ההליך הזה (כלומר, משלבים 1.2.3-1.2.9) עבור גירסת הניסיון הנכונה. תן שם להליך משפט ימני. בעת ביצוע ההליך, שנה רק את התגובה הנכונה (כלומר, ל- R במקום או L) ואת קובץ הווידאו. השתמש בספריית קבצי הווידאו עבור ההליכון הנכון.
  3. לחץ פעמיים על SessionProc.
    1. גרור ושחרר והחלק אובייקט לשורה SessionProc
    2. לחץ פעמיים על אובייקט זה והוסף אובייקט משנה של טקסט שקופיות.
    3. כתוב Pause כטקסט.
    4. שוב, עבור אל עמודי המאפיינים של אובייקט משנה ובכרטיסייה מסגרת הגדר את הרוחב והגובה ל- 100%. הפוך את המיקום עבור x ו- y 50%.
    5. לחץ על אישור.
  4. לחץ פעמיים על אובייקט הרשימה שכבר נוצר.
    1. לחץ על דפי המאפיינים של אובייקט הרשימה .
    2. בכרטיסייה בחירה , הגדר את סדר אקראי ולחץ על אישור.
    3. בעמודה משקל , הוסף את המספרים הבאים:
      1. תרגול: הזן את הספרה 3 הן בשורה משפט שמאלי והן בשורה משפט ימני.
      2. ניסוי: הזן את הספרה 11 הן בשורה משפט שמאלי והן בשורה משפט ימני .
  5. בחלק העליון של החלון, לחץ על הסמל צור כדי ליצור קובץ סקריפט הפעלה. שמור אותו בשולחן העבודה לגישה נוחה. זהו הקובץ שיופעל במהלך הניסוי.
    1. שמור את ניסוי התרגול כ"תרגול" ואת הניסויים הניסיוניים כ"ניסוי".
    2. בדוק את הסקריפט שנוצר על ידי לחיצה על הפעל סמל.
  6. בתיקייה E-studio, ייווצר קובץ E-run. ניתן למקם את שני הקבצים שנוצרו (אחד לניסוי התרגול ואחד לניסויי הניסוי) בתיקייה בשולחן העבודה של המחשב. כדי להפעיל את הניסוי החזותי, פשוט לחץ על הסמל המתאים.
  7. לאחר יצירת תבניות הניסוי של הגירוי החזותי, נסה להציג אותן עם המקרן.
    1. בעזרת הגדרות המקרן, שנה את גובה דמות ההליכון וודא שהיא ממורכזת ישירות מול המקום שבו המשתתף יעמוד על ההליכון.
    2. בעזרת סרט מדידה, מדוד את גובה ההליכון ישירות על מסך המקרן. חשבו את המרחק בין המסך לעיניו של אדם העומד על ההליכון על מנת שהגירוי יכסה זווית ראייה של 25°, והניעו את ההליכון בהתאם. כדי לחשב את המרחקים הדרושים, ניתן להשתמש באתר האינטרנט הבא: http://elvers.us/perception/visualAngle/

2. הקמת סביבת המעבדה

  1. הפעל את ארבעת מחשבי ההקלטה, את מגבר ה- EEG, את המקרן, את ההליכון, את הרמקולים ואת הטלפון החכם.
  2. הגדר את ציוד ההקלטה.
    1. פתח את תוכנת הסנכרון עם השגרה הספציפית שנוצרה עבור המחקר עם סמנים ב- 10 שניות.
      1. תוכנת הסנכרון שולחת פולס המופיע בצורת סמן ופולס אור ב-EEG והקלטות וידאו כל 10 שניות.
    2. הפעל את תוכנת הקלטת הווידאו. גם המצלמות אמורות להידלק אוטומטית. אם לא, הפעל אותם ידנית.
    3. פתח והגדר את תוכנת הקלטת EEG עבור המשתתף.
    4. פתח את התיקיה המכילה את קובץ סקריפט ההפעלה של גירוי חזותי שנוצר באמצעות תוכנת מצגת הניסוי החזותי.
    5. הכינו את מערך ה-EEG והחומרים בהתאם לנהלים המוצעים על ידי היצרנים.
    6. מחק את השיחה מהמשתתף הקודם מהטלפון החכם.
    7. הניחו בקבוק מים חדש ליד כיסא המנוחה של המשתתף.

3. הכנת המשתתפים

  1. ברכו את המשתתפים לחדר 1 וספרו להם בקצרה על משך המחקר ועל הפיצוי.
  2. בקשו מהמשתתפים להסיר את התכשיטים שלהם (למשל, עגילים, פירסינג, שרשראות), משקפיים, סמארטפון וכל תוכן שנמצא בכיסם, הניחו אותם בפח והכניסו אותם ללוקר.
  3. בקשו מהמשתתפים להיפטר מכל מסטיק שהם אוכלים ולוודא שהם אכלו לפני תחילת הניסוי.
  4. ודאו שהמשתתפים נועלים נעלי הליכה נוחות ובקשו מהם לקשור פעמיים את שרוכי הנעליים שלהם כדי להבטיח את בטיחות המשתתפים במהלך הניסוי.
  5. בקש מהמשתתף לקרוא את טופס ההסכמה ולחתום עליו.
    1. קרא את הסקריפט הבא ובקש מהמשתתף לשבת כדי שיוכל לקרוא ולחתום על טופס ההסכמה:

      "הנה טופס הסכמה המציין שאתה מסכים להשתתף במחקר זה. קרא אותו בעיון וחתום עליו. אל תהססו אם יש לכם שאלות".
  6. קחו את המשתתף לחדר ההכנה הייעודי למשתתפים, חדר 3, שם יש להתקין את כובע ה-EEG.
  7. קרא את התסריט המוכן המסביר את זרימת התהליך הניסיוני:

    "אולי שמת לב שמדי פעם אני קורא טקסט. זה נעשה כדי להבטיח שכל המשתתפים יקבלו הוראות זהות. במחקר זה אנו מתעניינים באופן שבו אנשים מתקשרים עם גירוי מולם בזמן שליחת הודעות טקסט והליכה במהירות מתונה. במשך כ-40 דקות, תסמס [שם עוזר המחקר] שפגשת קודם לכן עם הטלפון החכם הזה [הצג את הטלפון החכם]. בזמן שאתה מסמס תשמע צליל מעת לעת. צליל זה ילווה בתמונה של דמות מהלכת. המשימה שלך היא להרים את הראש למסך כאן [הצבע על המסך] ולציין בקול רם אם הדמות הולכת מימינך או שמאלך. לא תתבקש לעשות שום דבר אחר. אני אכתוב את התשובות שלך. שימו לב שבכל הבלוקים יש שתי אפשרויות לתשובה (ימין ושמאל), כך שלא ייתכן שיהיו למשל רק שמאל או ימין כבחירה אחת. הכיוון שממנו מגיעה הדמות הוא אקראי לחלוטין. אחרי שאתה מכתיב את התשובה שלך, אתה פשוט ממשיך לסמס [name של עוזר מחקר]. חשוב לא להסתובב כשאתה עונה או אם אתה רוצה לדבר איתי כי אתה עלול להתערער וליפול. שמור את הראש קדימה. אני אהיה מאחורי המראה הזו כאן [מצביע על הזכוכית] לאורך כל תקופת הניסוי. יש לך שאלות?"
  8. מדדו את היקף הראש של המשתתף עבור מכסה אלקטרודות EEG. לצורך ניסוי זה נעשה שימוש ב-EEG actiCap עם 32 אלקטרודות מוגברות מראש.
    1. בחר את מכסה EEG בגודל המתאים, הנח אותו על ראש קצף לתמיכה, ומקם את כל האלקטרודות במיקום הנכון שלהן.
    2. מדוד מחדש את היקף הראש של המשתתף כדי לקבוע את נקודת ההתחלה של הכובע באמצעות מערכת הייחוס 10-20.
    3. הניחו את הכובע על ראשו של המשתתף החל מלפנים והחזיקו אותו במקומו תוך משיכת הכובע לאחור. ודא שהמכסה ממוקם כראוי.
    4. חבר את כבלי מכסה ה-EEG לתיבת הבקרה של ה-EEG.
    5. הראו את אפליקטור הג'ל למשתתפים כדי שיוכלו לראות שהוא אינו חד ולאפשר להם לגעת בו אם הם רוצים בכך. קרא את הסקריפט הבא:

      "הנה המוליך והקצה שאשתמש בו כדי לשים את הג'ל על כובע ה-EEG שיש לך על הראש. אתה יכול לגעת בו; זה לא כואב. הטיפ פשוט קצר מספיק כדי שהוא אף פעם לא ייגע לך בראש".
    6. הפעל את תיבת האלקטרודות EEG כך שכל נוריות האלקטרודה יהפכו לאדומות.
    7. הפעל את האלקטרודות על ידי הזזת השערה תחילה מהדרך ולאחר מכן מריחת הג'ל על כל אלקטרודה: התחל עם אלקטרודת הקרקע ולאחר מכן אלקטרודת הייחוס. ברגע ששתי אלקטרודות אלה הופכות לירוקות, הוסף את האלקטרודות הנותרות.
    8. מניחים את הג'ל עד שכל חיישני האלקטרודות הופכים לירוקים.
    9. מדוד את העכבה בתיבת הבקרה.
    10. נתק את הכבלים מתיבת הבקרה וחבר אותם למתאם ההעברה (כלומר, ערכת המתאם המשדרת באופן אלחוטי את הנתונים בחזרה לתיבת הבקרה).
    11. הניחו את ערכת המתאם באריזה מאווררת ובקשו מהמשתתפים לחבר אותה סביב מותניו, כאשר הכבלים וערכת המתאם מונחים לכיוון גבו של המשתתף.
    12. חזרו לחדר המחשב (חדר 4) ובדקו את העכבה של כל אלקטרודה.
    13. ודא שאיכות הנתונים משביעת רצון על-ידי בדיקה חזותית של האות במסך הצג של תוכנת EEG. במידת הצורך, תקן את האלקטרודות הבעייתיות.
  9. קח את המשתתף לחדר הניסוי (כלומר, חדר 2).
  10. בקש מהמשתתף לעמוד על ההליכון ולהצמיד את מפתח הבטיחות של ההליכון למשתתף.
  11. הפעל את ההליכון למהירות של 0.8 קמ"ש ובקש מהמשתתף ללכת במשך 2 דקות כדי שיכיר את המהירות. במהלך 2 דקות אלה, הזכירו למשתתף את ההוראות:

    "במשך כ-40 דקות תסמסו [שם עוזר המחקר] עם סמארטפון. בזמן שאתה מסמס, תשמע צליל מעת לעת. צליל זה ילווה בתמונה של דמות מהלכת. המשימה שלך היא להרים את הראש אל המסך באותו זמן ולציין בקול רם, לדעתך, אם הדמות הולכת לכיוון ימין או שמאל שלך. לא תתבקש לעשות שום דבר אחר. אני אכתוב את התשובות שלך. לאחר שאמרת את תשובתך, אתה פשוט ממשיך לסמס [שם עוזר המחקר]. חשוב תמיד לתת תשובה. אם אינך בטוח, ספר לנו את הניחוש הטוב ביותר שלך. אל תסתובב כשאתה נותן את תשובתך או אם אתה רוצה לדבר איתי כי אתה עלול להתערער וליפול. שמור את הראש קדימה. ישנם ארבעה חלקים לניסוי, שניים שבהם אתה מסמס [שם עוזר המחקר] תוך כדי הליכה, ושניים שבהם אתה פשוט הולך. כל חלק נמשך כ-12 דקות ויש הפסקה של 2 דקות בין כל חלק. יש לך שאלות?"

4. תרגול ניסיון

  1. תן למשתתף את הטלפון החכם.
  2. אמור למשתתף שהוא יעשה ניסוי תרגול.
  3. לחץ על קובץ סקריפט ההפעלה של הגירוי עבור ניסויי התרגול. הזן את מספר המשתתף והתחל את תקופת הניסיון.
  4. בקש מהמשתתף לתרגל תגובה לגירויים חזותיים תוך כדי השתתפות בשיחת טקסט עם עוזר המחקר. מפגש תרגול זה יימשך 3 דקות.
  5. לאחר תחילת הפגישה, עקוב אחר תסריט שיחת הטקסט שנוצר עבור המחקר.
  6. רשום את תשובת המשתתף לכל הופעת גירוי בתבנית גיליון אלקטרוני.
  7. לאחר 3 דקות, בקשו מהמשתתף לשבת על כיסא ולשתות מים. במהלך זמן זה כוונן את מהירות ההליכון ל-0.4 קמ"ש.
  8. הזכירו למשתתף את הוראות המחקר.

5. איסוף נתונים

  1. ההתקנה
    1. עבור אל גליון זרימת העבודה כדי לבחור את סדר התנאים עבור המשתתף הנוכחי. שני סדרים אפשריים: בסדר א', ניסויים 1 ו-3 משתמשים בתנאי שליחת הודעות טקסט, ואילו ניסויים 2 ו-4 משתמשים בתנאי הבקרה. בסדר ב', ניסויים 1 ו-3 משתמשים בתנאי הבקרה וניסויים 2 ו-4 משתמשים בתנאי שליחת הודעות טקסט. במהלך כל ניסוי הגירוי החזותי מופיע 22 פעמים.
    2. ודא שכל תוכנת ההקלטה מוכנה להפעלה בסנכרון.
    3. הפעל את כל תוכנות ההקלטה (למשל, EEG, וידאו)
    4. בקש מהמשתתף לחזור להליכון ולהגביר לאט לאט את המהירות חזרה ל-0.8 קמ"ש.
    5. הפעל את תוכנית הגירוי החזותי והתחל להפעיל אותה.
    6. קרא את הוראות הניסוי בהתאם למצב הניסוי.
      1. הפעל את קובץ סקריפט ההפעלה של הגירוי עבור ניסויי הניסוי . הזן את מספר המשתתף ואת הקוד שנבחר עבור התנאים הספציפיים. התחל את המשפט.
  2. תנאי בקרה
    1. ודא שהסמארטפון נמצא מחוץ לשדה הראייה של המשתתף במהלך משימה זו.
    2. הנחו את המשתתף פשוט ללכת על ההליכון ולהגיב לגירוי החזותי בכל פעם שהוא מופיע על ידי מענה "שמאל" או "ימין":

      "בשביל המשימה הזאת פשוט תצטרכו ללכת על ההליכון. מדי פעם תשמעו צליל. צליל זה ילווה בתמונה של דמות מהלכת. המשימה שלך היא להרים את הראש אל המסך ואז לציין בקול רם, לדעתך, אם הדמות נעה מימינך או שמאלך. לא תתבקש לעשות שום דבר אחר. אני אכתוב את התשובות שלך בעצמי. אחרי שאתה מכתיב את התשובה שלך, אתה פשוט ממשיך ללכת. חשוב תמיד לתת תשובה. אם אינך בטוח, ספר לנו את הניחוש הטוב ביותר שלך. אל תסתובב כשאתה נותן את תשובתך או אם אתה רוצה לדבר איתי כי אתה עלול להתערער וליפול. שמור את הראש קדימה. התחל כשאני נותן לך את האות. יש לך שאלות?"
    3. אותת למשתתף שהניסוי עומד להתחיל ולהתחיל את ניסוי הגירוי החזותי.
    4. רשמו את תגובת המשתתפים בכל פעם שהם עונים לגירוי החזותי. כאשר משתתף אינו מגיב, השאר את השדה ריק.
    5. בסוף הניסוי, בקשו מהמשתתף לשבת ולשתות מים.
    6. במהלך הפסקות אלה, המשך להפעיל את כל תוכנות ההקלטה והשאר את ההליכון דולק במהירות של 0.4 קמ"ש.
    7. לאחר ההפסקה החזירו את המתאמן להליכון ותוך כדי הליכה, הגדילו בהדרגה את המהירות חזרה ל-0.8 קמ"ש.
  3. תנאי שליחת הודעות טקסט
    1. בזמן שהמשתתף הולך על ההליכון, הגישו לו את הטלפון החכם.
    2. הנחו את המשתתף לסמס כפי שהיה עושה באופן טבעי (למשל, באמצעות יד אחת או שתי ידיים) בזמן הליכה על ההליכון ולהגיב לגירוי החזותי בכל פעם שהוא מופיע על ידי מענה "שמאל" או "ימין":

      "למשימה הזו תסמסו [שם עוזר המחקר] עם סמארטפון. בטלפון החכם, פתח את יישום ההודעה. לאחר מכן בחר את השיחה עם הכיתוב "שלום". יהיה עליך להשתתף באופן פעיל בשיחת טקסט. בזמן שאתה מסמס תשמע צליל מעת לעת. צליל זה ילווה בתמונה של דמות מהלכת. המשימה שלך היא להרים את הראש למסך כאן ולציין, לדעתך, אם הדמות נעה מימינך או משמאלך. לא תתבקש לעשות שום דבר אחר. אני אכתוב את התשובות שלך בעצמי. לאחר שהכתבת את תשובתך, אתה פשוט ממשיך לסמס. חשוב תמיד לתת תשובה. אם אינך בטוח, ספר לנו את הניחוש הטוב ביותר שלך. אל תסתובב כשאתה נותן את תשובתך או אם אתה רוצה לדבר איתי כי אתה עלול להתערער וליפול. שמור את הראש קדימה. התחל כשאני נותן לך את האות. יש לך שאלות?"
    3. אותת למשתתף שהניסוי עומד להתחיל ולהתחיל את ניסוי הגירוי החזותי.
    4. הנחו את המשתתף לנהל שיחת הודעות טקסט תוך כדי הליכה על ההליכון. הנחו אותם להגיב גם לגירוי החזותי בכל פעם שהוא מופיע על ידי מענה "שמאל" או "ימין".
    5. בקש מעוזר המחקר לעקוב אחר תסריט השיחה ולהמשיך את השיחה לאורך כל התנאי.
    6. רשמו את תגובת המשתתפים בכל פעם שהם עונים לגירוי החזותי. כאשר משתתף אינו מגיב, השאר את השדה ריק.
    7. בסוף הניסוי, קחו את הטלפון החכם מהמשתתף ובקשו ממנו לשבת ולשתות מים.
    8. במהלך הפסקות אלה, המשך להפעיל את כל תוכנות ההקלטה והשאר את ההליכון דולק במהירות של 0.4 קמ"ש.
    9. לאחר ההפסקה החזירו את המתאמן להליכון ותוך כדי הליכה, הגדילו בהדרגה את המהירות חזרה ל-0.8 קמ"ש.

6. סיום איסוף הנתונים

  1. בסוף המניפולציה הניסויית בקשו מהמשתתף לכבות את ההליכון. בקש מהמשתתף לשבת ולשתות מים.
  2. הסירו את כובע ה-EEG וקחו את המתאמן למקלחת שבה יוכל לחפוף את שיערו אם יבחר בכך.
  3. תנו למשתתף את התגמול שלו והודו לו על השתתפותו. יש לוודא כי המשתתף יוצא עם עותק טופס ההסכמה וכי הוא שולף את כל חפציו האישיים.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

פרוטוקול מחקר זה נערך במקור עם 54 משתתפים, שכל אחד מהם הגיב ל-88 ניסויי כיוון. מחצית מהניסויים הללו התרחשו כאשר המשתתפים פשוט הלכו לפני הצגת הגירוי; המחצית השנייה התרחשה כאשר המשתתפים שלחו הודעות טקסט תוך כדי הליכה לפני הצגת הגירוי.

תוצאות התנהגותיות
ביצועים בכיוון ההליכון המנוקד מייצגים עלויות מיתוג משימות, כאשר ביצועים נמוכים יותר מייצגים עלויות מיתוג משימות גבוהות יותר. תגובות המשתתפים נותחו באמצעות שני משתני תגובה: 1) זיהוי נכון; ו-2) זמן תגובה. שני תנאי הניסוי ייצגו את שתי הקבוצות: 1) שליחת הודעות טקסט תוך כדי הליכה; ו-2) פשוט ללכת לפני שמגיבים לגירוי. זמני התגובה חושבו בסוף הניסוי. הקלטות הווידאו של הניסוי הומרו לקבצי אודיו ולאחר מכן נותחו באמצעות תוכנת סאונד שסימנה את השיאים באורכי גל הקול. לאחר שסומנו צליל הרמז וצליל התגובה המילולית של המשתתף, נקבע הזמן בין השניים. זמני תגובה נכונים נותחו על ידי ייצוא הכיוון הנכון של המשתתפים עבור 88 הניסויים, מתוכנת הצגת הניסוי, והוספתו לקובץ מסד הנתונים המכיל את תגובות המשתתפים. בתוכנית שבה נעשה שימוש (Excel), נעשה שימוש בנוסחה לבדיקת דיוק (=IF(A1=B1,1,0)) כדי לקבוע אם המידע הכלול בעמודת הנתונים הראשונה (כלומר, תגובת המשתתפים) זהה לעמודה השנייה.

מכיוון שכל משתתף היה צריך לקבוע שוב ושוב את כיוון הגירוי, לא ניתן היה להשתמש במבחן t כדי לנתח את ההבדלים באמצעי הביצועים בין התנאים. במקום זאת, כדי להסביר את המתאם התוך-סובייקט בין ניסויים, נעשה שימוש במודל רגרסיה ליניארית כללית. ניתוח זה בוצע באמצעות Proc Glimmix עם תוכנת SAS 9.4. משתנה הקבוצה היה המשתנה המסביר למשתני התגובה ונוסף יירוט גאוסיאני אקראי לכל נבדק. הדיוק של משתני התגובה (תגובה נכונה או שגויה) היה בינארי, וככזה, פונקציית קישור logit התאימה למודל רגרסיה זה.

מצאנו כי המשתתפים נטו יותר לזהות את הכיוון הנכון לגירוי ההליכון הנקודתי-קל כאשר הם לא שלחו הודעות טקסט לפני הופעת הגירוי (יחס סיכויים = 0.77; T = −3.12; p = 0.001; רווח בר-סמך של 95% (0.657;. 908)). לא נמצא הבדל משמעותי בזמן התגובה (β = −0.005; T = −.26; p = 0.799; רווח בר-סמך של 95% (-.047;. 036)) (ראה איור 3).

על מנת לשלב דיוק עם זמן תגובה, נעשה שימוש בציון יעילות הפוכה (IES)24 . ההסתברות לדייק בניסויי הכיוון עוצבה באמצעות רגרסיה לוגיסטית עם זמן תגובה כמשתנה הבקרה. שוב, יירוט אקראי בודד נוסף עבור כל נבדק כדי לקחת בחשבון מתאמים פוטנציאליים בין נבדקים בין ניסויים. התוצאות של רגרסיה מעורבת זו הראו השפעה משמעותית של מצב הניסוי, שבו ההסתברות המשוערת להגיב במדויק לגירוי הייתה קטנה ב -18.9% במצב שבו המשתתפים שלחו הודעות טקסט תוך כדי הליכה, בהשוואה למצב שבו הם פשוט הלכו לפני הופעת הגירוי (יחס סיכויים = 0.811; T = −2.46; p = 0.014; 95% רווח בר-סמך 0.686–0.959; ראו איור 3). זה הראה כי ללא קשר לזמן התגובה, הדיוק של כיוון הגירוי היה נמוך יותר באופן עקבי כאשר המשתתפים שלחו הודעות טקסט תוך כדי הליכה.

נתונים נוירופיזיולוגיים
רישומי EEG שימשו לקביעת הפעילות הנוירופיזיולוגית המעורבת בהחלפת משימות על ידי התבוננות בתנודות אלפא ומעורבות קוגניטיבית. שימוש ב-EEG במהלך תנועה הוביל ליותר חפצים. על מנת להבטיח את איכות הנתונים ננקטו מספר צעדים. ראשית, כדי לאפשר הקלטה במהלך הליכה, נעשה שימוש בטכנולוגיית אלקטרודות אקטיביות חדשה עם מעגל חיסור רעש (כלומר, אלקטרודות מוגברות מראש). שנית, נתוני ה-EEG סוננו במצב לא מקוון עם מסנן IIR במעבר נמוך ב-20 הרץ, כדי לבודד את גלי האלפא, ומסנן IIR במעבר גבוה ב-1 הרץ, שימש להפחתת רעש. שלישית, ניתוח רכיבים עצמאיים (ICA) יושם על מנת להחליש את הממצאים הנגרמים על ידי מצמוצי עיניים וסקאדות עיניים בנתוני EEG25. רביעית, נעשה שימוש בדחיית חפץ אוטומטית כדי להוציא תקופות עם הפרשי מתח מעל 50 μV בין שתי נקודות דגימה שכנות והפרש מעל 50 μV במרווח של 75 מילישניות.

ניתוח הנתונים בוצע באמצעות Vision Analyzer 2. בהתבסס על מזל26, הנתונים הופנו מחדש להתייחסות הממוצעת הנפוצה. יתר על כן, הנתונים חולקו כדי לבודד את 2 s לאחר הצגת גירוי ההליכון, כמו גם קו בסיס של 2 שניות. עבור כל מצגת גירוי נקבע קו בסיס המייצג את הפעילות המתרחשת כאשר המשתתף אך ורק הלך או שלח הודעת טקסט תוך כדי הליכה. קו בסיס זה התקבל במהלך נקודת זמן של 2 שניות, המתרחשת 12 שניות לפני הרמז השמיעתי של כל הופעת גירוי. שני המקטעים נותחו בנפרד עם התמרת פורייה מהירה בתקופות של 1 שניות כדי לקבל ערכי הספק בתחום התדרים. כל התקופות נמדדו בנפרד לפי תנאי ניסוי.

מטרת ניתוח זה הייתה לקבוע אם שני שלבי המשנה של עיכוב קבוצת משימות והפעלת קבוצת משימות משפיעים באופן שונה על עלות המתג ההתנהגותי (כלומר, מדדי ביצועים). לשם כך נותחו נתוני ה-EEG על בסיס שני מדדים: 1) תנודות אלפא; ו-2) מעורבות קוגניטיבית. כל החישובים נעשו באמצעות אתרי Cz ו- Pz מכיוון שהנתונים שלהם הכילו פחות רעש ופחות חפצים. השינויים בתנודות אלפא, עקב הצגת הגירוי, נותחו עם יחסי אלפא על ידי השוואת כוח אלפא בסיסי עם כוח אלפא המתרחש עם הצגת גירוי18,19. באמצעות מדד המעורבות הקוגניטיבית שפותח על ידי Pope et al.20, נוצר יחס של ההספק המשולב בבטא (14-20 הרץ) חלקי ההספק הכולל ברכיבי אלפא (8-12 הרץ) ותטה (4-8 הרץ). על מנת לחשב את ההספק המשולב, סכומי הסמכויות ששימשו היו באתרי Cz ו- Pz.

יחס אלפא והשפעתו על הביצועים הושוו בין שני התנאים. יחס אלפא משקף את תהליכי עיכוב המשימה. מכיוון שיחס אלפא נמדד עבור כל משתתף, היה צורך להשוות את היחס עם הביצועים המצטברים במהלך אותו מצב (כלומר, אחוז התגובה הנכון של 44 הניסויים של אותו מצב). כדי להשוות את מקדם המתאם של שני התנאים, מבחן z שהוצע על ידי שטייגר27 שימש כאמצעי להשוואת מקדמי מתאם שנמדדו מאותו אדם. באתר Pz נמצא כי המתאם בין ביצועים לבין יחס אלפא היה שונה סטטיסטית בין שני התנאים (p = 0.032; 95% רווח בר-סמך = 0.054-1.220) (ראה איור 4). מכיוון שהקורלציות של כל מצב היו של סימנים מנוגדים, הוכח כי תהליכי העיכוב השפיעו על הביצועים באופן שונה בשני התנאים, כאשר יחס אלפא גבוה יותר הוביל לביצועים טובים יותר במהלך מצב ההליכה, בעוד שבתנאי הטקסטים הביצועים הופרעו על ידי יחס אלפא גבוה יותר. תוצאות אלה מראות כי בעת שליחת הודעות טקסט תוך כדי הליכה, כמות המשאבים הדרושים כדי לעכב את המשימה הקודמת שהוגדרה השפיעה לרעה על הביצועים. לפיכך, המידה שבה המשתתפים העסיקו משאבים בעיכוב של קבוצות משימות השפיעה יותר על הביצועים הבאים כאשר שלחו הודעות טקסט. לגבי אתר Cz, לא נמצאו הבדלים משמעותיים, דבר המצביע על כך שההשפעה הייתה ממוקמת בעיקר באזור הקודקוד של הקרקפת.

יחס המעורבות הקוגניטיבית והשפעתו על הביצועים הושוו גם הם בין שני התנאים. באשר ליחס אלפא, מבחן z שהוצע על ידי Steiger27 שימש גם לניתוח זה. התוצאות הראו הבדל מובהק סטטיסטית בין שני התנאים, כאשר העיסוק במשימה שנעשתה מיד לפני הופעת הגירוי (כלומר, הליכה או שליחת הודעות טקסט תוך כדי הליכה) השפיע על הביצועים באופן שונה בכל מצב (p = 0.027; 95% רווח בר-סמך = -1.062 – -0.061). גם כאן הקורלציות היו של סימנים מנוגדים. התוצאות שלנו מצביעות על כך שכאשר המשתתפים הלכו לפני החלפת המשימה, יחס גבוה יותר של מעורבות קוגניטיבית היה קשור לירידה בביצועים, בעוד שכאשר המשתתפים שלחו הודעות טקסט בזמן הליכה לפני החלפת המשימה, יחס גבוה יותר של מעורבות קוגניטיבית היה קשור לעלייה בביצועים. זה מראה שעלות החלפת המשימות הגבוהה יותר של שליחת הודעות טקסט בזמן הליכה לא נבעה ממעורבות קוגניטיבית גבוהה יותר באותה משימה.

Movie 1
איור 1: בסרטון הזה נראית דמות שהולכת לכיוון הצד הימני של הנושא. אנא לחץ כאן כדי לצפות בסרטון זה. (לחץ באמצעות לחצן העכבר הימני להורדה.)

Figure 2
איור 2: מערך ניסיוני של החדר. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 3
איור 3: השפעת שליחת הודעות טקסט על הדיוק וזמן התגובה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 4
איור 4: מתאם בין אלפא ב-Fz לבין ביצועים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

בחירה קריטית בעת השימוש בפרוטוקול תהיה הבטחת איכות הנתונים הנוירופיזיולוגיים. יש סיבוך מובנה לשימוש בכלי כמו EEG בזמן תנועה, כי תנועה מוגזמת יכולה ליצור הרבה רעש בנתונים. לכן חשוב לשקול, לפני איסוף הנתונים, כיצד הנתונים יהיו מוכנים להסיר כמה שיותר חפצים מבלי לשנות את האות בפועל. עם זאת, עדיין סביר להניח שיהיו שיעורים גבוהים יותר של אי הכללת נתונים מכיוון שהמשתתפים הולכים על הליכון לאורך כל הניסוי. נתונים מסוימים של משתתפים לא יהיו שמישים בשל חפצים הנגרמים על ידי תנועות מוגזמות של הפנים, הראש והגוף, כמו גם בשל הפוטנציאל של הזעת יתר ותקלה בציוד. כדי למנוע הטיה או השפעה על התוצאות, יש לקבוע אי הכללות נתונים לפני הניתוח ההתנהגותי. מאז ביצוע מחקר זה, המעבדה שלנו רכשה את היכולת למקם מיקום אלקטרודות ואנו מקווים להשתמש בטכנולוגיה זו במחקרים עתידיים כדי לנתח טוב יותר את פעילות המקור. אנו ממליצים שמחקרים עתידיים ינצלו את טכנולוגיית לוקליזציה של אלקטרודות כדי לאפשר הערכת מקור של אותות EEG קשורים.

שלב קריטי שיש לשים לב אליו בפרוטוקול זה הוא התסריט לשיחת הטקסט של המשתתף עם עוזר המחקר. חשוב ששיחות המסרונים יונחו עם נושאים מוגדרים מראש וכמה שאלות פתוחות. יש ערך רב במעקב אחר תסריט כזה. ראשית, אנו מוודאים שלכל המשתתפים יש סוגים דומים של שיחה, כך שאנו מסירים את השונות הקיימת בשיחה המתרחשת באופן טבעי. בדרך זו אנו מבטיחים כי רמת הסחת הדעת אינה משתנה בשל השיחה להיות שונה יתר על המידה בין המשתתפים. שנית, אנו יכולים להבטיח כי השיחה לא תוביל לתגובות רגשיות חזקות על ידי בחירת הנושאים בתבונה. אינטראקציות טעונות רגשית עשויות לשנות את ניתוח EEG ואת רמות הסחת הדעת, אשר בתורו יסבך את הפרשנות של התוצאות ההתנהגותיות והנוירופיזיולוגיות כאחד. כל שיחות הטקסט ישתנו באופן בלתי נמנע במידה מסוימת, אך סקריפט מאפשר לנו מידה מסוימת של שליטה על שונות זו. כדי להגביל עוד יותר את השונות בשיחה, עדיף שיהיה עוזר מחקר אחד מוגדר האחראי על משימה זו לאורך כל פרויקט המחקר. עם זאת, על ידי היצמדות לתסריט אנחנו גם מאבדים את התוקף האקולוגי של שיחה כזו. כאשר אנשים מנהלים שיחות עם חבריהם, למשל, שיחות אלה עשויות להיות טעונות רגשית, וזה עשוי למעשה לשנות את עלות החלפת המשימות. עם זאת, חשוב לקחת בחשבון שכדי לנתח את ההשפעה של סוגי שיחות על עלות החלפת המשימות, מטרת המחקר תצטרך להתמקד בהיבט זה, בשל המורכבות של ניתוח כזה. לפיכך, לענייננו השימוש בסקריפט היה מתאים יותר.

כמו כן, יש לנקוט משנה זהירות בעת יצירת קובץ מסד הנתונים שבו יצוינו תגובות המשתתפים. הנוסחה שבה השתמשנו ב- Excel כדי לבדוק דיוק (כלומר, =IF(A1=B1,1,0)) היא תלוית תבנית (לדוגמה, היא תושפע מרווחים ריקים מיותרים ואותיות רישיות). לכן מומלץ לכתוב R לימין או L לשמאל, באותה תבנית מזו המשמשת בפלט המופק מתוכנת מצגת הניסוי החזותי. כל שגיאה בכתיבת הקובץ עלולה לגרום לתוצאות שליליות שגויות בדירוג הדיוק. לבסוף, עבור סוג זה של מחקר, שבו עיבוד חזותי משחק תפקיד גדול, חשוב כי כל המשתתפים יש ראייה נורמלית או מתוקנת לנורמלית. מכיוון שאנו משתמשים בכלי EEG, זה רלוונטי גם לסינון אפילפסיה ואבחנות נוירולוגיות, כמו גם פסיכיאטריות, שעלולות להשפיע על האותות המוחיים של המשתתפים. זה חכם להוציא את המשתתפים האלה מהמחקר, שכן הבדלים בפעילות המוח עשויים להטות את התוצאות.

ניתן לשנות מתודולוגיה זו כדי לבדוק שימושים מרובים בסמארטפונים (למשל, קריאה, מדיה חברתית, משחקים, צפייה בתמונות וכו ') 28. ניתן להוסיף שאלונים גם בין תנאי הניסוי, או בסיומו, כדי לקבל תובנה נוספת לגבי המאפיינים והתפיסות של המשתתפים (ראו מורה29). שאלונים בין המשימות לא צריכים לגזול זמן רב כדי למנוע הגברת עייפות מיותרת של המשתתפים לתנאים הבאים. רגע זה שימושי למדי כדי לבחון מבנים שונים הקשורים למשימה, כגון תפיסת הזמן, העניין במשימה שהמשתתף השלים זה עתה והקושי הנתפס. שאלונים בסוף הניסוי יכולים לגזול זמן רב יותר, אך יש לקחת בחשבון את העייפות של השלמת התנאים. תזמון השאלונים צריך להיעשות באופן שימנע מתשובות המשתתפים להיות מוטות על ידי ניסיונם במהלך המשימה, וכדי למנוע מהתנהגות המשתתפים להיות מוטה בשל השאלות שנשאלו בעבר.

שיטה זו מוגבלת בכך שבסביבות הולכי רגל אמיתיות יש גירויים רבים המוצגים בו זמנית, ולכן העומס הקוגניטיבי הנדרש בסביבות אלה הוא כנראה הרבה יותר גבוה מאשר במחקר זה (ראו Pourchon et al.7). אף על פי כן, כדי באמת להיות מסוגלים לאתר את המנגנונים הנוירופיזיולוגיים העומדים בבסיסם, נראה היה צורך לבצע פשרה כזו. בהתאם למטרת המחקר המסוים, הגירוי החזותי עשוי להשתנות כדי לבדוק גורמים שונים שעשויים להשפיע על עלות החלפת המשימות של שימוש בטלפון חכם בזמן הליכה. במתודולוגיה זו, נעשה שימוש בדמות הליכון נקודה-אור במקום דמות אנושית ממשית מכיוון שההולך באור נקודתי נוטה פחות להטיה. המראה של הליכון אנושי אמיתי יכול להיות יותר נעים או לא נעים למשתתפים מסוימים וזה עשוי להשפיע על תשומת הלב המיוחסת לו. על ידי שימוש בקבוצת נקודות המייצגות צורה אנושית ותנועה אנושית, אנו יכולים לעקוף משתנה חיצוני פוטנציאלי זה של מין ההולך האנושי, לבושו, דימוי גוף, בין משתנים אחרים שעשויים להטות את התוצאות. לדוגמה, משתתפים שמוצאים את ההליכון האנושי מושך יותר עשויים להיות נוטים יותר למקד את תשומת הלב שלהם בהליכון מאשר היו עושים אחרת.

מתודולוגיה זו יכולה לשמש ליישומים שונים במחקרים עתידיים. על ידי שינוי, למשל, את הגירוי החזותי כך שיהיו לו מאפיינים שונים, ניתן יהיה ללמוד כיצד המאפיינים של האובייקט בסביבה יכולים להשפיע על עלות החלפת המשימות. זה עשוי להיות מעניין גם להשתמש בשיטה זו עם הליכון ידני, שבו הפעולה של רגלי המשתתפים נגד הסיפון מזיזה את חגורת ההליכון. בדרך זו, אנו יכולים לקבוע כיצד המהירות משתנה במהלך הניסוי עקב ריבוי משימות או עקב החלפת המשימות. זה יגדיל את התוקף האקולוגי תוך הוספת משתנה חדש שיש לקחת בחשבון בניתוח (למשל, האם עצירה, או הליכה איטית או מהירה יותר משפיעה על ביצועי המשתתפים?). לפיכך, הן מבחינת גירויים והן מבחינת תנועת הנושא, ישנן אפשרויות רבות אחרות מאלה המוצעות בשיטה זו (כלומר, הליכון קל נקודתי והליכון אוטומטי) לחקור הודעות טקסט בזמן התנהגויות הליכה (Pourchon et al.7, Schabrun et al.30). זה יגדיל את התוקף הפנימי או החיצוני של מחקרים עתידיים. כמו כן, יש לציין כי ההחלטה שלנו להשתמש בנתוני EEG משתי אלקטרודות בלבד מגיעה עם כמה מגבלות. מחקר עתידי צריך לנסות להרחיב את הניתוח לאזורי עניין הכוללים אלקטרודות מרובות. אפשר גם לא להשתמש בתסריט שיחה ולתת לשיחה להתרחש באופן טבעי. במקרים כאלה ניתן לנתח את תוכן השיחה באמצעות ניתוח תוכן, וללמוד את ההשפעה של סוגים שונים של שיחות באופן טבעי. לסיכום, מתודולוגיה זו יכולה להיות הבסיס שעליו מחקרים מורכבים יותר יכולים להתבסס כדי להרחיב את הידע של הגורמים השונים שעשויים להשפיע על היכולת שלנו לבצע ריבוי משימות עם הטלפון החכם תוך כדי הליכה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

למחברים אין מה לחשוף.

Acknowledgments

המחברים מודים על התמיכה הכספית של מועצת המחקר למדעי החברה והרוח של קנדה (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

התנהגות גיליון 158 החלפת משימות תהליכי קשב נוירוארגונומיה ניתוח תאונות מכשיר נייד 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

מדידת עלות המתג של שימוש בטלפון חכם בזמן הליכה
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