Methodenartikel

Messung der Wechselkosten für die Smartphone-Nutzung während des Gehens

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DOI:

10.3791/60555

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30. April 2020

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1HEC Montréal, 2Université de Montréal

In diesem Artikel

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Zusammenfassung

Dieses Studiendesign misst die Kosten für den Aufgabenwechsel bei der Verwendung eines Smartphones während des Gehens. Die Teilnehmer durchlaufen zwei experimentelle Bedingungen: eine Kontrollbedingung (Gehen) und eine Multitasking-Bedingung (SMS während des Gehens). Die Teilnehmer wechseln zwischen diesen Aufgaben und einer richtungsbestimmenden Aufgabe. Es werden sowohl EEG-Daten als auch Verhaltensmessungen aufgezeichnet.

Zusammenfassung

In diesem Artikel wird ein Studienprotokoll vorgestellt, um die Kosten für den Aufgabenwechsel bei der Verwendung eines Smartphones beim Gehen zu messen. Bei dieser Methode laufen die Teilnehmer unter zwei experimentellen Bedingungen auf einem Laufband: einer Kontrollbedingung (d.h. einfaches Gehen) und einer Multitasking-Bedingung (d.h. SMS während des Gehens). Während dieser Bedingungen müssen die Teilnehmer zwischen den Aufgaben wechseln, die sich auf die Versuchsbedingung beziehen, und einer richtungsbestimmenden Aufgabe. Diese Richtungsaufgabe wird mit einer Punkt-Licht-Walker-Figur durchgeführt, die scheinbar links oder rechts vom Teilnehmer läuft. Die Leistung bei der Richtungsaufgabe stellt die Kosten für den Aufgabenwechsel des Teilnehmers dar. Es gab zwei Leistungsmaße: 1) korrekte Identifikation der Richtung und 2) Reaktionszeit. EEG-Daten werden aufgezeichnet, um die Alpha-Oszillationen und das kognitive Engagement zu messen, die während des Aufgabenwechsels auftreten. Diese Methode ist in ihrer ökologischen Aussagekraft begrenzt: Fußgängerumgebungen haben viele Reize, die gleichzeitig auftreten und um Aufmerksamkeit konkurrieren. Nichtsdestotrotz ist diese Methode geeignet, um die Kosten für den Taskwechsel zu ermitteln. Die EEG-Daten ermöglichen die Untersuchung der zugrunde liegenden Mechanismen im Gehirn, die mit unterschiedlichen Kosten für den Aufgabenwechsel zusammenhängen. Dieses Design ermöglicht den Vergleich zwischen dem Task-Switching beim Ausführen einer Aufgabe nach dem anderen und dem Task-Switching beim Multitasking vor der Stimulus-Präsentation. Dies ermöglicht es, sowohl die verhaltensbezogenen als auch die neurophysiologischen Auswirkungen dieser beiden unterschiedlichen Aufgabenwechselbedingungen zu verstehen und zu lokalisieren. Darüber hinaus können wir durch die Korrelation der Kosten für den Aufgabenwechsel mit der Gehirnaktivität mehr darüber erfahren, was diese Verhaltenseffekte verursacht. Dieses Protokoll ist eine geeignete Grundlage für die Untersuchung der Wechselkosten verschiedener Smartphone-Nutzungen. Es können verschiedene Aufgaben, Fragebögen und andere Maßnahmen hinzugefügt werden, um die verschiedenen Faktoren zu verstehen, die an den Kosten für den Aufgabenwechsel bei der Smartphone-Nutzung während des Gehens beteiligt sind.

Einleitung

Da sowohl die Smartphone-Verbreitung als auch die Tendenz zum Multitasking zunehmen, ist es wichtig zu verstehen, welche Auswirkungen die Smartphone-Nutzung beim Gehen auf die Aufmerksamkeit hat. Die Literatur hat wiederholt gezeigt, dass der Aufgabenwechsel mit Kosten verbunden ist1, einschließlich der Smartphone-Nutzung beim Gehen. Studien haben gezeigt, dass die Verwendung eines Smartphones während des Gehens ablenkend und gefährlich sein kann 2,3,4. Diese Gefahren wurden mit den Aufmerksamkeitsbeeinträchtigungen einer solchen Aufgabe in Verbindung gebracht 3,4,5,6,7. Aufgrund der komplexen Natur der Fußgängerumgebung kann es problematisch sein, sie in einem experimentellen Kontext zu untersuchen, der ökologisch gültig ist. Nichtsdestotrotz kann die Durchführung solcher Studien in realen Fußgängerumgebungen mit eigenen Komplikationen verbunden sein, da viele äußere Variablen ins Spiel kommen können und die Gefahr besteht, dass der Teilnehmer aufgrund von Ablenkungen geschädigt wird. Es ist wichtig, ein solches Phänomen in einer relativ sicheren Umgebung untersuchen zu können, die so realistisch wie möglich bleibt. In diesem Artikel beschreiben wir eine Forschungsmethode, die die Kosten für den Aufgabenwechsel beim Texten während des Gehens untersucht und gleichzeitig die Gültigkeit der Aufgabe erhöht und die damit verbundenen potenziellen Risiken mindert.

Bei der Verwendung eines Smartphones während des Gehens sind Einzelpersonen gezwungen, von den Smartphone-Aufgaben auf Geh- und Umweltaufgaben umzusteigen. Um ein solches Phänomen zu untersuchen, hielten wir es daher für angebracht, diese Methode in die Literatur über Multitasking einzubetten, die sich speziell auf das Task-Switching-Paradigma konzentriert. Um dies zu erreichen, wurde das Task-Switching-Paradigma1 verwendet, bei dem die Teilnehmer zwischen einer Pre-Stimulus-Aufgabe und einer Post-Stimulus-Aufgabe wechselten. Eine der beiden Aufgaben vor dem Stimulus beinhaltete Multitasking, die andere nicht. In der Post-Stimulus-Aufgabe mussten die Teilnehmer auf einen Reiz reagieren, dessen Wahrnehmung durch geteilte Aufmerksamkeit beeinflusst wird8. Darüber hinaus haben experimentelle Laborstudien, die versuchen, so ökologisch wie möglich zu sein, oft virtuelle Fußgängerumgebungen verwendet, um die Aufmerksamkeitswirkung der Smartphone-Nutzung beim Gehenzu verstehen 4,9. Um die zugrunde liegenden neurophysiologischen Mechanismen zu erfassen, haben wir uns jedoch entschieden, uns auf die spezifische Task-Switching-Reaktion auf einen Reiz zu konzentrieren, um die Anzahl der Reize, auf die die Teilnehmer reagieren mussten, zu minimieren. Auf diese Weise können wir die Kosten für den Taskwechsel genauer bestimmen, die allein durch das Verlagern der Aufmerksamkeit vom Smartphone auf den Stimulus entstehen. Mit unserem Studiendesign verwenden wir Verhaltensmessungen (d.h. Kosten für den Aufgabenwechsel) und neurophysiologische Daten, um die Aufmerksamkeitsbeeinträchtigungen bei der Smartphone-Nutzung von Fußgängern besser zu verstehen.

Während eines Task-Switching-Experiments führten die Teilnehmer in der Regel mindestens zwei einfache Aufgaben aus, die sich auf eine Reihe von Stimuli bezogen, wobei jede Aufgabe einen anderen Satz kognitiver Ressourcen erforderte, die als "Aufgabensatz"1 bezeichnet werden. Wenn Individuen gezwungen sind, zwischen Aufgaben zu wechseln, müssen sich ihre mentalen Ressourcen anpassen (d.h. Hemmung des vorherigen Aufgabensatzes und Aktivierung des aktuellen Aufgabensatzes). Es wird angenommen, dass dieser Prozess der "Neukonfiguration des Aufgabensatzes" die Ursache für die Kosten des Taskwechsels ist1. Die Kosten für den Aufgabenwechsel werden in der Regel durch Beobachtung der Unterschiede in der Reaktionszeit und/oder der Fehlerrate zwischen Versuchen, bei denen die Teilnehmer zwischen Aufgaben wechseln, und solchen, bei denen sie nicht wechseln10, bestimmt. In unserem Experiment hatten wir drei Aufgabensätze: 1) Reagieren auf einen Punktlicht-Walker-Stimulus; 2) SMS auf einem Smartphone während des Gehens; und 3) einfach zu Fuß gehen. Wir verglichen die Wechselkosten zwischen zwei verschiedenen Bedingungen: 1) einfaches Gehen vor der Reaktion auf den Reiz und 2) Gehen während des SMS-Schreibens vor der Antwort. Auf diese Weise erfassten wir die Kosten für Multitasking auf einem Smartphone, bevor wir die Aufgabe wechselten, und konnten sie direkt mit den Kosten für den Nicht-Multitasking-Wechsel vergleichen, die durch einfaches Gehen vor dem Auftreten des visuellen Reizes entstehen. Da das in dieser Studie verwendete Smartphone von einer bestimmten Marke war, wurden alle Teilnehmer vor dem Experiment überprüft, um sicherzustellen, dass sie wussten, wie man das Gerät richtig benutzt.

Um ein realistisches Erlebnis zu simulieren, das für den Fußgängerkontext repräsentativ ist, haben wir uns entschieden, eine Punkt-Licht-Walker-Figur als visuellen Stimulus zu verwenden, die eine menschliche Form darstellt, die mit einem Abweichungswinkel von 3,5° nach links oder rechts des Teilnehmers geht. Diese Figur besteht aus 15 schwarzen Punkten auf weißem Hintergrund, wobei die Punkte den Kopf, die Schultern, die Hüften, die Ellbogen, die Handgelenke, die Knie und die Knöchel eines Menschen darstellen (Abbildung 1). Dieser Reiz beruht auf biologischer Bewegung, d.h. er folgt dem für Mensch und Tier typischen Bewegungsmuster11. Darüber hinaus ist dieser Anreiz mehr als ökologisch gültig; Es erfordert eine komplexe visuelle Verarbeitung und Aufmerksamkeit, um erfolgreich analysiert zu werden12,13. Interessanterweise fanden Thornton et al.8 heraus, dass die korrekte Identifikation der Richtung des punktförmigen Läufers stark von geteilter Aufmerksamkeit beeinflusst wird, was sie als Leistungsmaßstab bei der Untersuchung der Kosten für den Taskwechsel beim Multitasking geeignet macht. Die Teilnehmer wurden gebeten, die Richtung, in die die Figur ging, verbal anzugeben. Dem Erscheinen des Spaziergängers ging immer ein akustischer Hinweis voraus, der sein Erscheinen auf dem Bildschirm signalisierte.

Die Leistung bei der Punktlicht-Walker-Aufgabe und neurophysiologische Daten ermöglichten es uns, die Aufmerksamkeitswirkung beider Zustände zu bestimmen und zu bestimmen, was sie verursachte. Die Leistung wurde gemessen, indem die Fehlerraten und Reaktionszeiten bei der Bestimmung der Richtung der Punkt-Licht-Walker-Figur betrachtet wurden. Um die zugrunde liegenden kognitiven und Aufmerksamkeitsmechanismen zu verstehen, die an den Aufmerksamkeitsbeeinträchtigungen beteiligt sind, die wir mit dem Leistungsmaß gefunden haben, haben wir die neurophysiologischen Daten der Teilnehmer mit dem EEG actiCAP mit 32 Elektroden ausgewertet. Das EEG ist ein geeignetes Werkzeug in Bezug auf die vorübergehende Präzision, was wichtig ist, um zu sehen, was zu bestimmten Zeitpunkten eine schlechte Leistung verursacht (z. B. das Aussehen der Punktlicht-Walker-Figur), obwohl Artefakte in den Daten aufgrund von Bewegungen vorhanden sein können. Bei der Analyse der EEG-Daten sind zwei Indizes besonders relevant: 1) Alpha-Oszillationen; und 2) kognitives Engagement. Die Forschung hat herausgefunden, dass Alpha-Oszillationen sowohl die Kontrolle des Arbeitsgedächtnisses als auch die aktive Hemmung von aufgabenirrelevanten Gehirnschaltkreisen darstellen können14,15,16,17. Durch den Vergleich der Alpha-Oszillationen zu Beginn der Studie mit denen, die bei der Stimuluspräsentation18,19 auftraten, erhielten wir das Alpha-Verhältnis. Mit diesem Verhältnis haben wir die ereignisbezogenen Veränderungen bestimmt, die der Aufmerksamkeitsbeeinträchtigung zugrunde liegen könnten, die beim Texten während des Gehens beobachtet wird. In Bezug auf das kognitive Engagement entwickelten Pope et al.20 einen Index, bei dem die Beta-Aktivität eine erhöhte Erregung und Aufmerksamkeit darstellt und die Alpha- und Theta-Aktivität eine Abnahme der Erregung und Aufmerksamkeit widerspiegelt21,22. Diese Analyse wurde durchgeführt, um festzustellen, ob ein erhöhtes Engagement vor dem Auftreten des Stimulus die Neukonfiguration des Aufgabensatzes erschweren würde, die erforderlich ist, um auf die Gehfigur zu reagieren.

Mit der in diesem Artikel beschriebenen Methodik versuchen wir, die zugrunde liegenden Mechanismen zu erfassen, die sich auf die Leistung beim Wechseln von Aufgaben bei Teilnehmern auswirken, die an Multitasking-Episoden beteiligt sind. Die Gehbedingung stellt eine Nicht-Multitasking-Task-Switch-Leistung dar, die mit einer Multitasking-Task-Switch-Leistung (d. h. SMS während des Gehens) verglichen wird. Durch die Messung der Rollen der Aufgaben-Set-Hemmung und der Task-Set-Aktivierung haben wir versucht, die Wechselkosten besser zu verstehen, die beim Texten während des Gehens auftreten. Es ist wichtig anzumerken, dass die ursprüngliche Studie in einer immersiven virtuellen Umgebung23 durchgeführt wurde, aber später in einem Versuchsraum (siehe Abbildung 2) mit einem Projektor repliziert wurde, der die Gehfigur auf einem Bildschirm vor dem Teilnehmer anzeigte. Da diese virtuelle Umgebung nicht mehr zur Verfügung steht, wurde das Protokoll an die aktuelle experimentelle Raumgestaltung angepasst.

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Protokoll

Bevor mit der Datenerhebung begonnen wird, ist es wichtig, alle notwendigen ethischen Forschungsgenehmigungen für menschliche Teilnehmer zu erhalten. Dies sollte durch die entsprechenden Prüfungsausschüsse und/oder Überprüfungsausschüsse für menschliche Teilnehmer erfolgen.

Dieses Protokoll wurde vom Ethikrat der HEC Montréal für die Forschungseinrichtung Tech3Lab genehmigt und zertifiziert.

1. Vorbereitung des visuellen Reizes

  1. Erstellen Sie die experimentelle Vorlage für den visuellen Stimulus mit einer visuellen Experimentpräsentationssoftware wie E-prime. Erstellen Sie eine für den Praxisversuch (sechs Versuche) und eine für die Versuchsbedingungen (22 Versuche).
  2. Öffnen Sie die E-prime-Software und gehen Sie in das Strukturfenster, in dem die Logik des Experiments erstellt werden kann.
    1. Doppelklicken Sie auf SessionProc (die Zeitleiste für die Reihenfolge des Erscheinens der E-Objekte).
    2. Ziehen Sie das TextDisplay-Objekt aus der Toolbox in die Zeile SessionProc .
      1. Doppelklicken Sie auf das TextDisplay-Objekt , das in das SessionProc eingefügt wurde, und schreiben Sie die Lernanweisungen: "Wenn Sie den akustischen Hinweis hören, heben Sie bitte Ihren Kopf und geben Sie laut an, in welche Richtung der Spaziergänger geht, entweder nach links oder nach rechts. Das Experiment wird in Kürze beginnen."
      2. Klicken Sie oben im TextDisplay-Fenster auf das Symbol Eigenschaftenseiten. Klicken Sie auf die Registerkarte Allgemein, und ändern Sie die Einstellung des Felds Name in Anweisungen. Klicken Sie auf das Dropdown-Menü Dauer und wählen Sie Unendlich aus. Klicken Sie auf die Registerkarte Dauer/Eingabe und wählen Sie Hinzufügen, wählen Sie Tastatur und drücken Sie OK. Klicken Sie erneut auf OK, um die Eigenschaftenseiten zu verlassen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Anweisungen auf dem Bildschirm angezeigt werden, bis Sie die Taste drücken, um das Experiment zu starten.
    4. Doppelklicken Sie in der Zeile SessionProc auf das List-Objekt. Klicken Sie auf die grüne Schaltfläche mit dem Namen Attribut hinzufügen. Nennen Sie das Attribut als: correct response. Klicken Sie auf OK.
    5. Klicken Sie auf das leere Feld in der Spalte richtige Antwort und schreiben Sie L (dies ist zu signalisieren, dass dieses Listenobjekt für den Walker nach links geht).
    6. Kehren Sie zu SessionProc zurück und klicken Sie auf das neue Objekt, das mit dem Namen Left-Trial erstellt wurde.
    9. Doppelklicken Sie auf das Slide-Objekt .
      1. Klicken Sie auf das Unterobjekt mit dem Namen SlideText und klicken Sie auf eine beliebige Stelle in der Folie, um das Objekt dort zu platzieren.
      2. Entfernen Sie den vorhandenen Text aus diesem Bild.
      3. Klicken Sie auf Unterobjekt-Eigenschaftenseiten.
      4. Legen Sie auf der Registerkarte "Rahmen" sowohl die Breite als auch die Höhe auf 100 % fest. Klicken Sie auf OK.
    10. Klicken Sie auf die Eigenschaftenseiten und wechseln Sie zur Registerkarte Dauer/Eingabe . Geben Sie als Dauer den folgenden Wert ein: [ITIDur].
    13. Wiederholen Sie diesen gesamten Vorgang (d. h. aus den Schritten 1.2.3 bis 1.2.9) für den richtigen Versuch. Nennen Sie die Prozedur Right-Trial. Wenn Sie das Verfahren ausführen, ändern Sie nur die richtige Antwort (d. h. in R statt oder L) und die Videodatei. Verwenden Sie das Videodateiverzeichnis für den richtigen Walker.
  4. Doppelklicken Sie auf das bereits erstellte List-Objekt .
    1. Klicken Sie auf die Eigenschaftenseiten des List-Objekts .
    2. Legen Sie auf der Registerkarte Auswahl die Reihenfolge auf Zufällig fest und klicken Sie auf OK.
    3. Geben Sie in der Spalte " Gewichtung" die folgenden Zahlen ein:
      1. Übung: Geben Sie die Zahl 3 sowohl in der Left-Trial-Zeile als auch in der Right-Trial-Zeile ein.
      2. Experiment: Geben Sie die Zahl 11 sowohl in der Left-Trial-Zeile als auch in der Right-Trial-Zeile ein.
  5. Klicken Sie oben im Fenster auf das Symbol Generieren , um eine ausführbare Skriptdatei zu erstellen. Speichern Sie es auf dem Desktop, um den Zugriff zu erleichtern. Dies ist die Datei, die während des Experiments ausgeführt wird.
    1. Speichern Sie den Übungsversuch als "Übung" und die Versuchsversuche als "Experiment".
    2. Testen Sie das erstellte Skript, indem Sie auf das Symbol Ausführen klicken.
  6. Im E-Studio-Ordner wird eine E-Run-Datei erstellt. Beide erstellten Dateien (eine für den Übungsversuch und eine für die Versuchsversuche) können in einem Ordner auf dem Desktop des Computers abgelegt werden. Um das visuelle Experiment durchzuführen, klicken Sie einfach auf das entsprechende Symbol.
  7. Sobald die experimentellen Schablonen des visuellen Stimulus erstellt sind, versuchen Sie, sie mit dem Projektor anzuzeigen.
    1. Ändern Sie mit den Projektoreinstellungen die Höhe der Gehhilfefigur und stellen Sie sicher, dass sie direkt vor der Stelle zentriert ist, an der der Teilnehmer auf dem Laufband stehen würde.
    2. Messen Sie mit einem Maßband die Höhe des Rollators direkt auf der Projektorleinwand. Berechnen Sie den Abstand zwischen dem Bildschirm und den Augen einer Person, die auf dem Laufband steht, damit der Reiz einen Sichtwinkel von 25 ° abdeckt, und bewegen Sie das Laufband entsprechend. Um die notwendigen Entfernungen zu berechnen, kann man die folgende Website verwenden: http://elvers.us/perception/visualAngle/

2. Aufbau der Laborumgebung

  1. Schalten Sie die vier Aufnahmecomputer, den EEG-Verstärker, den Projektor, das Laufband, die Lautsprecher und das Smartphone ein.
  2. Richten Sie das Kontrollgerät ein.
    1. Öffnen Sie die Synchronisationssoftware mit dem spezifischen Unterprogramm, das für die Studie mit Markern bei 10 s erstellt wurde.
      1. Die Synchronisationssoftware sendet alle 10 s einen Impuls, der in Form eines Markers und eines Lichtimpulses im EEG und in Videoaufzeichnungen erscheint.
    2. Schalten Sie die Videoaufzeichnungssoftware ein. Die Kameras sollten sich ebenfalls automatisch einschalten. Ist dies nicht der Fall, schalten Sie sie manuell ein.
    3. Öffnen Sie die EEG-Aufzeichnungssoftware für den Teilnehmer und richten Sie sie ein.
    4. Öffnen Sie den Ordner, der die ausführbare Skriptdatei für visuelle Stimuli enthält, die mit der Präsentationssoftware für visuelle Experimente erstellt wurde.
    5. Bereiten Sie den EEG-Aufbau und die Materialien gemäß den von den Herstellern vorgeschlagenen Verfahren vor.
    6. Löschen Sie die Konversation des vorherigen Teilnehmers vom Smartphone.
    7. Stellen Sie eine neue Flasche Wasser neben den Ruhesessel des Teilnehmers.

3. Vorbereitung der Teilnehmer

  1. Begrüßen Sie den Teilnehmer in Raum 1 und erzählen Sie ihm kurz über die Studiendauer und die Vergütung.
  2. Bitten Sie die Teilnehmer, ihren Schmuck (z. B. Ohrringe, Piercings, Halsketten), Brillen, Smartphones und alle Inhalte in ihren Taschen zu entfernen, diese in einen Mülleimer zu legen und in ein Schließfach zu legen.
  3. Bitten Sie die Teilnehmer, Kaugummi loszuwerden, den sie möglicherweise essen, und stellen Sie sicher, dass sie vor Beginn des Experiments gegessen haben.
  4. Stellen Sie sicher, dass der Teilnehmer bequeme Wanderschuhe trägt, und lassen Sie ihn seine Schnürsenkel doppelt verknoten, um die Sicherheit des Teilnehmers während des Experiments zu gewährleisten.
  5. Lassen Sie den Teilnehmer die Einverständniserklärung lesen und unterschreiben.
    1. Lesen Sie das folgende Skript und lassen Sie den Teilnehmer sitzen, damit er die Einverständniserklärung lesen und unterschreiben kann:

      "Hier ist eine Einwilligungserklärung, die besagt, dass Sie mit der Teilnahme an dieser Studie einverstanden sind. Lesen Sie es sorgfältig durch und unterschreiben Sie es. Zögern Sie nicht, wenn Sie Fragen haben."
  6. Bringen Sie den Teilnehmer in den dafür vorgesehenen Teilnehmervorbereitungsraum, Raum 3, wo die EEG-Kappe aufgestellt werden soll.
  7. Lesen Sie das vorbereitete Skript, das den Ablauf des experimentellen Prozesses erklärt:

    "Sie werden vielleicht bemerken, dass ich ab und zu einen Text lese. Damit soll sichergestellt werden, dass alle Teilnehmer identische Anweisungen erhalten. In dieser Studie interessieren wir uns dafür, wie Menschen mit einem Reiz vor ihnen interagieren, während sie Textnachrichten senden und mit moderater Geschwindigkeit gehen. Etwa 40 Minuten lang schreiben Sie [Name des wissenschaftlichen Mitarbeiters], den Sie zuvor mit diesem Smartphone getroffen haben [Smartphone anzeigen]. Während Sie eine SMS schreiben, hören Sie von Zeit zu Zeit ein Geräusch. Diesem Geräusch folgt das Bild einer gehenden Figur. Ihre Aufgabe ist es, Ihren Kopf zum Bildschirm zu heben [zeigen Sie auf den Bildschirm] und laut anzuzeigen, ob der Charakter zu Ihrer Rechten ODER zu Ihrer Linken geht. Sie werden nicht aufgefordert, etwas anderes zu tun. Ich werde Ihre Antworten aufschreiben. Beachten Sie, dass es in allen Blöcken zwei Möglichkeiten für eine Antwort gibt (rechts und links), so dass es unmöglich ist, dass es zum Beispiel nur links oder rechts als eine einzige Wahl gibt. Die Richtung, aus der die Figur kommt, ist völlig zufällig. Nachdem Sie Ihre Antwort diktiert haben, schreiben Sie einfach weiter [Namedes wissenschaftlichen Mitarbeiters]. Es ist wichtig, dass du dich nicht umdrehst, wenn du antwortest oder wenn du mit mir reden willst, weil du destabilisiert werden und fallen könntest. Halten Sie den Kopf nach vorne. Ich werde während der gesamten Dauer des Experiments hinter diesem Spiegel hier [auf das Glas zeigen] sein. Haben Sie noch Fragen?"
  8. Messen Sie den Kopfumfang des Teilnehmers für die EEG-Elektrodenkappe. Für dieses Experiment wurde ein EEG actiCap mit 32 vorverstärkten Elektroden verwendet.
    1. Wählen Sie die entsprechende EEG-Kappe, setzen Sie sie zur Unterstützung auf einen Schaumkopf und platzieren Sie alle Elektroden an der richtigen Stelle.
    2. Messen Sie den Kopfumfang des Teilnehmers erneut, um den Startpunkt der Kappe mit dem 10-20-Referenzsystem zu bestimmen.
    3. Setzen Sie die Kappe von vorne auf den Kopf des Teilnehmers und halten Sie ihn in Position, während Sie ihn nach hinten ziehen. Stellen Sie sicher, dass die Kappe richtig platziert ist.
    4. Schließen Sie die Kabel der EEG-Kappe an die EEG-Steuerbox an.
    5. Zeigen Sie dem Teilnehmer den Gel-Applikator, damit er sehen kann, dass er nicht scharf ist, und erlauben Sie ihm, ihn zu berühren, wenn er dies wünscht. Lesen Sie das folgende Skript:

      "Hier ist der Applikator und die Spitze, mit der ich das Gel auf die EEG-Kappe auftragen werde, die Sie auf dem Kopf haben. Sie können es anfassen; Es tut nicht weh. Die Spitze ist gerade kurz genug, dass sie nie den Kopf berührt."
    6. Schalten Sie die EEG-Elektrodenbox so ein, dass alle Elektrodenleuchten rot leuchten.
    7. Aktivieren Sie die Elektroden, indem Sie zuerst die Haare aus dem Weg räumen und dann das Gel auf jede Elektrode auftragen: Beginnen Sie mit der Grundelektrode und dann mit der Referenzelektrode. Sobald diese beiden Elektroden grün werden, fügen Sie die restlichen Elektroden hinzu.
    8. Legen Sie das Gel, bis alle Elektrodensensoren grün werden.
    9. Messen Sie die Impedanz an der Steuerbox.
    10. Trennen Sie die Kabel von der Steuerbox und verbinden Sie sie mit dem Move-Adapter (d. h. dem Adapter-Kit, das die Daten drahtlos zurück an die Steuerbox überträgt).
    11. Legen Sie das Adapter-Kit in eine Bauchtasche und bitten Sie den Teilnehmer, es um seine Taille zu befestigen, wobei die Kabel und das Adapter-Kit auf dem Rücken des Teilnehmers platziert werden.
    12. Gehen Sie zurück in den Computerraum (Raum 4) und überprüfen Sie die Impedanz jeder Elektrode.
    13. Überprüfen Sie, ob die Datenqualität zufriedenstellend ist, indem Sie das Signal auf dem Monitorbildschirm der EEG-Software visuell überprüfen. Reparieren Sie ggf. die problematischen Elektroden.
  9. Bringen Sie den Teilnehmer in den Experimentierraum (d.h. Raum 2).
  10. Lassen Sie den Teilnehmer auf dem Laufband stehen und befestigen Sie den Sicherheitsschlüssel des Laufbandes am Teilnehmer.
  11. Schalten Sie das Laufband auf eine Geschwindigkeit von 0,8 mph ein und lassen Sie den Teilnehmer 2 Minuten lang laufen, damit er sich mit der Geschwindigkeit vertraut macht. Erinnern Sie den Teilnehmer während dieser 2 Minuten an die Anweisungen:

    "Etwa 40 Minuten lang schreiben Sie [Name des wissenschaftlichen Mitarbeiters] mit einem Smartphone. Während Sie SMS schreiben, hören Sie von Zeit zu Zeit ein Geräusch. Diesem Geräusch folgt das Bild einer gehenden Figur. Ihre Aufgabe ist es, zu diesem Zeitpunkt Ihren Kopf auf den Bildschirm zu heben und Ihrer Meinung nach laut anzuzeigen, ob der Charakter nach rechts oder links geht. Sie werden nicht aufgefordert, etwas anderes zu tun. Ich werde Ihre Antworten aufschreiben. Nachdem Sie Ihre Antwort gegeben haben, schreiben Sie einfach weiter zu [Name des wissenschaftlichen Mitarbeiters]. Es ist wichtig, immer eine Antwort zu geben. Wenn Sie sich nicht sicher sind, teilen Sie uns Ihre beste Vermutung mit. Drehen Sie sich nicht um, wenn Sie Ihre Antwort geben oder wenn Sie mit mir sprechen wollen, weil Sie destabilisiert werden und fallen könnten. Halten Sie den Kopf nach vorne. Das Experiment besteht aus vier Teilen, zwei, in denen Sie [Name des wissenschaftlichen Mitarbeiters] während des Gehens schreiben, und zwei, in denen Sie nur gehen. Jeder Teil dauert ca. 12 Minuten und es gibt eine Pause von 2 Minuten zwischen den einzelnen Teilen. Haben Sie noch Fragen?"

4. Probetraining

  1. Geben Sie dem Teilnehmer das Smartphone.
  2. Sagen Sie dem Teilnehmer, dass er einen Übungsversuch machen wird.
  3. Klicken Sie auf die ausführbare Skriptdatei des Stimulus, um die Übungsversuche durchzuführen. Geben Sie die Teilnehmernummer ein und starten Sie die Testversion.
  4. Lassen Sie den Teilnehmer üben, auf die visuellen Reize zu reagieren, während er an einem SMS-Gespräch mit dem Forschungsassistenten teilnimmt. Diese Übungseinheit dauert 3 Minuten.
  5. Sobald die Sitzung beginnt, folgen Sie dem SMS-Konversationsskript, das für die Studie erstellt wurde.
  6. Notieren Sie die Antwort des Teilnehmers auf jedes Stimulus-Auftreten in einer Tabellenvorlage.
  7. Lassen Sie den Teilnehmer nach den 3 Minuten auf einem Stuhl sitzen und etwas Wasser trinken. Stellen Sie während dieser Zeit die Laufbandgeschwindigkeit auf 0,4 Meilen pro Stunde ein.
  8. Erinnern Sie den Teilnehmer an die Studienanweisungen.

5. Datenerfassung

  1. Einrichtung
    1. Wechseln Sie zum Workflow-Blatt, um die Konditionsreihenfolge für den aktuellen Teilnehmer auszuwählen. Zwei Ordnungen sind möglich: In der Reihenfolge A verwenden die Versuche 1 und 3 die SMS-Bedingung, während die Versuche 2 und 4 die Kontrollbedingung verwenden. In der Reihenfolge B werden in den Versuchen 1 und 3 die Kontrollbedingungen und in den Versuchen 2 und 4 die SMS-Bedingungen verwendet. Während jedes Versuchs erscheint der visuelle Reiz 22 Mal.
    2. Stellen Sie sicher, dass die gesamte Aufnahmesoftware synchron gestartet werden kann.
    3. Schalten Sie die gesamte Aufzeichnungssoftware ein (z. B. EEG, Video)
    4. Lassen Sie den Teilnehmer wieder auf das Laufband steigen und erhöhen Sie die Geschwindigkeit langsam wieder auf 0,8 Meilen pro Stunde.
    5. Schalten Sie das visuelle Reizprogramm ein und starten Sie es.
    6. Lesen Sie die Anweisungen der Studie in Abhängigkeit von der Versuchsbedingung.
      1. Führen Sie die ausführbare Skriptdatei des Stimulus für die Experiment-Versuche aus. Geben Sie die Teilnehmernummer und den für die jeweiligen Bedingungen gewählten Code ein. Starten Sie die Testversion.
  2. Kontrollbedingung
    1. Stellen Sie sicher, dass sich das Smartphone während dieser Aufgabe außerhalb des Sichtfelds des Teilnehmers befindet.
    2. Weisen Sie den Teilnehmer an, einfach auf dem Laufband zu gehen und jedes Mal, wenn er erscheint, auf den visuellen Reiz zu reagieren, indem er mit "links" oder "rechts" antwortet:

      "Für diese Aufgabe müssen Sie einfach auf dem Laufband laufen. Von Zeit zu Zeit werden Sie ein Geräusch hören. Diesem Geräusch folgt das Bild einer gehenden Figur. Ihre Aufgabe ist es, Ihren Kopf dann auf den Bildschirm zu heben und Ihrer Meinung nach laut anzuzeigen, ob sich der Charakter nach rechts oder links bewegt. Sie werden nicht aufgefordert, etwas anderes zu tun. Ich werde Ihre Antworten selbst aufschreiben. Nachdem Sie Ihre Antwort diktiert haben, gehen Sie einfach weiter. Es ist wichtig, immer eine Antwort zu geben. Wenn Sie sich nicht sicher sind, teilen Sie uns Ihre beste Vermutung mit. Drehen Sie sich nicht um, wenn Sie Ihre Antwort geben oder wenn Sie mit mir sprechen wollen, weil Sie destabilisiert werden und fallen könnten. Halten Sie den Kopf nach vorne. Fang an, wenn ich dir das Signal gebe. Haben Sie noch Fragen?"
    3. Signalisieren Sie dem Teilnehmer, dass die Studie beginnen wird, und starten Sie die visuelle Reizstudie.
    4. Schreiben Sie die Antwort des Teilnehmers jedes Mal auf, wenn er auf den visuellen Reiz antwortet. Wenn ein Teilnehmer nicht antwortet, lassen Sie das Feld leer.
    5. Lassen Sie den Teilnehmer am Ende der Studie sitzen und etwas Wasser trinken.
    6. Führen Sie während dieser Pausen die gesamte Aufnahmesoftware weiter aus und lassen Sie das Laufband mit einer Geschwindigkeit von 0,4 Meilen pro Stunde eingeschaltet.
    7. Nach der Pause bringen Sie den Teilnehmer wieder auf das Laufband und erhöhen Sie beim Gehen allmählich die Geschwindigkeit wieder auf 0,8 Meilen pro Stunde.
  3. SMS-Bedingung
    1. Während der Teilnehmer auf dem Laufband läuft, geben Sie ihm das Smartphone.
    2. Weisen Sie den Teilnehmer an, während des Gehens auf dem Laufband so zu texten, wie er es natürlich tun würde (z. B. mit einer Hand oder zwei Händen), und reagieren Sie jedes Mal, wenn er erscheint, auf den visuellen Reiz, indem Sie mit "links" oder "rechts" antworten:

      "Für diese Aufgabe schreiben Sie [Name des wissenschaftlichen Mitarbeiters] mit einem Smartphone. Öffnen Sie auf dem Smartphone die Nachrichtenanwendung. Wählen Sie dann die Konversation mit "Hallo" aus. Sie müssen aktiv an einer SMS-Konversation teilnehmen. Während Sie eine SMS schreiben, hören Sie von Zeit zu Zeit ein Geräusch. Diesem Geräusch folgt das Bild einer gehenden Figur. Ihre Aufgabe ist es, hier Ihren Kopf auf den Bildschirm zu heben und Ihrer Meinung nach anzuzeigen, ob sich der Charakter nach rechts oder links bewegt. Sie werden nicht aufgefordert, etwas anderes zu tun. Ich werde Ihre Antworten selbst aufschreiben. Nachdem Sie Ihre Antwort diktiert haben, schreiben Sie einfach weiter. Es ist wichtig, immer eine Antwort zu geben. Wenn Sie sich nicht sicher sind, teilen Sie uns Ihre beste Vermutung mit. Drehen Sie sich nicht um, wenn Sie Ihre Antwort geben oder wenn Sie mit mir sprechen wollen, weil Sie destabilisiert werden und fallen könnten. Halten Sie den Kopf nach vorne. Fang an, wenn ich dir das Signal gebe. Haben Sie noch Fragen?"
    3. Signalisieren Sie dem Teilnehmer, dass die Studie beginnen wird, und starten Sie die visuelle Reizstudie.
    4. Weisen Sie den Teilnehmer an, ein SMS-Gespräch zu führen, während er auf dem Laufband läuft. Weisen Sie sie an, jedes Mal, wenn er erscheint, auch auf den visuellen Reiz zu reagieren, indem Sie mit "links" oder "rechts" antworten.
    5. Lassen Sie den Forschungsassistenten dem Konversationsskript folgen und halten Sie das Gespräch während der gesamten Erkrankung am Laufen.
    6. Schreiben Sie die Antwort des Teilnehmers jedes Mal auf, wenn er auf den visuellen Reiz antwortet. Wenn ein Teilnehmer nicht antwortet, lassen Sie das Feld leer.
    7. Nehmen Sie dem Teilnehmer am Ende des Versuchs das Smartphone ab und lassen Sie den Teilnehmer sich hinsetzen und etwas Wasser trinken.
    8. Führen Sie während dieser Pausen die gesamte Aufnahmesoftware weiter aus und lassen Sie das Laufband mit einer Geschwindigkeit von 0,4 Meilen pro Stunde eingeschaltet.
    9. Nach der Pause bringen Sie den Teilnehmer wieder auf das Laufband und erhöhen Sie beim Gehen allmählich die Geschwindigkeit wieder auf 0,8 Meilen pro Stunde.

6. Ende der Datenerhebung

  1. Am Ende der experimentellen Manipulation müssen die Teilnehmer das Laufband ausschalten. Lassen Sie den Teilnehmer sich hinsetzen und etwas Wasser trinken.
  2. Entfernen Sie die EEG-Kappe und bringen Sie den Teilnehmer unter die Dusche, wo er sich die Haare waschen kann, wenn er dies wünscht.
  3. Geben Sie dem Teilnehmer seine Entschädigung und danken Sie ihm für seine Teilnahme. Stellen Sie sicher, dass der Teilnehmer mit seiner Kopie der Einverständniserklärung abreist und dass er alle seine persönlichen Gegenstände abholt.

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Ergebnisse

Dieses Studienprotokoll wurde ursprünglich mit 54 Teilnehmern durchgeführt, die jeweils auf 88 Richtungsstudien ansprachen. Die Hälfte dieser Studien fand statt, wenn die Teilnehmer vor der Stimuluspräsentation einfach gingen. Die andere Hälfte trat auf, als die Teilnehmer vor der Stimuluspräsentation während des Gehens SMS schrieben.

Ergebnisse des Verhaltens
Die Leistung in der Richtung des Punktlicht-Walkers stellt die Kosten für den Taskwechsel dar, während eine geringe...

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Diskussion

Eine kritische Entscheidung bei der Verwendung des Protokolls wäre die Sicherstellung der Qualität der neurophysiologischen Daten. Es gibt eine inhärente Komplikation bei der Verwendung eines Tools wie EEG während der Bewegung, da übermäßige Bewegung viel Rauschen in den Daten erzeugen kann. Es ist daher wichtig, vor der Datenerfassung zu überlegen, wie die Daten aufbereitet werden, um so viele Artefakte wie möglich zu entfernen, ohne das eigentliche Signal zu verändern. Nichtsdestotrotz ist es immer noch sehr wahrschein...

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Danksagungen

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
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Der Observer XTNoldusIntegrations- und Synchronisationssoftware: Der Noldus Observer XT (Noldus Information Technology) wird verwendet, um alle Verhaltens-, emotionalen und kognitiven Engagement-Daten zu synchronisieren.
MediaRecorderNoldusAudio- und Videoaufzeichnungssoftware
FaceReaderNoldusSoftware zur automatischen Analyse der 6 grundlegenden Gesichtsausdrücke
E-PrimePsychology Software Tools, Inc.Software für die computergestützte Versuchsplanung, Datenerfassung und -analyse
BrainVision RecorderBrain VisionSoftware zur Aufzeichnung neuro-/elektrophysiologischer Signale (in diesem Fall EEG)
AnalyzerEEG-Signalverarbeitungssoftware
QualtricsQualtrics Online-Befragungsumgebung
Tapis RoulantThermoTread GT Office Laufband
SyncboxDie NoldusSyncbox startet die Co-Registrierung von EEG- und Blickdaten, indem sie ein Transistor-Transistor Logic (TTL)-Signal an den EGI-Verstärker und ein Tastenanschlagsignal an das Tobii Studio v 3.2 sendet.
Move2actiCAPBrain VisionAdd-on für ein digitales Funksystem für EEG
iPhone 6sApple
iMessageApple
iPadApple

Referenzen

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Formal Correction: Erratum: Measuring the Switch Cost of Smartphone Use While Walking
Posted by JoVE Editors on 8/24/2020. 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

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Gabrielle Naïmé Mourra

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Kosten des AufgabenwechselsEEG Alpha OszillationenLaufband GehprotokollTexten w hrend des GehensPoint Light WalkerMessung des kognitiven Engagementsverhaltensneurophysiologischer VergleichAnalyse der Multitasking LeistungReihenfolge der Versuchsbedingungen

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