Jeu-Based Computer combinant les expériences comportementales à haute densité Suivi Gaze EEG et infrarouge

Cette vidéo montre une procédure permettant d’obtenir simultanément un suivi du regard et des enregistrements EEG à haute densité de sujets lors de l’exécution de tâches cognitives engageantes et écologiquement valides intégrées dans un jeu informatique. Tout d’abord, des électrodes sont fixées sur le sujet. La caméra de suivi du regard est ensuite calibrée.

Le sujet joue le jeu pendant que les données EEG et Gaze sont enregistrées. Des potentiels et des perturbations spectrales liés aux événements sont obtenus qui sont révoqués par les événements du jeu. Le principal avantage de cette technique par rapport aux méthodes existantes, par exemple, les packages de présentation de stimulus comme ePrime ou presentation, est que l’intégration d’expériences dans un jeu informatique soulage l’anxiété de performance en s’éloignant d’un contexte de test explicite et aide les sujets à rester motivés et engagés dans les tâches tout au long d’une longue session expérimentale.

Englobant un large éventail de tâches cognitives. Ces qualités sont particulièrement importantes pour les populations pédiatriques et cliniques chez qui l’attention et la motivation peuvent être des obstacles à des séances expérimentales complexes ou longues. Je m’appelle Keith Yoder et je suis assistant de recherche au Laboratoire Beaumont.

Aujourd’hui, je serai assisté par David Post, technicien de laboratoire et étudiant diplômé de l’UAUA au Département du développement humain. Nous utiliserons un bios à 128 canaux, un système de mesure semi-actif à deux et un traqueur de regard infrarouge iLink 1000 de SR Research Avant que l’expérience combinée du jeu informatique et de l’EEG puisse commencer, les électrodes doivent être équilibrées pour s’assurer qu’elles ont de petits décalages de l’ordre de plus ou moins 20 microvolts une heure avant l’arrivée du sujet. Pour l’expérience EEG, équilibrez les électrodes en les trempant pendant cinq à 10 minutes dans un bain de sel composé d’une cuillère à café de sel par litre d’eau distillée.

Ne laissez pas les électrodes dans un liquide pendant plus de 10 minutes à la fois. Après avoir retiré les électrodes du bain de sel, utilisez un vaporisateur rempli d’eau distillée pour les rincer juste avant l’arrivée du sujet. Allumez les boîtiers de conversion de la caméra de suivi du regard et les ordinateurs pour le suivi du regard et l’EEG simultanés, assurez-vous d’utiliser l’objectif de 16 millimètres de long dans la caméra de suivi du regard.

La configuration utilise quatre ordinateurs, un ordinateur dédié au suivi du regard, un ordinateur d’acquisition EEG dédié, un ordinateur de présentation de stimulus dédié et un ordinateur pour l’acquisition vidéo et l’analyse des données. Deux boîtiers de conversion. Manipulez les sorties VGA de l’ordinateur de suivi du regard et de l’ordinateur de présentation des stimulus, et envoyez un signal vidéo épissé à l’ordinateur d’acquisition vidéo.

De cette façon, l’ordinateur d’acquisition vidéo peut enregistrer l’écran de jeu vu par le sujet superposé à un curseur représentant la fixation du regard actuel et un horodatage. Cette vidéo de superposition est enregistrée dans un fichier disque sur l’ordinateur d’acquisition vidéo. Voyons maintenant la configuration de l’EEG.

Commencez à vous préparer pour l’expérience EEG en mesurant la circonférence du sujet. Faites le tour du front et de l’inion et choisissez un capuchon d’électrode de taille appropriée. Placez le capuchon sur la tête du sujet en vous assurant que l’étiquette est à l’extérieur du capuchon reposant sur le cou du sujet.

Repositionnez le capuchon jusqu’à ce que l’électrode A soit centrée par rapport à l’ionion nasion et au pavillon gauche, aux broches droites et que la ligne médiane du capuchon se trouve le long de la ligne médiane de la tête du sujet. La nasion est la dépression entre le nez et le front. L’inion est la bosse osseuse sur la ligne médiane à l’arrière de la tête, et le pavillon est le lambeau de cartilage s’étendant sur la face antérieure de l’ouverture du conduit auditif.

Lorsque le capuchon est en place, appliquez un anneau adhésif sur le boîtier en plastique des électrodes. Ex cinq et ex six. Alignez l’ouverture de l’anneau avec la pastille d’électrode.

Retirez le support en papier de l’anneau adhésif et couvrez le contact de l’électrode avec du gel conducteur. Placez EX six sur la mastoïde droite du sujet et EX cinq sur la mastoïde gauche du sujet. À l’aide d’une seringue émoussée, placez du gel conducteur dans chaque porte-électrode du capuchon.

Remuez l’extrémité de la seringue pour séparer les cheveux du sujet. Ensuite, appuyez simultanément sur le piston et retirez la seringue de la tête comme si vous décoriez un gâteau. Remplissez jusqu’à ce que le gel soit rincé avec le haut du boîtier en plastique.

Assurez-vous de ne pas trop remplir. Il est préférable d’avoir trop peu de gel que trop d’excès de gel peut saigner entre les sites d’électrodes, provoquant un pontage d’électrodes. Si les électrodes sont pontées, il n’y a rien pour cela.

Mais pour retirer le capuchon, demandez au sujet de laver et de sécher ses cheveux, et recommencez avec les plugins des fils d’électrode suspendus sur l’épaule et les extrémités du capteur d’une main, placez doucement chaque électrode dans son support correspondant à l’intérieur du capuchon d’électrode. Saisissez uniquement le boîtier en plastique des électrodes et faites très attention à ne pas sertir les fils. Il est essentiel de ne pas toucher les pointes des électrodes.

Le contact avec la peau, les vêtements ou tout autre matériau que le gel conducteur dégradera la qualité des électrodes. Placez du gel conducteur sur X un à X quatre et utilisez des anneaux adhésifs pour les fixer au visage du sujet. Placez X un et X deux à environ un centimètre horizontalement des canthi extérieurs gauche et droit du sujet, respectivement.

Placez X trois et DX quatre à environ un centimètre en dessous du milieu des yeux gauche et droit du sujet sur les os zygomatiques. Récupérez délicatement les fils d’électrode derrière le sujet et enroulez sans serrer le fil C-M-S-D-R-L autour des autres. Pour créer une queue de cheval, placez des attaches velcro en haut et en bas de la queue de cheval pour maintenir les fils en place et utilisez du ruban médical pour fixer la queue de cheval à l’arrière de la chemise en question.

Assurez-vous de laisser suffisamment de mou dans ces fils pour que le cou du sujet puisse fléchir confortablement vers l’avant. Préparez maintenant les électrodes GSR en appliquant une solution de chlorure de potassium sur chaque électrode. Utilisez du ruban adhésif médical pour fixer des électrodes GSR sur les deuxième et troisième doigts de la main non dominante du sujet ou de la main qui ne sera pas utilisée pendant l’expérience.

Pour signaler les réponses comportementales avec toutes les électrodes installées, faites asseoir le sujet dans une chaise fixe non inclinable. Devant le moniteur de présentation du stimulus, branchez toutes les électrodes dans le boîtier du convertisseur et vérifiez l’ordinateur d’acquisition EEG pour vous assurer que les décalages des électrodes sont à plus ou moins 40 microvolts. Si une électrode a un décalage très important ou est bruyante, retirez délicatement l’électrode du capuchon.

Insérez plus de gel dans le boîtier et remplacez l’électrode. Si un problème persiste dans une seule électrode, ou si une seule électrode est contaminée par un artefact d’impulsion, ce canal doit être interpolé à partir des électrodes environnantes. Une fois l’enregistrement terminé, configurez le suivi du regard en apposant d’abord un autocollant cible au-dessus du sourcil septique médial de l’œil.

Lancez l’application de calibrage contextuelle sur l’ordinateur de présentation du stimulus. Démarrez une nouvelle session et remplacez le menu déroulant Type par CMD. Après avoir entré la commande appropriée, appuyez sur le bouton d’envoi pour activer l’enregistrement des événements à partir de la fenêtre contextuelle de l’application d’étalonnage pour lancer la configuration de l’appareil photo.

Positionnez l’appareil photo de manière à ce que l’autocollant cible et le I du sujet soient centrés sur le seuil automatique. Appuyez sur la touche A du clavier de l’ordinateur de présentation du stimulus. Ajustez la mise au point en tournant l’objectif de l’appareil photo jusqu’à ce que le I à suivre soit clair.

Commencez à calibrer le système de suivi du regard sur le sujet en appuyant sur la touche C du clavier de l’ordinateur de présentation du stimulus. Un point apparaîtra à neuf endroits différents sur l’écran dans un ordre aléatoire. Le sujet doit regarder le point lorsqu’il apparaît, plutôt que d’anticiper l’emplacement du point suivant.

Pour valider le calibrage, appuyez sur la touche V. Les points réapparaîtront dans un ordre aléatoire. Si l’étalonnage a été bon, le regard du sujet sera mappé sur chaque point de validation.

En cas d’échec de l’étalonnage, assurez-vous que les seuils de réflexion de la pupille et de la cornée sont appropriés. Les seuils pupillaire et cornéen peuvent être ajustés à partir de l’écran de configuration de la caméra sur l’ordinateur hôte de l’île en haut à gauche de l’écran, en cliquant sur la pupille et les flèches cornéennes vers le haut et vers le bas pour augmenter et diminuer les seuils respectivement. Assurez-vous que la fréquence d’échantillonnage est réglée sur 500 hertz en cliquant sur le bouton 500 Hertz.

Réduisez l’application d’étalonnage contextuelle sur l’ordinateur de présentation du stimulus et commencez à enregistrer les données du regard en cliquant avec le bouton droit de la souris sur l’icône iLink dans la barre des tâches et en sélectionnant Démarrer l’enregistrement. Démarrez l’enregistrement vidéo sur l’ordinateur d’acquisition vidéo à l’aide du logiciel Black Magic Media Express. Démarrez ensuite l’enregistrement EEG sur l’ordinateur d’acquisition EEG en cliquant sur le bouton pause.

Maintenant, sur la présentation du stimulus, l’ordinateur a lancé le jeu car polus est un jeu construit sur mesure conçu pour assurer la validité écologique Sans sacrifier le contrôle expérimental dans un jeu, les sujets doivent sauver un cargo qui est attaqué. Une tâche go no-go est mise en œuvre en introduisant un trou de ver, d’où apparaissent soit un ami qui aide le joueur, soit un ennemi qui nuit au joueur. Joueurs. Effectuez également une tâche de cohérence de mouvement de point en dirigeant un vaisseau spatial à travers des champs d’étoiles à la dérive au cours d’un autre jeu.

Les sujets doivent utiliser une lunette radar pour collecter des astéroïdes dans une tâche de Posner modifiée, les quatre secteurs dans lesquels les astéroïdes pourraient apparaître scintillent à différentes fréquences fondamentales. Les modifications du contenu spectral de l’EEG peuvent alors évaluer l’attention en fonction des amplitudes des fréquences qui marquent chaque secteur. Un autre jeu demande aux sujets de l’aider à conclure un traité galactique en identifiant les émotions représentées dans les visages.

Chacun des cinq visages doit être placé sur des emplacements vides sur un plateau de jeu pour créer une rangée ou une colonne de trois visages exprimant la même émotion. Un quatrième jeu met en œuvre le test de Sally Anne des joueurs de théorie de l’esprit. Regardez le capitaine Sally alors qu’elle place sa cargaison sur l’une des quatre planètes.

Le rôle d’Anne est joué par un pirate de l’espace qui déplace la cargaison vers une autre planète. Enfin, un amiral observe à la fois le capitaine et le pirate et transmet des informations sur les actions du pirate au capitaine. Les joueurs doivent ensuite tracer des trajectoires d’interception pour le capitaine et pour le pirate, en déduisant où chacun cherchera la cargaison, et ainsi mettre en œuvre la théorie de l’esprit du premier ordre et du second ordre en contrastant entre plusieurs conditions.

Les résultats récents de l’interaction homme-machine mettent en évidence le pouvoir du contexte de jeu pour établir et maintenir la motivation dans des tâches qui pourraient autrement ne pas sembler engageantes de cette manière. De multiples tâches cognitives dans de nombreux essais répétés peuvent être effectuées au cours d’une seule session expérimentale sans fatiguer le sujet. Ceci est particulièrement important car, afin d’obtenir suffisamment d’essais pour l’EEG, les sujets doivent accumuler une centaine d’essais de chaque condition de stimulus. Pour les stimuli auditifs, remplacez les haut-parleurs passifs de l’ordinateur de présentation des stimuli par des haut-parleurs amplifiés.

Ensuite, branchez et allumez l’amplificateur. Réglez le volume au niveau 60. Ceci est nécessaire pour atteindre un niveau sonore maximal de 80 décibels SPL lorsque le sujet a fini de jouer aux jeux.

Quittez le jeu et arrêtez l’enregistrement des données en appuyant sur le bouton d’arrêt dans l’interface graphique. Sur chacun des ordinateurs d’acquisition vidéo, de suivi du regard et d’acquisition EEG. Éteignez le convertisseur EEG et débranchez tous les fils du boîtier.

Retirez les anneaux adhésifs et placez-les dans de l’eau distillée tiède. Utilisez un vaporisateur rempli d’eau distillée pour éliminer tout gel restant sur les électrodes et utilisez de l’eau chaude du robinet et du savon pour retirer le gel du capuchon de l’électrode. Nous allons maintenant montrer quelques résultats EEG représentatifs.

Voici un graphique de perturbation spectrale lié à un événement obtenu à partir d’une électrode médiane frontale fz. Dans ce jeu, l’ennemi présent correspond à l’apparence d’un vaisseau ennemi ou à une condition de go et le present friendly correspond à l’apparence d’un vaisseau ami ou à une condition de non-go pendant la condition de non-go. En règle générale, les enfants en développement présentaient une puissance EEG en bande gamma significativement plus élevée que les enfants atteints d’un trouble du spectre autistique.

Lorsque vous tentez cette procédure, il est important d’éviter de toucher les contacts des électrodes, de sertir les fils conducteurs ou d’utiliser trop de gel.