Utilisant Mesures Électroencéphalographie pour la comparaison des tâches spécifiques aux efficacités Neurones: Tâches Spatial Intelligence

L'objectif général de cette procédure est de comparer les efficacités neuronales de participants résolvant des séries de problèmes nécessitant des capacités spatiales. Cette méthode peut répondre à des questions clés dans le domaine de l'enseignement du génie, telles que : les étudiants peuvent-ils acquérir une expertise dans les contenus fondamentaux en un seul semestre ? Ou encore, en quoi les mesures neurologiques diffèrent-elles lorsque les étudiants résolvent un problème en faisant appel à leurs capacités spatiales, ou lorsqu'ils résolvent un problème d'ingénierie ?

Le principal avantage de cette technique est qu'elle permet d'obtenir des informations sur l'efficacité du cerveau. Et nous pouvons corréler ces informations avec la performance des étudiants. Bien que cette méthode offre des aperçus sur les capacités spatiales et les problèmes de statique, elle peut également être appliquée à d'autres mesures de compétences et types de problèmes, tels que ceux rencontrés en dynamique avancée.

Bradley Robinson, chercheur étudiant au laboratoire, démontrera leur procédure. Steven Wood, chercheur étudiant de notre équipe, recevra le protocole que nous démontrons aujourd’hui. Commencez par installer les casques d’électroencéphalographie, ou EEG, conformément aux instructions du fabricant.

Gardez au moins deux casques en charge en permanence pendant au moins une heure avant chaque séance. Procurez-vous le liquide destiné à humidifier les électrodes EEG et un nettoyant abrasif pour assurer un bon contact avec les électrodes de référence EEG. Ensuite, insérez les tampons dans chaque boîtier et utilisez une seringue pour les saturer avec le liquide d'humidification.

Laisser reposer les électrodes amorties. Installer deux caméras vidéo pour mesurer le comportement des participants. Nous ajustons les caméras une fois que le participant est en place et nous assurons que la vidéo est horodatée.

Enfin, allumez l'ordinateur et vérifiez que le logiciel est activé pour enregistrer les données des ondes cérébrales. Vérifiez que tous les logiciels et dispositifs de collecte de données sont correctement interfacés pour la collecte des données. À l'arrivée, accompagnez le participant dans la salle d'EEG.

Demander au participant de retirer tout appareil électronique de sa personne. Démontrer l'utilisation de la seringue pour saturer les électrodes et expliquer qu'elles ne serviront qu'à maintenir le tampon en feutre EEG. Vérifier l'humidité des feutres, puis insérer les feutres dans leurs boîtiers respectifs dans le casque EEG.

Ensuite, nettoyez les points de référence sur le participant à l’aide du nettoyant abrasif, puis essuyez tout résidu. Placez le casque EEG sur le participant. Alignez les nœuds de référence du casque avec les points de référence sur la tête du participant.

Ne pliez pas de manière accessible les branches du casque et laissez un espace entre le nœud de référence et l’arrière de l’oreille afin d’éviter tout inconfort. Enfin, réajustez les caméras une fois le participant en place et assurez-vous que la vidéo est horodatée. Dirigez une caméra vers le visage du participant afin d’enregistrer les expressions faciales et un son de haute qualité.

Positionnez l'autre caméra sur la zone située devant le participant afin d'enregistrer les mouvements des mains, y compris les gestes d'écriture, et de voir quelle tâche est affichée sur l'écran de l'ordinateur. Démarrez l'enregistrement des données dans le logiciel d'acquisition EEG. Vérifiez qu'une bonne connexion existe entre le dispositif d'enregistrement et le casque EEG en contrôlant que tous les canaux sont affichés sur le dispositif d'enregistrement.

Vérifiez que tous les canaux affichent initialement un comportement similaire avec des oscillations de faible amplitude. Ensuite, juste avant les périodes de repos et avant le début de chaque nouveau type de problème, vérifiez l'EEG afin de vous assurer d'une bonne connexion avec le participant en reconfigurant les fils et en ajustant les feutres, afin d'obtenir des motifs cohérents sur l'appareil d'enregistrement. Demandez au participant de rester aussi immobile et silencieux que possible pendant les exercices de la tâche.

Les informer que pendant la collecte des données, toute communication visuelle prévue aura lieu via l'écran d'ordinateur. Lancer le logiciel de présentation de la tâche. Prévoir des périodes de repos au début et à la fin de la collecte des données, qui serviront à obtenir les données de base.

Présentez d'abord le premier type de problème spatial, qui consiste soit en un test à choix multiples, soit en un problème de rotation vrai/faux. Ensuite, affichez le deuxième type de problème spatial, qui consiste soit en un test à choix multiples, soit en un problème de découpage mental vrai/faux. Puis, présentez le type de problème d'ingénierie, centré sur des principes spécifiques de la statique en ingénierie.

Une fois les tâches terminées, retirez le casque EEG. En outre, éteignez le logiciel de présentation des tâches, le logiciel d'enregistrement EEG et l'équipement d'enregistrement vidéo. Enfin, remerciez le participant et donnez-lui un aperçu des éventuels contacts futurs, ainsi que la manière dont les résultats de l'étude pourraient lui être communiqués ultérieurement.

Le casque EEG recueille l'activité cérébrale par l'intermédiaire de potentiels électriques, au sein desquels certains artefacts présents dans les données, ainsi que plusieurs événements, doivent être supprimés manuellement, comme illustré ici. Après une analyse en composantes indépendantes, le logiciel peut cartographier les données sous forme d'une représentation de l'activation sur le cuir chevelu, ainsi que sous la forme d'un tracé continu en deux dimensions, organisé selon les essais et le temps. Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en 45 minutes à une heure.

Comprendre que cela dépend de la vitesse de résolution de problème des participants. Lors de la réalisation de cette procédure, il est important de se rappeler de vérifier que l'EG présente une bonne connectivité avec la tête du participant, généralement en conservant le tampon en feutre. Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la manière d'acquérir des données EEG pour des études sur l'efficacité neuronale, en configurant l'appareil EEG et en recueillant des données auprès des participants.