Method Article

ניצול מדידות Electroencephalography להשוואה של יעילות עצבית משימה ספציפית: משימות אינטליגנציה מרחבית

DOI:

10.3791/53327

⸱

August 9th, 2016

 ,  ,  ,  , 
1Department of Engineering Education, Utah State University, 2Department of Psychology, Utah State University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כתב יד זה מתאר גישה למדידת פעילות עצבית של בני אדם תוך פתרון בעיות הנדסיות ממוקדות מרחבית. המתודולוגיה אלקטרואנצפלוגרם עוזרת לפרש מדידות גלי המוח בטאו במונחים של יעילות עצבית, במטרה בסופו של דבר המאפשר השוואות ביצוע משימות הן בין סוגי בעיה ובין משתתפים.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אינטליגנציה מרחבית לעתים קרובות קשורה להצלחה במקצועות הנדסת חינוך והנדסה. שימוש electroencephalography מאפשר חישוב השוואתי של היעילות העצבית "אנשים כפי שהם מבצעים משימות רצופות הדורשות יכולת מרחבית לגזור פתרונות. יעילות עצבית כאן מוגדרת כבעלת הפעלה בטא פחות, ולכן משקיעים פחות משאבים עצביים, כדי לבצע משימה בהשוואה לקבוצות אחרות או משימות אחרות. להשוואות-משימה היתר משימות עם במח"מ דומה, מדידות אלה עשויות לאפשר השוואה של קושי סוג המשימה. להשוואות תוך משתתף והבנתי-משתתף, מדידות אלה מספקים תובנה פוטנציאל לתוך של רמת המשתתף של יכולת מרחבית בעיה הנדסית שונות משימות לפתרון. ביצועים על המשימות שנבחרו ניתן לנתח בקורלציה עם פעילות בטא. עבודה זו מציגה פרוטוקול מחקר מפורט לומד את היעילות העצבית של הסטודנטים engיישון את הפותר ביכולת המרחבית טיפוסית ובעיות סטטיקה. התלמידי מילא בעיות ספציפיות אל הנפש חיתוך מבחן (MCT), מבחן ויזואליזציה פרדו מרחבית של סיבובים (PSVT: R), ואת סטטיקה. בעוד עוסקת בפתרון בעיות אלה, גלי המוח של המשתתפים נמדדו עם EEG המאפשר נתונים שייגבו בדבר הפעלת ושימוש גלי אלפא ובטא המוח. העבודה נראית לתאם ביצוע תפקודי על משימות מרחביות טהורות עם משימות הנדסה אינטנסיביות מרחבית לזהות את המסלולים לביצועים מוצלחים בהנדסת שיפורים שנוצרו משום כך בחינוך הנדסה שעלולה להופיע.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

יכולת מרחבים חיונית למדע, טכנולוגיה, הנדסה, מתמטיקה (STEM) שדות וחינוך וקושר עם הצלחה בתחומים אלה 1,2,3. לכן, חשוב להבין את ההתפתחות של איך הבעיה משפיעה ביכולת המרחבית לפתרון 4. ביכולת המרחבית כבר צמודה לריבית 5, ביצועי 6, הצלחה אקדמאית הנדסת 7 והצלחת מקצוע הנדסה 8. עם זאת, אין הרבה עבודה המציין תהליכים עצביים ספציפיים בפתרון בעיות אופייניות למכשירים ביכולת המרחבית רבים, ולא תוכן הנדסה מסוים הזה הוא מאוד מרחבית.

מאמר זה מספק מבוא לשיטות המשמשות לאיסוף נתונים וניתוח של עשרות כלים ביכולת המרחבית ב....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הצהרה אתית בנוגע לשימוש של משתתפי אדם

נהלים במלאכה אושרו על ידי הדירקטוריון סקירה מוסדיים (IRB) באוניברסיטת יוטה לחקר בבני אדם. מומלץ שכל עבודה דומה צריכה גם להיות מאושרת על ידי IRB הרלוונטי. המשתתפים רשאים להפסיק או לסגת מן המחקר בכל עת במהלך הניסוי.

בחירת 1. משתתפים

  1. בחר משתתפים על בסיס התנדבותי של סטודנטים לומדים כיום בקורס סטטיקה. ודא כי המשתתפים נחשפו בעבר לתוכן סטטיקה הם יראו בעוד במחקר.
    הערה: באופן אידיאלי המשתתפים....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

בסעיף זה, השלבים הקודמים מומחשים עם דמויות מדגם כמתואר להלן. סיכומי נתונים מלאים עם מבחנים סטטיסטיים לא מסופקים, כמו מטרת מאמר זה היא להתמקד שיטות. דוגמאות PSVT פוטנציאל: R, MCT, ובעיות מרחבי ניתנים איור 1, איור 2, ואיור 3, בהתאמה.

כובע EEG יאסוף הפעלת מוח באמצעות פוטנציאלים חשמליים עבור כל ערוץ נתון, אשר ניתן לצפות במקביל כפי שמוצג באיור 7. כאמור, חפצים מסוימים בתוך הנתונים צריכים להיות.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פרוטוקול דן ביישום של electroencephalography כדי למדוד את פעילות המוח למשתתפים לעבוד בעיות משני מכשירים ביכולת המרחבית טיפוסי ובעיות סטטיקה הנדסה מרחבית מאוד. השיטות המפורטות כאן עשויות בסופו של דבר יוכל לעזור להבין את היעילות העצבית של בעלות ביצועים גבוהות ונמוכים עוסקים בעבודת הבעיות הללו. זה חיוני כדי להבין את כל הבדלים יעילות עצבית של סטודנטים להנדסה לעבוד על MCT ו PSVT: R, כמו בדיקות אלה משמשות לעתים קרובות כדי להעריך את היכולת המרחבית. השוואה אותם זה לזה מאפשר לנו להעריך תחו.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים מצהירים כי אין להם אינטרסים פיננסיים סותרים או מתחרים.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים מבקשים להודות כריסטופר גרין, ברדלי רובינסון, ומריה מנואלת Valladares, שעזר באיסוף נתונים. מימון לציוד EEG סופק על ידי משרד אונ' יוטת מדינת מחקר בוגר לימודי ציוד מענק מעבדת קוגניציה הרבה החושית של קרי ירדן. בנימין שיחה נתמך על ידי עמיתי מחקר דוקטורט לנשיאות השיגו מבית הספר של אוניברסיטת יוטה ללימודים מתקדמים עבור עבודתו עם ד"ר וייד Goodridge.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Emotiv EPOC דגם 1.0דגם Emotiv: Emotiv Premium"מערכת EEG ניידת, רב-ערוצית ברזולוציה גבוהה."
לוח הבקרה של Emotiv (תוכנה)Emotivמשמש לאיסוף נתונים.
Emotiv Testbench (תוכנה)Emotivמשמש לאיסוף נתונים.
אמולטור יציאה טורית וירטואלית - VSPE (תוכנה)ETERLOGIC.COMנעשה שימוש ב-COM10 באיסוף נתונים. זמין להורדה בחינם, תלוי במערכת ההפעלה.
E-Prime 2.0 (תוכנה)תוכנה לפסיכולוגיההמשמשים לאיסוף נתונים (הצגת בעיות למשתתפים ואיסוף סמנים לשלבים שונים).
EEGLab 13.4.4b (תוכנה)מרכז שוורץ למדעי המוח החישוביים (SCCN)משמש לניתוח נתונים. "סביבת קוד פתוח לעיבוד אותות אלקטרופיזיולוגיים". SCCN הוא מרכז של המכון לחישוב עצבי, אוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו.
MATLAB R2014bThe Mathworks, Inc.משמש להפעלת EEGLab
Microsoft Excel 2013Microsoftמשמש להרכבה והשוואה של תוצאות בטבלה מ- EEGLab & MATLAB, ליצירת טבלאות
מצלמת וידיאו עם מיקרופון מובנהCanonCNVHFR50משמש להקלטת הפעלות
ערכת מזרק (מזרק 5 סמ"ק ומחטים קהות 16 G x 2)Electro-Cap Intnl. Inc.E7לשמירה על לחות הלבד של מכסה ה-EEG.
Nuprep EEG Skin Prep GelWeaver וחברה10-30לניקוי תהליך המסטואיד.
חומר חיטויPurellS-12808לחיטוי ידיים
כלי

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Sorby, S. A. Educational Research in Developing 3-D Spatial Skills for Engineering Students. Int. J. Sci. Educ. 31 (3), 459-480 (2009).
  2. Wai, J., Lubinski, D., Benbow, C. P. Spatial Ability for STEM Domains: A....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

ElectroencephalographyNeural EfficiencySpatial IntelligenceEEG HeadsetBrain Wave AnalysisTask PerformanceMental Cutting TestPurdue Spatial VisualizationEngineering StaticsComponent Analysis

Related Articles