משחק מחשב המבוסס על שילוב של ניסויים ההתנהגות עם מעקב צפיפות גבוהה מבט EEG ו אינפרא אדום

נוהלי הקלטה בצפיפות גבוהה נתונים EEG והמבט במהלך המשחק מבוסס משימות מחשב קוגניטיביים מתוארים. באמצעות משחק וידיאו כדי להציג משימות קוגניטיביות משפר תוקף אקולוגי מבלי להקריב בקרה ניסויית.

סרטון זה מדגים הליך להשגת מעקב מבט בו זמנית והקלטות EEG בצפיפות גבוהה מהנבדקים במהלך ביצוע משימות קוגניטיביות מרתקות ותקפות מבחינה אקולוגית המוטמעות במשחק מחשב. ראשית, אלקטרודות מודבקות לנושא. לאחר מכן מצלמת מעקב המבט מכוילת.

הנבדק משחק את המשחק בזמן שנתוני EEG ומבט נרשמים. מתקבלים פוטנציאלים הקשורים לאירועים והפרעות ספקטרליות הקשורות לאירועים המבוטלים על ידי אירועי המשחק. היתרון העיקרי של טכניקה זו על פני שיטות קיימות, למשל, חבילות מצגת גירויים כמו ePrime או מצגת, הוא שהטמעת ניסויים במשחק מחשב מקלה על חרדת ביצוע על ידי התרחקות מהקשר בדיקה מפורש ועוזרת לנבדקים להישאר בעלי מוטיבציה ומעורבות במשימות לאורך מפגש ניסוי ארוך.

מקיף מגוון רחב של משימות קוגניטיביות. תכונות אלו חשובות במיוחד עבור אוכלוסיות ילדים וקליניות שבהן קשב ומוטיבציה יכולים להוות מכשולים למפגשי ניסוי מורכבים או ארוכים. שמי קית' יודר ואני עוזר מחקר במעבדת בומונט.

יסייע לי היום דיוויד פוסט, טכנאי מעבדה וסטודנט לתואר שני במחלקה להתפתחות אנושית ב-UAUA. אנו נשתמש ב-BIOS של 128 ערוצים, מערכת מדידה חצי אקטיבית של שני מדידות וגשש מבט אינפרא אדום iLink 1000 מבית SR Research לפני שמשחק המחשב המשולב וניסוי EEG יכולים להתחיל, יש לאזן את האלקטרודות כדי להבטיח שיש להן היסטים קטנים בטווח של פלוס מינוס 20 מיקרו-וולט לשעה לפני שהנבדק מגיע. עבור ניסוי EEG, אזנו את האלקטרודות על ידי השרייתן במשך חמש עד 10 דקות באמבט מלח המורכב מכפית מלח אחת לליטר מים מזוקקים.

אל תשאיר את האלקטרודות בנוזל כלשהו למשך יותר מ-10 דקות בכל פעם. לאחר הוצאת האלקטרודות מאמבט המלח, השתמש בבקבוק ריסוס מלא במים מזוקקים כדי לשטוף אותן רגע לפני שהנבדק מגיע. הפעל את קופסאות הממיר והמחשבים של מצלמת מעקב המבט למעקב אחר מבט ו-EEG בו זמנית, הקפד להשתמש בעדשה באורך 16 מילימטר במצלמת מעקב המבט.

המערך משתמש בארבעה מחשבים, מחשב ייעודי אחד למעקב אחר מבט, מחשב ייעודי לרכישת EEG, מחשב ייעודי להצגת גירויים ומחשב אחד לרכישת וידאו וניתוח נתונים. שתי קופסאות ממיר. תפעל את יציאות ה-VGA ממחשב מעקב המבט וממחשב הצגת הגירוי, ושלח אות וידאו שחבור למחשב רכישת הווידאו.

בדרך זו, מחשב רכישת הווידאו יכול להקליט את מסך המשחק שנראה על ידי הנושא ועליו סמן המייצג קיבוע מבט נוכחי וחותמת זמן. סרטון שכבת-על זה נשמר בקובץ דיסק במחשב רכישת הווידאו. עכשיו בואו נראה את הגדרת ה-EEG.

התחל להתכונן לניסוי EEG על ידי מדידת היקף הנבדק. הקיפו את הגבה והניון ובחרו מכסה אלקטרודה בגודל מתאים. הנח את הכובע על ראשו של הנושא וודא שהתג נמצא מחוץ למכסה המונח על צווארו של הנושא.

מקם מחדש את הכובע עד שהאלקטרודה A one ממורכזת ביחס ל-nasion inion והאפרכסה השמאלית, הפין הימני es וקו האמצע של הכובע נמצא לאורך קו האמצע של ראש הנבדק. הנזיון הוא השקע בין האף לגבה. האיניון הוא הבליטה הגרמית בקו האמצע בחלק האחורי של הראש, והאפרכסת היא דש הסחוס המשתרע בצד הקדמי של פתח תעלת האוזן.

כאשר המכסה נמצא במקומו, החל טבעת דבק על בית הפלסטיק של האלקטרודות. אקס חמש ואקס שש. יישר את פתח הטבעת עם גלולת האלקטרודה.

הסר את גב הנייר מטבעת ההדבקה וכסה את מגע האלקטרודה בג'ל מוליך. הניחו את EX 6 על המסטואיד הימני של הנבדק ו-EX 5 על המסטואיד השמאלי של הנבדק. השתמש במזרק קהה כדי להניח ג'ל מוליך בכל מחזיק אלקטרודה במכסה.

נענע את קצה המזרק כדי לחלק את שיער המצולם. ואז בו זמנית לחץ על הבוכנה כלפי מטה ומשוך את המזרק מהראש כאילו אתה מקשט עוגה. ממלאים עד שהג'ל נשטף עם החלק העליון של בית הפלסטיק.

הקפד לא למלא יתר על המידה. עדיף שיהיה מעט מדי ג'ל מאשר יותר מדי ג'ל עודף יכול לדמם בין אתרי האלקטרודות ולגרום לגישור אלקטרודות. אם האלקטרודות מגושרות, אין לזה כלום.

אבל כדי להסיר את המכסה, בקש מהנבדק לחפוף ולייבש את שיערו, והתחל שוב עם התוספים של מובילי האלקטרודה התלויים על הכתף והחיישן מסתיים ביד אחת הנח בעדינות כל אלקטרודה במחזיק המתאים לה בתוך מכסה האלקטרודה. אחוז רק בבית הפלסטיק של האלקטרודות, והיזהר מאוד לא ללחוץ את החוטים. זה קריטי לא לגעת בקצות האלקטרודות.

מגע עם עור, בגדים או כל חומר שאינו ג'ל מוליך יפגע באיכות האלקטרודות. הניחו ג'ל מוליך על X אחד עד X ארבע והשתמשו בטבעות דבק כדי להצמיד אותן לפניו של הנבדק. מקם X אחד ו-X שניים כסנטימטר אחד אופקית מהקנתי החיצוני השמאלי והימני של הנבדק בהתאמה.

הניחו את X 3 ו-DX 4 כסנטימטר אחד מתחת לאמצע העיניים השמאלית והימנית של הנבדק על העצמות הזיגומטיות. אסוף בעדינות את מובילי האלקטרודה מאחורי הנושא ועטוף באופן רופף את כבל ה-C-M-S-D-R-L סביב האחרים. כדי ליצור קוקו, הניחו קשרי סקוטש בחלק העליון והתחתון של הקוקו כדי להחזיק את המוליכים במקומם והשתמשו בנייר דבק רפואי כדי להצמיד את הקוקו לחלק האחורי של חולצת הנושא.

הקפד לאפשר מספיק רפיון במובילים אלה כדי שצוואר הנושא יוכל להתכופף קדימה בנוחות. כעת הכינו את אלקטרודות ה- GSR על ידי מריחת תמיסת אשלגן כלורי על כל אלקטרודה. השתמש בסרט רפואי כדי להצמיד אלקטרודות GSR לאצבע השנייה והשלישית ביד הלא דומיננטית של הנבדק או בכל יד אחרת שלא תשמש במהלך הניסוי.

כדי לאותת על תגובות התנהגותיות עם כל האלקטרודות שהוגדרו, בקש מהנבדק לשבת בכיסא נייח שאינו שוכב. מול צג מצגת הגירוי, חבר את כל האלקטרודות לתיבת הממיר ובדוק את מחשב רכישת ה-EEG כדי לוודא שקיזוז האלקטרודות נמצא בטווח של פלוס מינוס 40 מיקרו-וולט. אם לאלקטרודה יש היסט גדול מאוד או שהיא רועשת, הסר בעדינות את האלקטרודה מהכובע.

הכנס עוד ג'ל לבית והחלף את האלקטרודה. אם בעיה נמשכת באלקטרודה בודדת, או אם אלקטרודה בודדת מזוהמת בחפץ דופק, יש לבצע אינטרפולציה של התעלה הזו מהאלקטרודות שמסביב. לאחר סיום ההקלטה, הגדר מעקב אחר מבט על ידי הדבקת מדבקת מטרה מעל הגבה האמצעית של הספיגה לעין.

הפעל את אפליקציית הכיול המוקפץ במחשב מצגת הגירוי. התחל הפעלה חדשה ושנה את התפריט הנפתח של הסוג ל-CMD. לאחר הזנת הפקודה המתאימה, לחץ על כפתור השליחה כדי להפעיל רישום אירועים מהגדרת המצלמה להפעלת יישום כיול קופץ.

מקם את המצלמה כך שמדבקת המטרה וה-I של הנושא יהיו ממורכזים לסף האוטומטי. לחץ על מקש A במקלדת עבור מחשב מצגת הגירוי. כוונן את המיקוד על ידי סיבוב עדשת המצלמה עד שה-I שיש לעקוב אחריו יהיה ברור.

התחל לכייל את מערכת מעקב המבט לנושא על ידי לחיצה על C במקלדת עבור מחשב הצגת הגירוי. נקודה תופיע בתשעה מיקומים שונים על המסך בסדר אקראי. הנבדק צריך להסתכל על הנקודה כשהיא מופיעה, במקום לצפות את המיקום של הנקודה הבאה.

כדי לאמת את הכיול, לחץ על מקש V. הנקודות יופיעו שוב בסדר אקראי. אם הכיול היה טוב, מבט הנושא ימפה על כל נקודת אימות.

אם הכיול נכשל, ודא שסף השתקפות האישון והקרנית מתאימים. ניתן לכוונן את סף האישונים והקרנית ממסך הגדרת המצלמה במחשב המארח של האי בפינה השמאלית העליונה של המסך, לחיצה על האישון והחצים למעלה ולמטה בקרנית מגדילה ומורידה את הספים בהתאמה. ודא שקצב הדגימה מוגדר ל-500 הרץ על ידי לחיצה על כפתור 500 הרץ.

צמצם את יישום הכיול המוקפץ במחשב מצגת הגירוי והתחל להקליט נתוני מבט על ידי לחיצה ימנית על סמל iLink בשורת המשימות ובחירה באפשרות התחל הקלטה. התחל להקליט וידאו במחשב רכישת הווידאו באמצעות תוכנת Black Magic Media Express. לאחר מכן התחל הקלטת EEG במחשב רכישת EEG על ידי לחיצה על כפתור ההשהיה.

עכשיו במצגת הגירוי, המחשב השיק את המשחק מכיוון שפולוס הוא משחק שנבנה בהתאמה אישית שנועד להבטיח תוקף אקולוגי מבלי להקריב שליטה ניסויית במשחק אחד, הנבדקים חייבים להציל ספינת משא שנמצאת תחת מתקפה. משימת go no-go מיושמת על ידי הכנסת חור תולעת, שמתוכו מופיע חבר שעוזר לשחקן או אויב שפוגע בשחקן. שחקנים. בצע גם משימת קוהרנטיות של תנועת נקודה על ידי היגוי חללית דרך שדות כוכבים נסחפים במהלך משחק אחר.

הנבדקים חייבים להשתמש בטווח מכ"ם כדי לאסוף אסטרואידים במשימת פוזנר שונה, ארבעת המגזרים שבהם אסטרואידים עשויים להבהב בתדרים בסיסיים שונים. שינויים בתוכן הספקטרלי של ה-EEG יכולים להעריך את הקשב על סמך אמפליטודות התדרים המתייגים כל מגזר. משחק אחר מבקש מהנבדקים לעזור לכרות ברית גלקטית על ידי זיהוי הרגשות המתוארים בפנים.

כל אחד מחמשת הפרצופים חייב להיות ממוקם על מקומות ריקים על לוח משחק כדי ליצור שורה או עמודה של שלושה פרצופים המביעים את אותו רגש. משחק רביעי מיישם את מבחן סאלי אן של שחקני תיאוריית התודעה. צפו בקפטן סאלי כשהיא מניחה את המטען שלו על אחד מארבעת כוכבי הלכת.

את תפקידה של אן מגלם פיראט חלל שמעביר את המטען לכוכב אחר. לבסוף, אדמירל מתבונן הן בקפטן והן בפיראט ומעביר מידע על מעשיו של הפיראט לקפטן. לאחר מכן על השחקנים לתכנן מסלולי יירוט עבור הקפטן ועבור הפיראט ולהסיק היכן כל אחד מהם יחפש את המטען, ובכך ליישם את תיאוריית התודעה מסדר ראשון ומסדר שני בניגודים בין מספר תנאים.

תוצאות אחרונות באינטראקציה אנושית עם מחשב מצביעות על כוחו של הקשר המשחק לבסס ולשמור על מוטיבציה במשימות שאחרת לא היו נראות מרתקות בדרך זו. ניתן לבצע משימות קוגניטיביות מרובות בניסויים חוזרים רבים במהלך מפגש ניסוי יחיד מבלי לעייף את הנבדק. זה חשוב במיוחד מכיוון שכדי להשיג מספיק ניסויים עבור EEG ממוצע הנבדקים צריכים לצבור כמאה ניסויים של כל מצב גירוי עבור גירויים שמיעתיים, החלף את הרמקולים הפסיביים במחשב הצגת הגירוי לרמקולים מופעלים.

לאחר מכן חבר והפעל את המגבר. הגדר את עוצמת הקול לרמה 60. זה הכרחי כדי להשיג רמת צליל מקסימלית של 80 דציבלים SPL כאשר הנבדק סיים לשחק במשחקים.

צא מהמשחק והפסק להקליט נתונים על ידי לחיצה על כפתור העצירה בתוך הממשק הגרפי. בכל אחד ממחשבי רכישת הווידאו, מעקב המבט ורכישת EEG. כבה את תיבת ממיר ה-EEG ונתק את כל המוליכים מהקופסה.

הסר את טבעות הדבק והניח אותן במים מזוקקים חמים. השתמש בבקבוק ריסוס מלא במים מזוקקים כדי להסיר את כל הג'ל שנותר על האלקטרודות והשתמש במי ברז חמים וסבון כדי להסיר את הג'ל מכובע האלקטרודה. כעת נציג כמה תוצאות EEG מייצגות.

להלן תרשים הפרעה ספקטרלית הקשורה לאירוע המתקבל מאלקטרודה קדמית בקו האמצע fz. במשחק זה, האויב הנוכחי מתאים להופעת ספינת אויב או מצב סע וידידותי נוכח מתאים להופעת ספינה ידידותית או מצב איסור כניסה במהלך מצב האסורים. בדרך כלל, ילדים מתפתחים הפגינו כוח EEG גדול יותר באופן משמעותי מאשר ילדים עם מצב על הספקטרום האוטיסטי.

כאשר מנסים הליך זה, חשוב להימנע מנגיעה במגעי האלקטרודות, לחיצה על מובילי החוטים או שימוש ביותר מדי ג'ל.