Computer Game-Based combinando esperimenti comportamentali ad alta densità tracking Gaze EEG e infrarossi

Questo video mostra una procedura per ottenere simultaneamente il tracciamento dello sguardo e registrazioni EEG ad alta densità da soggetti durante l'esecuzione di compiti cognitivi coinvolgenti ed ecologicamente validi incorporati in un gioco per computer. Innanzitutto, gli elettrodi vengono fissati al soggetto. La telecamera di tracciamento dello sguardo viene quindi calibrata.

Il soggetto gioca mentre vengono registrati i dati EEG e Gaze. Si ottengono potenziali correlati agli eventi e perturbazioni spettrali correlate agli eventi che vengono revocati dagli eventi del gioco. Il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti, ad esempio i pacchetti di presentazione degli stimoli come ePrime o la presentazione, è che l'incorporamento di esperimenti all'interno di un gioco per computer allevia l'ansia da prestazione allontanandosi da un contesto di test esplicito e aiuta i soggetti a rimanere motivati e coinvolti con i compiti durante una lunga sessione sperimentale.

Comprende un'ampia gamma di attività cognitive. Queste qualità sono particolarmente importanti per le popolazioni pediatriche e cliniche in cui l'attenzione e la motivazione possono essere ostacoli a sessioni sperimentali complesse o lunghe. Mi chiamo Keith Yoder e sono un assistente di ricerca presso il Beaumont Laboratory.

Ad assistermi oggi ci sarà David Post, un tecnico di laboratorio e studente laureato UAUA presso il Dipartimento di Sviluppo Umano. Utilizzeremo un bios a 128 canali, un sistema di misurazione semiattivo a due canali e un tracker dello sguardo a infrarossi iLink 1000 di SR Research Prima che il gioco per computer combinato e l'esperimento EEG possano iniziare, gli elettrodi devono essere bilanciati per garantire che abbiano piccoli offset nell'intervallo di più o meno 20 microvolt un'ora prima dell'arrivo del soggetto. Per l'esperimento EEG, bilanciare gli elettrodi immergendoli per 5-10 minuti in un bagno di sale costituito da un cucchiaino di sale per litro di acqua distillata.

Non lasciare gli elettrodi in alcun liquido per più di 10 minuti alla volta. Dopo aver rimosso gli elettrodi dal bagno di sale, utilizzare un flacone spray riempito con acqua distillata per sciacquarli appena prima dell'arrivo del soggetto. Accendi le scatole di conversione della fotocamera per il rilevamento dello sguardo e i computer per il rilevamento simultaneo dello sguardo e l'EEG, assicurati di utilizzare l'obiettivo lungo 16 millimetri nella fotocamera per il rilevamento dello sguardo.

La configurazione utilizza quattro computer, un computer dedicato al tracciamento dello sguardo, un computer dedicato all'acquisizione EEG, un computer dedicato alla presentazione degli stimoli e un computer per l'acquisizione video e l'analisi dei dati. Due scatole di conversione. Manipolare le uscite VGA dal computer di tracciamento dello sguardo e dal computer di presentazione dello stimolo e inviare un segnale video giuntato al computer di acquisizione video.

In questo modo, il computer di acquisizione video può registrare la schermata di gioco vista dal soggetto sovrapposta a un cursore che rappresenta la fissazione dello sguardo corrente e un timestamp. Questo video di sovrapposizione viene salvato in un file disco sul computer di acquisizione video. Ora vediamo il setup EEG.

Inizia a prepararti per l'esperimento EEG misurando la circonferenza del soggetto. Dirigiti intorno alla fronte e all'inione e seleziona un cappuccio per elettrodi di dimensioni adeguate. Posiziona il cappuccio sulla testa del soggetto assicurandoti che la targhetta sia all'esterno del cappuccio appoggiato sul collo del soggetto.

Riposizionare il cappuccio fino a quando l'elettrodo A uno è centrato rispetto all'inione nasale e al padiglione auricolare sinistro, i pin destri e la linea mediana del cappuccio si trova lungo la linea mediana della testa del soggetto. La nasi è la depressione tra il naso e la fronte. L'inione è la protuberanza ossea sulla linea mediana nella parte posteriore della testa e il padiglione auricolare è il lembo di cartilagine che si estende sul lato anteriore dell'apertura del condotto uditivo.

Quando il cappuccio è in posizione, applicare un anello adesivo all'alloggiamento in plastica degli elettrodi. Ex cinque ed ex sei. Allineare l'apertura dell'anello con la pallina dell'elettrodo.

Rimuovere il supporto di carta dall'anello adesivo e coprire il contatto dell'elettrodo con gel conduttivo. Posiziona EX sei sulla mastoidea destra del soggetto e EX cinque sulla mastoidea sinistra del soggetto. Utilizzare una siringa smussata per posizionare il gel conduttivo in ogni portaelettrodo del cappuccio.

Muovi la punta della siringa per dividere i capelli del soggetto. Quindi contemporaneamente premi lo stantuffo verso il basso e allontana la siringa dalla testa come se stessi decorando una torta. Riempire fino a quando il gel non viene lavato con la parte superiore dell'alloggiamento di plastica.

Assicurati di non riempire eccessivamente. È meglio avere troppo poco gel piuttosto che troppo gel in eccesso può sanguinare tra i siti degli elettrodi causando ponti di elettrodi. Se gli elettrodi diventano a ponte, non c'è nulla da fare.

Ma per rimuovere il cappuccio, chiedi al soggetto di lavarsi e asciugarsi i capelli, e ricomincia con i plug-in degli elettrodi che pendono sopra la spalla e le estremità del sensore in una mano, posiziona delicatamente ciascun elettrodo nel suo supporto corrispondente all'interno del cappuccio dell'elettrodo. Afferrare solo l'alloggiamento di plastica degli elettrodi e fare molta attenzione a non piegare i fili. È fondamentale non toccare le punte degli elettrodi.

Il contatto con la pelle, gli indumenti o qualsiasi materiale diverso dal gel conduttivo degrada la qualità degli elettrodi. Posiziona il gel conduttivo su X uno fino a X quattro e usa anelli adesivi per attaccarli al viso del soggetto. Posiziona X uno e X due a circa un centimetro in orizzontale rispettivamente dal canto esterno sinistro e destro del soggetto.

Posizionare X tre e DX quattro circa un centimetro sotto il centro degli occhi sinistro e destro del soggetto sulle ossa zigomatiche. Raccogliere delicatamente gli elettrodi dietro il soggetto e avvolgere liberamente l'elettrocatetere C-M-S-D-R-L attorno agli altri. Per creare una coda di cavallo, posiziona dei lacci in velcro nella parte superiore e inferiore della coda di cavallo per tenere i guinzagli in posizione e usa del nastro adesivo per fissare la coda di cavallo sul retro della maglietta in questione.

Assicurati di lasciare abbastanza gioco in questi cavi in modo che il collo del soggetto possa flettersi comodamente in avanti. Ora prepara gli elettrodi GSR applicando una soluzione di cloruro di potassio su ciascun elettrodo. Utilizzare del nastro adesivo per fissare gli elettrodi GSR al secondo e al terzo dito della mano non dominante del soggetto o di qualsiasi mano non verrà utilizzata durante l'esperimento.

Per segnalare le risposte comportamentali con tutti gli elettrodi posizionati, far sedere il soggetto su una sedia fissa non reclinabile. Davanti al monitor di presentazione dello stimolo, collegare tutti gli elettrodi alla scatola del convertitore e controllare il computer di acquisizione EEG per assicurarsi che gli offset degli elettrodi siano compresi tra più o meno 40 microvolt. Se un elettrodo ha un offset molto grande o è rumoroso, rimuovere delicatamente l'elettrodo dal cappuccio.

Inserire altro gel nell'alloggiamento e sostituire l'elettrodo. Se un problema persiste in un singolo elettrodo o se un singolo elettrodo viene contaminato da artefatti da impulsi, quel canale deve essere interpolato dagli elettrodi circostanti. Al termine della registrazione, imposta il tracciamento dello sguardo apponendo prima un adesivo bersaglio sopra il sopracciglio delle selezioni mediali all'occhio.

Avvia l'applicazione di calibrazione pop-up sul computer di presentazione dello stimolo. Inizia una nuova sessione e modifica il menu a discesa del tipo in CMD. Dopo aver inserito il comando appropriato, premere il pulsante di invio per attivare la registrazione degli eventi dall'applicazione di calibrazione popup per avviare la configurazione della fotocamera.

Posizionare la fotocamera in modo che l'adesivo del bersaglio e i del soggetto siano centrati rispetto alla soglia automatica. Premere il tasto A sulla tastiera del computer di presentazione dello stimolo. Regolare la messa a fuoco ruotando l'obiettivo della fotocamera fino a quando l'I da tracciare non è chiaro.

Iniziare a calibrare il sistema di tracciamento dello sguardo sul soggetto premendo C sulla tastiera del computer di presentazione dello stimolo. Un punto apparirà in nove diverse posizioni sullo schermo in ordine casuale. Il soggetto dovrebbe guardare il punto quando appare, piuttosto che anticipare la posizione del punto successivo.

Per convalidare la calibrazione, premere il tasto V. I punti appariranno di nuovo in ordine casuale. Se la calibrazione è stata buona, lo sguardo del soggetto si mapperà su ciascun punto di convalida.

Se la calibrazione non riesce, assicurarsi che le soglie di riflessione della pupilla e della cornea siano appropriate. Le soglie della pupilla e della cornea possono essere regolate dalla schermata di configurazione della fotocamera sul computer host dell'isola in alto a sinistra dello schermo, facendo clic sulle frecce su e giù della pupilla e della cornea aumenta e diminuisce rispettivamente le soglie. Assicurarsi che la frequenza di campionamento sia impostata su 500 hertz facendo clic sul pulsante 500 Hertz.

Ridurre a icona l'applicazione di calibrazione pop-up sul computer di presentazione dello stimolo e iniziare a registrare i dati dello sguardo facendo clic con il pulsante destro del mouse sull'icona iLink nella barra delle applicazioni e selezionando Avvia registrazione. Avviare la registrazione video sul computer di acquisizione video utilizzando il software Black Magic Media Express. Quindi avviare la registrazione EEG sul computer di acquisizione EEG facendo clic sul pulsante di pausa.

Ora, durante la presentazione dello stimolo, il computer ha lanciato il gioco poiché polus è un gioco costruito su misura progettato per garantire la validità ecologica Senza sacrificare il controllo sperimentale in un gioco, i soggetti devono salvare una nave da carico che è sotto attacco. Un compito go no-go viene implementato introducendo un wormhole, dal quale appare un amico che aiuta il giocatore o un nemico che fa del male al giocatore. Giocatori. Esegui anche un'attività di coerenza del movimento del punto guidando un'astronave attraverso campi stellari alla deriva durante un altro gioco.

I soggetti devono utilizzare un cannocchiale radar per raccogliere gli asteroidi in un compito di Posner modificato, i quattro settori in cui gli asteroidi potrebbero apparire sfarfallano a diverse frequenze fondamentali. I cambiamenti nel contenuto spettrale dell'EEG possono quindi valutare l'attenzione in base alle ampiezze delle frequenze che etichettano ciascun settore. Un altro gioco chiede ai soggetti di aiutare a fare un trattato galattico identificando le emozioni raffigurate nei volti.

Ognuna delle cinque facce deve essere posizionata in punti vuoti su un tabellone di gioco per creare una riga o una colonna di tre facce che esprimono la stessa emozione. Un quarto gioco implementa il test di Sally Anne dei giocatori della teoria della mente. Guarda il capitano Sally mentre posiziona il suo carico su uno dei quattro pianeti.

Il ruolo di Anne è interpretato da un pirata spaziale che sposta il carico su un altro pianeta. Infine, un ammiraglio osserva sia il capitano che il pirata e trasmette informazioni sulle azioni del pirata al capitano. I giocatori devono quindi tracciare rotte di intercettazione per il capitano e per il pirata, deducendo dove ciascuno cercherà il carico, e quindi implementando la teoria della mente del primo e del secondo ordine in contrasto tra diverse condizioni.

I recenti risultati nell'interazione uomo-computer indicano il potere del contesto di gioco di stabilire e mantenere la motivazione in compiti che altrimenti potrebbero non sembrare coinvolgenti in questo modo. Molteplici compiti cognitivi in molte prove ripetute possono essere eseguiti durante una singola sessione sperimentale senza affaticare il soggetto. Ciò è particolarmente importante perché, al fine di ottenere prove sufficienti per la media EEG, i soggetti dovrebbero accumulare circa un centinaio di prove di ciascuna condizione di stimolo. Per gli stimoli uditivi, sostituire gli altoparlanti passivi sul computer di presentazione dello stimolo con altoparlanti amplificati.

Quindi collegare e accendere l'amplificatore. Impostare il volume al livello 60. Ciò è necessario per raggiungere un livello sonoro massimo di 80 decibel SPL quando il soggetto ha finito di giocare.

Esci dal gioco e interrompi la registrazione dei dati premendo il pulsante di arresto all'interno dell'interfaccia grafica. Su ciascuno dei computer di acquisizione video per l'acquisizione dello sguardo e l'acquisizione EEG. Spegnere la scatola del convertitore EEG e scollegare tutti gli elettrocateteri dalla scatola.

Rimuovere gli anelli adesivi e metterli in acqua distillata calda. Utilizzare un flacone spray riempito con acqua distillata per rimuovere il gel rimasto sugli elettrodi e utilizzare acqua di rubinetto calda e sapone per rimuovere il gel dal cappuccio dell'elettrodo. Ora mostreremo alcuni risultati EEG rappresentativi mostrati.

Ecco un grafico di perturbazione spettrale correlato all'evento ottenuto da un elettrodo frontale della linea mediana fz. In questo gioco, il nemico presente corrisponde all'aspetto di una nave nemica o a una condizione di andare e l'amichevole presente corrisponde all'aspetto di una nave amica o a una condizione di divieto durante la condizione di divieto di accesso. In genere, i bambini in via di sviluppo hanno dimostrato una potenza EEG in banda gamma significativamente maggiore rispetto ai bambini con una condizione dello spettro autistico.

Quando si tenta questa procedura, è importante evitare di toccare i contatti degli elettrodi, di crimpare i cavi o di utilizzare troppo gel.