August 9th, 2016
Questo manoscritto descrive un approccio per misurare l'attività neurale di esseri umani e risolvere i problemi di ingegneria spaziale mirati. La metodologia elettroencefalogramma aiuta a interpretare le misurazioni delle onde cerebrali beta in termini di efficienza neurale, con l'obiettivo di consentire in ultima analisi, il confronto di prestazioni compito sia tra i tipi di problemi e tra i partecipanti.
L'obiettivo generale di questa procedura è confrontare le efficienze neurali dei partecipanti che completano serie di problemi che richiedono abilità spaziali. Questo metodo può rispondere a domande chiave nel campo della formazione ingegneristica, ad esempio, gli studenti possono acquisire competenze nei contenuti di base in un semestre? Oppure, in che modo le misurazioni neurologiche si differenziano quando gli studenti risolvono un problema usando l'abilità spaziale o quando risolvono un problema di ingegneria.
Il vantaggio principale di questa tecnica è che fornisce informazioni sull'efficienza del cervello. E possiamo allineare queste informazioni con le prestazioni degli studenti. Sebbene questo metodo offra informazioni sulle capacità spaziali e sui problemi statici, può essere applicato anche ad altre misurazioni delle abilità e tipi di problemi, come quelli che si trovano nella dinamica avanzata.
A dimostrare la loro procedura sarà Bradley Robinson, ricercatore universitario in laboratorio. Steven Wood, un ricercatore universitario del nostro team, riceverà il protocollo che stiamo dimostrando oggi. Iniziare configurando le cuffie per elettroencefalografia o EEG secondo le istruzioni del produttore.
Tenere sempre in carica almeno due cuffie per almeno un'ora prima di ogni sessione. Procuratevi il liquido per inumidire gli elettrodi EEG e un detergente abrasivo per assicurare un buon contatto con gli elettrodi di riferimento EEG. Quindi, inserisci i feltri in ogni budello e usa una siringa per saturarli con il liquido di bagnatura.
Lasciare riposare gli elettrodi smorzati. Installare due videocamere per misurare il comportamento dei partecipanti. Regoliamo le telecamere una volta che il partecipante è in posizione e ci assicuriamo che il video sia marcato con l'ora.
Infine, accendi il computer e verifica che il software sia attivo per registrare i dati delle onde cerebrali. Verificare che tutti i software e i dispositivi di raccolta dati si interfaccino correttamente per la raccolta dei dati. All'arrivo, accompagnare il partecipante nella sala EEG.
Chiedi al partecipante di rimuovere qualsiasi dispositivo elettronico dalla sua persona. Dimostra l'uso della siringa per saturare i nodi e spiega che verranno utilizzati solo per mantenere il timbro in feltro EEG. Controllare l'umidità dei feltri e posizionare il feltro in combinazioni di involucri nella cuffia EEG.
Quindi, pulire i punti di riferimento sul partecipante con il detergente abrasivo e rimuovere eventuali residui. Posizionare l'auricolare EEG sul partecipante. Allineare i nodi di riferimento sull'auricolare con i punti di riferimento sulla testa del partecipante.
Non piegare in modo accessibile le braccia dell'auricolare e lasciare uno spazio tra il nodo di riferimento e la parte posteriore dell'orecchio per evitare qualsiasi disagio. Infine, regola nuovamente le telecamere una volta che il partecipante è in posizione e assicurati che il video sia marcato con l'ora. Metti a fuoco una telecamera sul viso dei partecipanti per registrare le espressioni facciali e l'audio di alta qualità.
Focalizza l'altra telecamera sull'area di fronte al partecipante per catturare i movimenti della mano, comprese le azioni di scrittura a mano, nonché per vedere quale attività è sullo schermo del computer. Inizia a registrare i dati all'interno del software di registrazione EEG. Assicurarsi che esista una buona connettività tra il dispositivo di registrazione e la cuffia EEG controllando che tutti i canali siano visualizzati sul dispositivo di registrazione.
Verificare che tutti i canali mostrino inizialmente un comportamento simile con oscillazioni di bassa ampiezza. Quindi, immediatamente prima dei periodi di riposo e prima dell'inizio di ogni nuovo tipo di problema, controllare l'EEG per garantire una buona connettività con il partecipante ricablando e regolando i feltri al fine di ottenere modelli coerenti sul dispositivo di registrazione. Istruire il partecipante a rimanere il più fermo e silenzioso possibile durante gli esercizi.
Informarli che durante la raccolta dei dati tutte le comunicazioni visive pre-pianificate avverranno tramite il monitor del computer. Avvia il software di presentazione delle attività. Assegna i periodi di riposo all'inizio e alla fine della raccolta dei dati, che verranno utilizzati per ottenere i dati di base.
Visualizzare il primo tipo di problema spaziale, che è un test a scelta multipla o un problema di rotazione vero/falso. Successivamente, mostra il secondo tipo di problema spaziale, un test a scelta multipla o un problema di taglio mentale vero/falso. Quindi, visualizzare il tipo di problema di ingegneria, incentrato su principi specifici della statica ingegneristica.
Una volta completate le attività, rimuovere l'auricolare EEG. Inoltre, spegnere il software di presentazione delle attività, il software di registrazione EEG e l'apparecchiatura di registrazione video. Infine, ringrazia il partecipante e fornisci loro una panoramica di eventuali contatti futuri e di come i risultati dello studio potrebbero essere messi a loro disposizione in futuro.
La cuffia EEG raccoglie l'attivazione cerebrale tramite potenziali elettrici in cui alcuni artefatti all'interno dei dati, così come più eventi, devono essere rimossi manualmente, come mostrato qui. A seguito di un'analisi indipendente dei componenti, il software può mappare i dati su una rappresentazione dello scalpo dell'attivazione e come un grafico continuo a due D dell'attivazione, organizzato per prove e tempo. Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita in 45 minuti o un'ora.
Capire che dipende dalla velocità di risoluzione dei problemi dei partecipanti. Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordarsi di verificare che l'EG abbia una buona connettività con la testa del partecipante, in genere mantenendo il timbro di feltro. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come raccogliere i dati EEG per gli studi di efficienza neurale, configurando il dispositivo EEG e raccogliendo i dati dai partecipanti.
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Questo manoscritto descrive un approccio per misurare l'attività neurale degli esseri umani mentre risolvono problemi di ingegneria focalizzati nello spazio. La metodologia dell'elettroencefalogramma aiuta a interpretare le misurazioni delle onde cerebrali beta in termini di efficienza neurale, con l'obiettivo di consentire in ultima analisi confronti sulle prestazioni dei compiti sia tra tipi di problemi che tra i partecipanti.