組み合わせてコンピュータゲームベースの高密度脳波や赤外線視線追跡と行動実験

コンピュータゲームベースの認知課題中に高密度脳波および視線データを記録するための手順が説明されています。認知課題を提示するビデオゲームを使用すると、実験的なコントロールを犠牲にすることなく、生態学的妥当性を高めます。

このビデオは、コンピュータゲームに組み込まれた魅力的で生態学的に有効な認知タスクの実行中に、被験者から視線追跡と高密度脳波記録を同時に取得する手順を示しています。まず、対象物に電極を貼り付けます。その後、視線追跡カメラがキャリブレーションされます。

被験者は、脳波と視線データが記録されている間、ゲームをプレイします。イベント関連のポテンシャルとイベント関連のスペクトル摂動が得られ、それらはゲームイベントによって取り消されます。この手法の主な利点は、ePrimeやプレゼンテーションなどの既存の方法よりも優れている点は、コンピュータゲームに実験を埋め込むことで、明示的なテストコンテキストから離れることでパフォーマンスの不安を軽減し、被験者が長時間の実験セッションを通じてモチベーションを維持し、タスクに従事し続けるのに役立つことです。

幅広い認知タスクを網羅しています。これらの資質は、注意力とモチベーションが複雑または長時間の実験セッションの障害となる可能性のある小児および臨床集団にとって特に重要です。私の名前はキース・ヨーダーで、ボーモント研究所の研究助手です。

今日は、人間開発学科の研究所技術者であり、UAUAの大学院生であるデビッド・ポストさんをお支えします。私たちは、128チャンネルのbios、セミアクティブ2測定システム、およびSRリサーチのiLink 1000赤外線視線トラッカーを使用します 組み合わせたコンピュータゲームとEEG実験を開始する前に、電極のバランスをとって、被験者が到着する1時間あたりプラスマイナス20マイクロボルトの範囲の小さなオフセットを確保する必要があります。EEG実験では、蒸留水1リットルあたり小さじ1杯の塩からなる塩浴に電極を5〜10分間浸して、電極のバランスを取ります。

電極を一度に10分以上液体に入れたままにしないでください。電極を塩浴から取り外した後、蒸留水で満たされたスプレーボトルを使用して、被験者が到着する直前に電極をすすぎます。視線追跡カメラコンバーターボックスとコンピューターの電源を入れて、視線追跡と脳波を同時に使用し、視線追跡カメラには必ず16ミリメートルの長さのレンズを使用してください。

セットアップでは、4台のコンピューター、1台の専用視線追跡コンピューター、1台の専用EEG取得コンピューター、1台の専用刺激提示コンピューター、およびビデオ取得とデータ分析用の1台のコンピューターを使用します。コンバーターボックス2個。視線追跡コンピュータと刺激提示コンピュータからのVGA出力を操作し、スプライスされたビデオ信号をビデオ取得コンピュータに送信します。

このようにして、ビデオ取得コンピュータは、被験者が見たゲーム画面を、現在の視線注視を表すカーソルとタイムスタンプで重ね合わせて記録することができる。このオーバーレイ ビデオは、ビデオ集録コンピューター上のディスク ファイルに保存されます。それでは、EEGのセットアップを見てみましょう。

被験者の円周を測定することにより、EEG実験のセットアップを開始します。眉とイニオンの周りを回って、適切なサイズの電極キャップを選択します。キャップを被験者の頭に置き、タグが被験者の首にかかっているキャップの外側にあることを確認します。

A 1 の電極がナシオン イオンと左耳介、右ピン es に対して中央に配置され、キャップの正中線が被験者の頭の正中線に沿ってくるまで、キャップを再配置します。鼻は鼻と眉の間のくぼみです。イニオンは後頭部の正中線上の骨の隆起であり、耳介は耳道の開口部の前方に伸びる軟骨のフラップです。

キャップが所定の位置にあるときは、電極のプラスチックハウジングに粘着リングを貼り付けます。ex five と ex six。リングの開口部を電極ペレットに合わせます。

粘着リングから紙の裏紙をはがし、電極接触部を導電性ゲルで覆います。EX 6 を被験者の右乳様突起に、EX 5 を被験者の左乳様突起に配置します。鈍いシリンジを使用して、キャップ内のすべての電極ホルダーに導電性ゲルを配置します。

注射器の先端を小刻みに動かして、被写体の髪を分けます。次に、プランジャーを同時に押し下げ、ケーキを飾るようにシリンジを頭から引き離します。ゲルがプラスチックハウジングの上部とフラッシュになるまで充填します。

いっぱいにならないように注意してください。ゲルが少なすぎる方が、過剰なゲルが電極部位間でブリードして電極ブリッジを引き起こすよりも優れています。電極がブリッジされてしまうと、何も意味がありません。

ただし、キャップを取り外すには、被験者に髪を洗って乾かしてもらい、電極リードのプラグインを肩にぶら下げて最初から始め、センサーの端を片手で電極キャップ内の対応するホルダーに各電極をそっと置きます。電極のプラスチックハウジングのみをつかみ、ワイヤを圧着しないように十分に注意してください。電極の先端に触れないことが重要です。

皮膚、衣服、または導電性ゲル以外の材料に触れると、電極の品質が低下します。X oneからX fourまで導電性ゲルを貼り、粘着リングを使用して被験者の顔に貼り付けます。X 1 と X 2 を、被写体の左右の外側のカンティからそれぞれ水平に約 1 cm の位置に配置します。

Xの3とDXの4を、被験者の左右の目の中央から約1センチメートル下に頬骨に配置します。電極リード線を被写体の後ろにそっと集め、C-M-S-D-R-Lリード線を他のリード線にゆるく巻き付けます。ポニーテールを作成するには、ポニーテールの上部と下部にベルクロタイを配置してリード線を所定の位置に保持し、医療用テープを使用してポニーテールを対象のシャツの後ろに貼り付けます。

被験者の首が快適に前方に曲がるように、これらのリード線に十分なたるみがあることを確認してください。次に、各電極に塩化カリウム溶液を塗布してGSR電極を準備します。医療用テープを使用して、被験者の利き手ではない手の2本目と3本目の指、または実験中に使用しない手の2本目と3本目の指にGSR電極を貼り付けます。

すべての電極をセットアップした状態で行動反応を通知するには、被験者にリクライニングしない固定椅子に座ってもらいます。刺激提示モニターの前で、すべての電極をコンバーターボックスに接続し、EEG取得コンピューターをチェックして、電極オフセットがプラスマイナス40マイクロボルト以内であることを確認します。電極のオフセットが非常に大きい場合やノイズが多い場合は、電極をキャップからそっと取り外します。

ハウジングにさらにゲルを挿入し、電極を交換します。1つの電極で問題が続く場合、または1つの電極がパルスアーチファクトで汚染された場合は、そのチャネルを周囲の電極から補間する必要があります。記録が終了したら、最初に敗血症の眉毛の内側にターゲットステッカーを貼って、視線追跡を設定します。

刺激提示コンピューターでポップアップキャリブレーションアプリケーションを起動します。新しいセッションを開始し、タイプのドロップダウンメニューをCMDに変更します。適切なコマンドを入力した後、送信ボタンを押して、ポップアップキャリブレーションアプリケーションの起動カメラセットアップからイベントログをオンにします。

ターゲットステッカーと被写体のIが自動しきい値の中央に来るようにカメラを配置します。刺激提示コンピュータのキーボードのAキーを押します。追尾するIが明確になるまでカメラのレンズを回してピントを調整します。

被験者に対する視線追跡システムのキャリブレーションを開始するには、刺激提示コンピューターのキーボードの C キーを押します。ドットは、画面上の9つの異なる場所にランダムな順序で表示されます。被験者は、次のドットの位置を予測するのではなく、ドットが現れたときにドットを見るべきです。

キャリブレーションを検証するには、Vキーを押します。ドットはランダムな順序で再び表示されます。キャリブレーションが良好であれば、被験者の視線は各検証ドットにマップされます。

キャリブレーションが失敗した場合は、瞳孔と角膜の反射閾値が適切であることを確認してください。瞳孔と角膜の閾値は、画面左上のアイランドホストコンピュータのカメラ設定画面から調整でき、瞳孔と角膜の上下の矢印をクリックすると、それぞれ閾値が増減します。サンプリングレートが500ヘルツに設定されていることを確認するには、500ヘルツボタンをクリックします。

刺激提示コンピューター上のポップアップキャリブレーションアプリケーションを最小化し、タスクバーのiLinkアイコンを右クリックして[記録の開始]を選択して、視線データの記録を開始します。Black Magic Media Expressソフトウェアを使用して、ビデオ集録コンピュータでビデオ録画を開始します。次に、一時停止ボタンをクリックして、EEG取得コンピューターでEEG記録を開始します。

現在、刺激のプレゼンテーションでは、polusは生態学的有効性を確保するために特別に設計されたカスタムビルドゲームであるため、コンピューターはゲームを開始しました1つのゲームで実験的な制御を犠牲にすることなく、被験者は攻撃を受けている貨物船を救助する必要があります。ゴー・ノーゴー・タスクは、ワームホールを導入することで実装され、その中からプレイヤーを助ける友人またはプレイヤーに危害を加える敵が現れます。選手。また、別のゲーム中に漂流する星空を宇宙船を操縦することにより、ドットモーションコヒーレンスタスクを実行します。

被験者は、修正されたポズナータスクで小惑星を収集するためにレーダースコープを使用する必要があります。小惑星は、異なる基本周波数でちらつきます。EEGのスペクトル成分の変化は、各セクターにタグを付ける周波数の振幅に基づいて注意を評価できます。別のゲームでは、被験者に、顔に描かれた感情を特定することで銀河条約を結ぶのを手伝ってもらうよう求めます。

5つの面をそれぞれゲームボード上の空いた場所に配置して、同じ感情を表現する3つの面の行または列を作成する必要があります。4番目のゲームは、心の理論のサリー・アン・テストを実装しています。キャプテン・サリーが4つの惑星のうちの1つに荷物を載せる様子をご覧ください。

アン役は、貨物を別の惑星に移動する宇宙海賊が演じます。最後に、提督は船長と海賊の両方を観察し、海賊の行動に関する情報を船長に伝えます。次に、プレイヤーは船長と海賊のためにインターセプトコースを計画し、それぞれが貨物を探す場所を推測し、それによっていくつかの条件を対比して一次および二次の心の理論を実装する必要があります。

ヒューマン・コンピュータ・インタラクションに関する最近の結果は、ゲームのコンテキストが、他の方法では魅力的に見えないタスクのモチベーションを確立し、維持する力を示している。多くの反復試行における複数の認知課題は、被験者を疲労させることなく、単一の実験セッション中に実行できます。これは、EEGの平均化について十分な試行を得るためには、被験者が各刺激条件の約100回の試行を蓄積する必要があるため、特に重要です聴覚刺激の場合、刺激提示コンピュータ上のパッシブスピーカーをパワードスピーカーに交換します。

次に、アンプを接続してスイッチを入れます。音量をレベル60に設定します。これは、被験者がゲームのプレイを終えたときに80デシベルSPLの最大サウンドレベルを達成するために必要です。

ゲームを終了し、グラフィカルインターフェイス内の停止ボタンを押してデータの記録を停止します。ビデオ取得、視線追跡、およびEEG取得の各コンピューター。EEGコンバーターボックスの電源を切り、ボックスからすべてのリード線を外します。

接着剤リングを取り外し、温かい蒸留水に入れます。蒸留水で満たされたスプレーボトルを使用して電極に残ったゲルを取り除き、温かい水道水と石鹸を使用して電極キャップからゲルを取り除きます。次に、代表的な脳波の結果を示します。

これは、正面正中線電極fzから得られたイベント関連のスペクトル摂動プロットです。このゲームでは、現在の敵は敵船の出現または立ち入り禁止条件に対応し、現在の味方は立ち入り禁止条件中の味方船の出現または立ち入り禁止条件に対応します。通常、発育中の子供は、自閉症スペクトラム状態の子供よりも有意に高いガンマバンドEEGパワーを示しました。

この手順を試みるときは、電極接点に触れたり、リード線を圧着したり、ジェルを使いすぎたりしないようにすることが重要です。