Name: 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 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-12-16T17:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 40 s
Description: 学ぶコンピュータゲームベースの高密度脳波と視線追跡を組み合わせた行動実験法。被験者の不安軽減と動機維持を実現し、認知神経科学のデータ品質向上に貢献する革新的アプローチです。

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このプロジェクトは、自閉症によって運営されているパイロット研究助成＃2597と米国国立科学財団学部初期のキャリア開発賞＃BCS - 0846892によってスピークス。

<ol><li>Bell, A. J., Sejnowski, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+information+maximisation+approach+to+blind+separation+and+blind+deconvolution%5BTitle%5D)+AND+%22Neural+Computation%22%5BJournal%5D)">An information maximisation approach to blind separation and blind deconvolution.</a> Neural Computation. 7, 1129-1159 (1995).</li>
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<li>Plaisted, K., Swettenham, J., Rees, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Children+with+autism+show+local+precedence+in+a+divided+attention+task+and+global+precedence+in+a+selective+attention+task%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Child+Psychology+and+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Children with autism show local precedence in a divided attention task and global precedence in a selective attention task.</a> Journal of Child Psychology and Psychiatry. 40, 733-742 (1999).</li>
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<li>Witkin, H. A., Lewis, H. B., Hertzman, M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWitkin%2C+HA+%22Personality+through+Perception%22">Personality through Perception</a>. Machover, K., Meissner, P. B., Wapner, S. , Greenwood Press. Westport, Connecticut. (1954).</li>
<li>Wimmer, H., Perner, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Beliefs+about+beliefs%3A+Representation+and+constraining+function+of+wrong+beliefs+in+young+children%27s+understanding+of+deception%5BTitle%5D)+AND+%22Cognition%22%5BJournal%5D)">Beliefs about beliefs: Representation and constraining function of wrong beliefs in young children's understanding of deception.</a> Cognition. 13, 103-128 (1983).</li>
<li>von Ahn, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Games+with+a+purpose%5BTitle%5D)+AND+%22Computer%22%5BJournal%5D)">Games with a purpose.</a> Computer. 39, 92-94 (2006).</li>
</ol>

利害の衝突は宣言されません。

おそらく、統合的研究への単一の最も重要な障害は、単一の実験対象が（特に1つの臨床人口から）合理的に疲労になる前に実行するように期待できること。時間の量の実用的な制限です残念ながら、多くの場合、制御刺激が視野の科学者の視点からのものである、より多くの反復的で退屈な実験では、ビューの被験者の視点から見えることができます。近年の神経精神疾患に関する行動の研究は、動機の重要性、認知的戦略を確立し、性能を決定する行動のセット、およびタスクの命令を強調している（例えばPlaisted ら1999;。。ダルトンら、2005）。これらの考慮事項を踏まえ、我々は透過的に行動データを収集し、被験者はゲームを果たしていると生理的録音と同期して、被験者の関心を捕捉し、維持するビデオゲームのコンテキスト内で実験的な刺激を埋め込まれている。試験の通常の反復的なブロックを超えるような魅力的で生態学的に有効なフォーマットの実用的な利点は多数ある。実際、ビデオゲームのプレイのコンテキストで自然なシフト注意のとマルチモーダル統合のレベルと需要を変化させ、そしてそのようなドットの動きコヒーレンスなどの心理物理学的な措置と埋め込まれた数字は...

<table><tbody><tr><td>128チャンネル BioSemi ActiveTwo 測定システム</td><td>BioSemi</td><td></td><td>&lt;a href=&quot;http://www.biosemi.com">http://www.biosemi.com&lt;/a&gt;</td></tr><tr><td>32チャンネル Aセット + CMS/DRL</td><td>BioSemi</td><td>P32-ABC-ACMS</td><td></td></tr><tr><td>32チャンネル Bセット</td><td>BioSemi</td><td>P32-ABC-B</td><td></td></tr><tr><td>32チャンネル Cセット</td><td>BioSemi</td><td>P32-ABC-C</td><td></td></tr><tr><td>32チャンネル Dセット</td><td>BioSemi</td><td>P32-ABC-D</td><td></td></tr><tr><td>EX1-EX8電極</td><td>BioSemi</td><td>8 x TP PIN</td><td></td></tr><tr><td>128チャンネルキャップ</td><td>BioSemi</td><td>CAP M 128</td><td></td></tr><tr><td>EyeLink 1000 赤外線視線追跡装置</td><td>SR Research Ltd.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>EyeLink 1000 リモートカメラアップグレード</td><td>SR Research Ltd.</td><td>n/a</td><td>ターゲットステッカーによる追跡を可能にする</td></tr><tr><td>SignaGel 電極用ジェル</td><td>Parker Laboratories Inc.</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>0.05% KCl 電解質 (NaCl) ジェル</td><td>N/A</td><td>n/a</td><td>調剤薬局より購入</td></tr><tr><td>Intensity Pro</td><td>Blackmagic Design</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

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

Combining Computer Game-Based Behavioural Experiments With High-Density EEG and Infrared Gaze Tracking

それらの刺激のタイミングやその他のパラメータをよく指定して制御されている限り、実験的なパラダイムは貴重であり、彼らは生態学的に有効な条件下で発生した認知処理に関連するデータが得られる限り。よく制御された刺激は、しばしば、被験者のモチベーションを維持するためにあまりにも繰り返されるので、これら2つの目標は、しばしば、対立している。脳波を脳波（EEG）を用いた研究は、しばしば生態学的妥当性および実験制御の間にこのジレンマに非常に敏感です：生理平均で達成するに十分な信号対雑音は、能力と個人にテーマプールを制限し、長時間録音の中で繰り返された試行の多数の要求と何度も何度設定タス​​クを実行するための忍耐。この制約は、深刻な若年層の人口と同様に高まり、不安や注意の異常と関連臨床集団を調査する研究者の能力を制限する。であっても成人、非臨床試験の被験者は、パフォーマンスや認知関与の彼らの典型的なレベルを達成できない可能性があります：実験的なタスクは同じ、、行動、認知、または神経調節雑用より少しされていないですやる気が主題誰のために、として本質的にやる気とタスクに従事している対象。文学の成長体は、ビデオゲーム内で実験を埋め込むことが実験的制御と生態学的妥当性の間にこのジレンマの角の間に方法を提供することができることを示しています。ゲームの物語は、彼らの生態学的妥当性（チェイター＆シュミッター-エッジコム、2003）の強化、タスクが発生するより現実的なコンテキストを提供します。また、このコンテキストはタスクを完了するためにモチベーションを提供します。私たちのゲームでは、被験者は、海賊を撃退、資源を収集するための通信を傍受するに様々なミッションを実行するか、外交関係を促進する。そうすることで、彼らはまた、ポズナー注意シフトパラダイム（ポズナー、1980）、運動抑制、心理物理学的運動のコヒーレンスのしきい​​値タスクを、組込み図テスト（ウィトキンのGO / NO -に行くテストを含む、認知タスクの配列を、実行、1950、1954）と理論の心（ウィマー＆Perner、1983）タスク。ゲームソフトは、ログファイルに自動的にゲームの刺激と被験者の行動や反応を登録し、生理学的データレコーダーと同期するイベントコードを送信します。このようにゲームは、EEGやfMRIを、そして視線の瞬間から瞬間の追跡と同様に生理的な措置と組み合わせることができます。瞳孔拡張（ブラッドリーら 、2008）に反映されている視線の追跡は、行動的なタスク（例えば、固定）と実験的刺激に対する明白な注意を払って、被験者の遵守を確認し、また生理的覚醒ができます。新しいオブジェクトを小さな穴のあるするには小さすぎるが、発症のような急速な眼球運動をし、同じように角距離とピーク速度との間の同じ関係を持って - 偉大な十分なサンプリング周波数では、視線の追跡もmicrosaccadesに反映されている秘密の注目を評価に役立つことがあります長い距離を通過するサッケード。 microsaccadesの方向の分布は、注目の（特に）秘密の方向（Hafed＆クラーク、2002）と相関している。

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。

実験パラダイムは、刺激のタイミングやその他のパラメータが十分に規定され制御されており、またそれらが...である限りにおいて価値がある。

このビデオでは、コンピューターゲームに組み込まれた、没入感のある生態学的妥当性の高い認知タスクの遂行中に、被験者から視線追跡と高密度EEG記録を同時に取得する手順を解説します。まず、被験者に電極を装着します。次に、視線追跡カメラのキャリブレーションを行います。被験者がゲームをプレイしている間に、EEGおよび視線データの記録が行われます。これにより、ゲーム内のイベントによって誘発されるイベント関連電位およびイベント関連スペクトル摂動が得られます。ePrimeやPresentationのような刺激提示パッケージなどの既存の手法に対する本手法の主な利点は、コンピューターゲーム内に実験を組み込むことで、明示的なテスト環境から離れ、パフォーマンスに対する不安を軽減できる点にあり、また、長時間の実験セッションを通じて被験者がモチベーションを維持し、タスクに集中し続けることを支援できる点にあります。幅広い認知課題を網羅しています。これらの特性は、注意力の欠如やモチベーションの維持が、複雑または長時間にわたる実験セッションの妨げとなり得る小児および臨床集団において特に重要です。私はKeith Yoderで、Beaumont研究室のリサーチアシスタントを務めています。本日は、人間発達学部のラボテクニシャンでありUAUAの大学院生であるDavid Post氏にサポートしていただきます。使用するのは、128チャンネルのバイオス・セミアクティブ2測定システムと、SR Research社製のiLink 1000赤外線視線追跡装置です。コンピューターゲームとEEGを組み合わせた実験を開始する前に、被験者が到着する1時間前までに、電極のオフセットを±20 µVの範囲内に収めるためのバランス調整を行う必要があります。EEG実験においては、蒸留水1 Lに対し塩小さじ1杯を加えた食塩水に、電極を5〜10分間浸してバランス調整を行ってください。電極を液体に浸しておく時間は、一度に10分を超えないようにしてください。塩浴から電極を取り出した後、被験者が到着する直前に、蒸留水を満たしたスプレーボトルを使用して電極を洗浄します。視線トラッキングとEEGを同時に行うため、視線トラッキングカメラのコンバーターボックスとコンピュータの電源を入れ、視線トラッキングカメラには必ず16 mmの長焦点レンズを使用してください。このセットアップでは4台のコンピュータを使用します。具体的には、視線追跡専用のコンピュータ1台、EEG取得専用のコンピュータ1台、刺激提示専用のコンピュータ1台、そしてビデオ取得およびデータ解析用コンピュータ1台です。また、2台のコンバーターボックスを用いて、視線追跡用コンピュータと刺激提示用コンピュータからのVGA出力を操作し、合成されたビデオ信号をビデオ取得用コンピュータに送信します。この

combining-computer-game-based-behavioural-experiments-with-high

Research

JoVE Journal

Neuroscience

神経科学

眼球運動の監視（またはアイトラッキングは）空間に目がいつ、どのくらいの期間、残るかがわかります。ここで、我々は、アイトラッキングは、口頭、またはその他の明示的なレポートを必要とせずに、複数の参加者の集団でのメモリの整合性を調査するために使用することができる方法を示します。...

メモリの眼球運動のモニタリング

神経制御および認知プロセスは、眼球運動を介して研究することができる。 VisualEyesソフトウェアは、オペレータが、独立して、単純な、カスタムスクリプト言語を使用して2つのコンピュータ画面上に刺激をプログラムすることができます。システムは、タンデム眼球運動（サッカードと円滑追跡）、または反対の眼の動き（輻輳）、または任意の組み合わせを刺激することができる。...

VisualEyes：眼球運動実験のためのモジュラ式のソフトウェアシステム

このビデオは、アイトラッキングと単一ニューロンの記録を同時に行うことで、標的選択的なニューロンを特定するアッセイを示しています。人間の参加者は、ディスプレイ内のオブジェクトの配列の中からターゲットオブジェクトを識別するタスクを実行し、目の動きが追跡されます。同時に、単一のニューロンの発火率は、脳に埋め込まれた電極を介して記録されます。両方の記録からのデータを相関させて、標的選択性ニューロンの存在を評価します。...

アイトラッキングと単一ニューロン記録の同時実行による標的選択的ニューロンの同定

&gt;jove_content&lt;この記事では、インタラクティブな脳卒中後バランスリハビリテーションシステムのための新しい低コストのヒューマンマシンインターフェースを紹介します。このシステムは、自発的に駆動される電気治療パラダイムに向けて、既製の低コストセンサーを統合しています。概念実証ソフトウェアインターフェースは、健康なボランティアでデモンストレーションされています。...

脳卒中後のバランスリハビリテーションのための神経筋電気刺激システムで低コストのセンサーを統合ヒューマンマシンインターフェース

幼児ない受動的、世界を観察が、むしろ積極的に探索を行い環境に従事。このプロトコルは、原則の自然な動作のコンテキストで乳児を記録する目のヘッド...

アクションの視線: 自然主義的な行動の中に子供の動的視覚的注意のヘッド マウント型の目の追跡

ヒトにおける同時アイトラッキングを用いて単一ニューロン記録を行う方法について述べた。この方法の有用性を実証し,このアプローチを用いて,視覚検索の標的をコードするヒト中間側頭葉のニューロンを得る方法を示す.

ヒトてんかん患者における同時アイトラッキングとシングルニューロン記録

マルチモーダルセンサーの使用は、教育の設定における社会的相互作用の役割を理解する有望な方法です。本論文では、モバイルアイトラッカーを用いて共振ダイアドから関節視覚的注意を捉える方法論について述べている。...

モバイルアイトラッカーを用いた関節視覚注意を捉える方法論

アイトラッキングは、情報処理をプローブするための非侵襲的な方法です。この記事では、アイトラッキングを使用して、短時間パイロットのフライトシミュレーション緊急タスク中の視線行動を研究する方法について説明します(つまり、&lt;350飛行時間)。...

複雑な航空タスク中のアイトラッキングによる情報処理への洞察

我々は単純な感覚刺激の処理に関わる脳の領域をマップするために脳磁図（MEG）と脳波を脳波（EEG）を使用します。...

同時MEGおよびEEGとの機能的マッピング

この記事では、我々は手術の手順を説明し、マウスモデルにおける高密度脳造影法（EEG）の買収のためのマウスの頭蓋骨で、極薄ポリイミドベースの微小電極アレイ（PBM...

ポリイミドベースのマイクロ電極を用いて自由に動くマウスの高密度脳波録音

学ぶコンピュータゲームベースの高密度脳波と視線追跡を組み合わせた行動実験法。被験者の不安軽減と動機維持を実現し、認知神経科学のデータ品質向上に貢献する革新的アプローチです。

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

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