결합 컴퓨터 게임 기반 고밀도 뇌파와 적외선 가즈 추적 Behavioural 실험

컴퓨터 게임 기반의 인지적 작업 중 고밀도 뇌파와 시선 데이터를 레코딩을위한 절차가 설명되어 있습니다. 인지적 작업을 제시하는 비디오 게임을 사용하면 실험 제어를 희생하지 않고도 생태 유효성을 향상시킵니다.

이 비디오는 컴퓨터 게임에 포함된 매력적이고 생태학적으로 타당한 인지 작업을 수행하는 동안 피험자로부터 동시 시선 추적 및 고밀도 EEG 기록을 얻는 절차를 보여줍니다. 먼저, 전극이 피험자에게 부착됩니다. 그런 다음 시선 추적 카메라가 보정됩니다.

피험자는 EEG와 시선 데이터가 기록되는 동안 게임을 한다. 이벤트 관련 잠재성과 이벤트 관련 스펙트럼 섭동은 게임 이벤트에 의해 취소되는 획득됩니다. 기존 방법, 예를 들어 ePrime이나 프레젠테이션과 같은 자극 프레젠테이션 패키지에 비해 이 기술의 주요 장점은 컴퓨터 게임에 실험을 포함하면 명시적인 테스트 컨텍스트에서 벗어나 수행 불안을 완화하고 피험자가 긴 실험 세션 동안 작업에 대한 동기를 유지하고 참여하는 데 도움이 된다는 것입니다.

다양한 인지 작업을 포괄합니다. 이러한 자질은 주의와 동기 부여가 복잡하거나 긴 실험 세션에 장애물이 될 수 있는 소아 및 임상 인구 집단에 특히 중요합니다. 제 이름은 Keith Yoder이고 Beaumont Laboratory의 연구 조교입니다.

오늘 저를 도와줄 사람은 인간 개발학과의 실험실 기술자이자 UAUA 대학원생인 David Post입니다. 우리는 128 채널 바이오스, 세미 액티브 투 측정 시스템, SR Research의 iLink 1000 적외선 시선 추적기를 사용할 것입니다.컴퓨터 게임과 EEG를 결합한 실험을 시작하기 전에, 전극은 피험자가 도착하기 한 시간 전에 플러스 또는 마이너스 20 마이크로볼트 범위의 작은 오프셋을 갖도록 균형을 잡아야 합니다. EEG 실험의 경우 증류수 1리터당 소금 1티스푼으로 구성된 소금 수조에 전극을 5-10분 동안 담가 전극의 균형을 맞춥니다.

전극을 한 번에 10분 이상 액체에 두지 마십시오. 소금 목욕에서 전극을 제거한 후 증류수를 채운 스프레이 병을 사용하여 피험자가 도착하기 직전에 헹굽니다. 동시 시선 추적 및 EEG를 위해 시선 추적 카메라 컨버터 박스와 컴퓨터를 켜고 시선 추적 카메라에서 16mm 길이의 렌즈를 사용해야 합니다.

이 설정은 전용 시선 추적 컴퓨터 1대, EEG 수집 전용 컴퓨터 1대, 자극 프레젠테이션 전용 컴퓨터 1대, 비디오 수집 및 데이터 분석용 컴퓨터 1대, 총 4대의 컴퓨터를 사용합니다. 두 개의 컨버터 박스. 시선 추적 컴퓨터 및 자극 프레젠테이션 컴퓨터로부터의 VGA 출력을 조작하고, 접합된 비디오 신호를 비디오 획득 컴퓨터로 전송한다.

이러한 방식으로, 비디오 획득 컴퓨터는 현재 시선 고정을 나타내는 커서와 타임스탬프가 중첩된 피사체에 의해 보이는 게임 화면을 기록할 수 있습니다. 이 오버레이 비디오는 비디오 수집 컴퓨터의 디스크 파일에 저장됩니다. 이제 EEG 설정을 살펴보겠습니다.

피험자의 둘레를 측정하여 EEG 실험을 위한 준비를 시작합니다. 눈썹과 눈썹 주위를 돌아다니며 적절한 크기의 전극 캡을 선택합니다. 피험자의 머리에 캡을 씌우고 태그가 피험자의 목에 있는 캡 밖에 있는지 확인합니다.

A 하나의 전극이 나시온 이니온과 왼쪽 귓바퀴, 오른쪽 핀 es 및 캡 정중선이 피험자 머리의 정중선을 따라 중앙에 놓일 때까지 캡을 재배치합니다. 나시온은 코와 눈썹 사이의 함몰부입니다. inion은 머리 뒤쪽의 정중선에 있는 뼈 돌기이고, pinna는 외이도 입구의 앞쪽에서 뻗어 있는 연골의 플랩입니다.

캡이 제자리에 있으면 전극의 플라스틱 하우징에 접착 링을 적용합니다. 예 5와 전 여섯. 링의 개구부를 전극 펠릿에 맞춥니다.

접착 링에서 종이 뒷면을 제거하고 전극 접점을 전도성 젤로 덮습니다. EX 6을 피험자의 오른쪽 유양돌기에, EX 5를 피험자의 왼쪽 유양돌기에 놓습니다. 뭉툭한 주사기를 사용하여 캡의 모든 전극 홀더에 전도성 젤을 놓습니다.

주사기 끝을 흔들어 피험자의 머리카락을 가르십시오. 그런 다음 동시에 플런저를 아래로 누르고 케이크를 장식하는 것처럼 주사기를 머리에서 당겨 빼냅니다. 젤이 플라스틱 하우징 상단으로 씻겨질 때까지 채웁니다.

과도하게 채우지 않도록 하십시오. 젤이 너무 많으면 전극 부위 사이에 번짐이 전극 브리징을 유발할 수 있으므로 젤이 너무 적은 것이 좋습니다. 전극이 연결되면 아무 것도 할 수 없습니다.

그러나 캡을 제거하려면, 피험자에게 머리를 감고 말리게 한 다음, 전극 리드의 플러그인을 어깨에 걸고 센서 끝을 한 손으로 전극 캡 내의 해당 홀더에 부드럽게 놓는 것으로 다시 시작합니다. 전극의 플라스틱 하우징만 잡고 전선이 압착되지 않도록 각별히 주의하십시오. 전극 팁을 만지지 않는 것이 중요합니다.

피부, 의복 또는 전도성 젤 이외의 물질과 접촉하면 전극의 품질이 저하됩니다. 전도성 젤을 X 1에서 X 4까지 놓고 접착 링을 사용하여 피험자의 얼굴에 부착합니다. X 1과 X 2를 피험자의 왼쪽과 오른쪽 바깥쪽 칸티에서 각각 수평으로 약 1cm 떨어진 곳에 놓습니다.

X 3과 DX 4를 피험자의 왼쪽 및 오른쪽 눈 중앙에서 약 1cm 아래에 접합골에 놓습니다. 피험자 뒤에 있는 전극 리드를 부드럽게 모으고 다른 리드를 C-M-S-D-R-L 리드로 느슨하게 감쌉니다. 포니테일을 만들려면 포니테일의 상단과 하단에 벨크로 넥타이를 배치하여 리드를 제자리에 고정하고 의료용 테이프를 사용하여 포니테일을 대상 셔츠 뒷면에 부착합니다.

피험자의 목이 편안하게 앞으로 구부러질 수 있도록 이 리드를 충분히 느슨하게 하십시오. 이제 각 전극에 염화칼륨 용액을 도포하여 GSR 전극을 준비합니다. 의료용 테이프를 사용하여 GSR 전극을 피험자의 주로 사용하지 않는 손 또는 실험 중에 사용하지 않을 손의 두 번째 및 세 번째 손가락에 부착합니다.

모든 전극이 설치된 상태에서 행동 반응을 알리기 위해, 피험자를 리클라이닝이 없는 고정식 의자에 앉히십시오. 자극 프레젠테이션 모니터 앞에서 모든 전극을 컨버터 박스에 연결하고 EEG 수집 컴퓨터를 확인하여 전극 오프셋이 플러스 또는 마이너스 40마이크로볼트 이내인지 확인합니다. 전극의 오프셋이 매우 크거나 잡음이 있는 경우 캡에서 전극을 부드럽게 제거하십시오.

하우징에 젤을 더 삽입하고 전극을 교체합니다. 단일 전극에서 문제가 지속되거나 단일 전극이 펄스 아티팩트로 오염된 경우 해당 채널을 주변 전극에서 보간해야 합니다. 녹음이 끝나면 먼저 눈 안쪽의 패격 눈썹 위에 대상 스티커를 부착하여 시선 추적을 설정합니다.

자극 프레젠테이션 컴퓨터에서 팝업 보정 응용 프로그램을 실행합니다. 새 세션을 시작하고 유형 드롭다운 메뉴를 CMD로 변경합니다. 적절한 명령을 입력한 후 보내기 버튼을 눌러 팝업 보정 응용 프로그램에서 이벤트 로깅을 켜고 카메라 설정을 시작합니다.

대상 스티커와 피사체의 I가 자동 임계값의 중앙에 오도록 카메라를 배치합니다. 자극 프레젠테이션 컴퓨터의 키보드에서 A 키를 누릅니다. 추적할 I가 명확해질 때까지 카메라 렌즈를 돌려 초점을 조정합니다.

자극 제시 컴퓨터의 키보드에서 C를 눌러 피사체에 대한 시선 추적 시스템 보정을 시작합니다. 점은 화면의 9개 위치에 무작위 순서로 나타납니다. 피험자는 점이 나타날 때 다음 점의 위치를 예상하기보다는 점을 보아야 한다.

보정을 확인하려면 V 키를 누릅니다. 점들은 무작위 순서로 다시 나타납니다. 보정이 양호하면 피사체 시선이 각 유효성 검사 점에 매핑됩니다.

보정에 실패하면 동공 및 각막 반사 임계값이 적절한지 확인하십시오. 동공 및 각막 역치는 화면 왼쪽 상단에 있는 아일랜드 호스트 컴퓨터의 카메라 설정 화면에서 조정할 수 있으며, 동공과 각막 위쪽 및 아래쪽 화살표를 클릭하면 각각 임계값이 증가하거나 감소합니다. 샘플링 속도가 500 Hertz 버튼을 클릭하여 500 Hz로 설정되어 있는지 확인합니다.

자극 프레젠테이션 컴퓨터에서 팝업 보정 응용 프로그램을 최소화하고 작업 표시줄에서 iLink 아이콘을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 녹화 시작을 선택하여 시선 데이터 기록을 시작합니다. Black Magic Media Express 소프트웨어를 사용하여 비디오 수집 컴퓨터에서 비디오 녹화를 시작합니다. 그런 다음 일시 중지 버튼을 클릭하여 EEG 수집 컴퓨터에서 EEG 기록을 시작합니다.

이제 경기 부양 프레젠테이션에서 컴퓨터는 polus가 생태학적 타당성을 보장하도록 설계된 맞춤형 게임이기 때문에 게임을 출시했습니다.한 게임에서 실험적 통제를 희생하지 않고 피험자는 공격을 받고 있는 화물선을 구출해야 합니다. go no-go 작업은 웜홀을 도입하여 구현되며, 웜홀에서 플레이어를 돕는 친구 또는 플레이어에게 해를 끼치는 적이 나타납니다. 플레이어. 또한 다른 게임 중에 표류하는 별밭을 통해 우주선을 조종하여 도트 모션 일관성 작업을 수행합니다.

피험자는 수정된 포스너 과제에서 소행성을 수집하기 위해 레이더 스코프를 사용해야 하며, 소행성이 서로 다른 기본 주파수에서 깜박이는 것처럼 보일 수 있는 4개 구역입니다. 그런 다음 EEG의 스펙트럼 함량의 변화는 각 섹터에 태그를 지정하는 주파수의 진폭을 기반으로 주의를 평가할 수 있습니다. 또 다른 게임은 피험자들에게 얼굴에 묘사된 감정을 식별하여 은하계 조약을 맺는 데 도움을 달라고 요청합니다.

5개의 얼굴은 각각 게임판의 빈 공간에 배치되어 동일한 감정을 표현하는 3개의 얼굴로 구성된 행 또는 열을 만들어야 합니다. 네 번째 게임은 마음 플레이어의 이론에 대한 Sally Anne 테스트를 구현합니다. 샐리 선장이 4개의 행성 중 하나에 화물을 싣는 것을 지켜보세요.

앤의 역할은 화물을 다른 행성으로 옮기는 우주 해적이 맡습니다. 마지막으로, 제독은 선장과 해적을 모두 관찰하고 해적의 행동에 대한 정보를 선장에게 전달합니다. 그런 다음 플레이어는 선장과 해적을 위한 요격 경로를 계획하고 각자가 화물을 찾을 위치를 추론하여 여러 조건을 대조하여 1차 및 2차 마음 이론을 구현해야 합니다.

인간 컴퓨터 상호 작용에 대한 최근의 결과는 이러한 방식으로 매력적이지 않은 것처럼 보일 수 있는 작업에 대한 동기를 설정하고 유지하는 게임 컨텍스트의 힘을 나타냅니다. 많은 반복 시도에서 여러 인지 작업은 피험자를 지치게 하지 않고 단일 실험 세션 동안 수행할 수 있습니다. 이것은 EEG에 대한 충분한 시도를 얻기 위해 평균 피험자가 각 자극 조건에 대해 약 100번의 시도를 축적해야 하기 때문에 특히 중요합니다: 청각 자극의 경우 자극 프레젠테이션 컴퓨터의 수동 스피커를 파워 스피커로 교체하십시오.

그런 다음 플러그를 꽂고 앰프를 켭니다. 볼륨을 레벨 60으로 설정합니다. 이것은 피험자가 게임을 마쳤을 때 80 데시벨 SPL의 최대 소음 수준을 달성하는 데 필요합니다.

게임을 종료하고 그래픽 인터페이스에서 중지 버튼을 눌러 데이터 기록을 중지합니다. 각 비디오 획득 시선 추적 및 EEG 획득 컴퓨터에서. EEG 변환기 상자를 끄고 상자에서 모든 리드를 분리합니다.

접착 링을 제거하고 따뜻한 증류수에 넣습니다. 증류수를 채운 스프레이 병을 사용하여 전극에 남아 있는 젤을 제거하고 따뜻한 수돗물과 비누를 사용하여 전극 캡에서 젤을 제거합니다. 이제 몇 가지 대표적인 EEG 결과를 보여드리겠습니다.

다음은 정면 정중선 전극 fz에서 얻은 이벤트 관련 스펙트럼 섭동 플롯입니다. 이 게임에서 현재 적은 적 함선의 출현 또는 이동 상태에 해당하고 현재 아군은 이동 불가 상태에서 아군 선박 또는 이동 불가 상태에 해당합니다. 일반적으로 발달 중인 아동은 자폐 스펙트럼 질환을 가진 아동보다 훨씬 더 큰 감마 대역 EEG 능력을 보여주었습니다.

이 절차를 시도할 때 전극 접점을 만지거나, 와이어 리드를 압착하거나, 젤을 너무 많이 사용하지 않는 것이 중요합니다.