Door gebruik te maken Elektro Metingen voor Vergelijking van taakspecifieke Neural Efficiëntieverbeteringen: Ruimtelijke Intelligence Tasks

Summary

Dit manuscript beschrijft een aanpak van neurale activiteit van mensen te meten, terwijl het oplossen ruimtelijk gerichte technische problemen. De elektro-methodologie helpt interpreteren beta hersengolven gemeten in termen van neurale efficiëntie, met als doel het uiteindelijk mogelijk vergelijkingen van de taakuitvoering zowel tussen probleem soorten en tussen de deelnemers.

Abstract

Ruimtelijke intelligentie is vaak gekoppeld aan succes in het technisch onderwijs en technische beroepen. Het gebruik van elektro-encefalografie maakt vergelijkende berekening van neurale efficiency individuen ', zoals ze opeenvolgende taken waarvoor ruimtelijk inzicht om oplossingen af ​​te leiden uit te voeren. Neurale efficiency hier gedefinieerd als minder beta activeren, en dus minder neurale structuren besteden, een taak in vergelijking met andere groepen of andere taken. Voor inter-taak vergelijkingen van taken met vergelijkbare looptijden, kunnen deze metingen een vergelijking van het type taakmoeilijkheid mogelijk te maken. Voor intra-deelnemer en inter-deelnemer vergelijkingen, deze metingen bieden inzicht in de potentiële niveau van ruimtelijk inzicht en anders het oplossen van technische problemen taken van de deelnemer. Prestaties op het geselecteerde taken kunnen worden geanalyseerd en gecorreleerd met beta activiteiten. Dit werk geeft een gedetailleerd onderzoeksprotocol het bestuderen van de neurale efficiëntie van studenten engin het oplossen van typische ruimtelijk inzicht en Statics problemen jaar. Studenten voltooide specifieke problemen van de Mental Cutting Test (MCT), Purdue Ruimtelijke Visualisatie test van rotaties (PSVT: R), en Statics. Terwijl die zich bezighouden met het oplossen van deze problemen, zijn hersengolven van de deelnemers gemeten met EEG zodat gegevens kunnen worden verzameld met betrekking tot alfa- en bèta-hersengolven activering en gebruik. Het werk kijkt naar functionele prestaties op puur ruimtelijke opgaven met ruimtelijk intensieve technische taken die correleren met de paden voor succesvolle prestaties in de engineering en de daaruit voortvloeiende verbeteringen in de techniek onderwijs die kunnen volgen identificeren.

Introduction

Ruimtelijk inzicht is essentieel voor Science, Technology, Engineering, en wiskunde (STEM) velden en onderwijs en correleert met succes in deze gebieden ^1,2,3. Daarom is het belangrijk voor de ontwikkeling van hoe ruimtelijk inzicht effecten probleemoplossende ⁴ begrijpen. Ruimtelijk inzicht is gekoppeld aan rente ^{5, 6} prestaties, succes in engineering academici ⁷ en succes in engineering professionals ^8. Maar er is niet veel werk aangeeft specifieke neurale processen bij het oplossen typisch vele ruimtelijk inzicht instrumenten, of specifieke inhoud techniek die zeer ruimtelijk.

Protocol

Ethische verklaring met betrekking tot het gebruik van menselijke deelnemers

Procedures bij dit werk betrokken zijn goedgekeurd door de Institutional Review Board (IRB) in Utah State University voor de studie van de menselijke proefpersonen. Het wordt aanbevolen dat een soortgelijk werk ook door de desbetreffende IRB dient te worden goedgekeurd. Deelnemers mogen stoppen of terug te trekken uit het onderzoek op elk moment tijdens het experiment.

1. Selectie van deelnemers

1. Selecteer de deelnemers op basis van vrijwilligheid van de studenten ingeschreven in een Statics cursus. Nagaan of de deelnemers eerder zijn blootgesteld a....

Results

In dit hoofdstuk worden de voorgaande stappen geïllustreerd met voorbeeld figuren zoals hieronder beschreven. Volledige data samenvattingen met statistische tests worden niet verstrekt, omdat het doel van dit document is vooral gericht op methoden. Voorbeelden van mogelijke PSVT: R, MCT en ruimtelijke problemen zijn aangegeven in figuur 1, figuur 2 en figuur 3 respectievelijk.

De EEG cap zal hersenactiviteit via elektrische potentialen voor elk afzonderlijk kanaal, dat parallel kan .......

Discussion

Het protocol bespreekt de toepassing van elektro tot hersenactiviteit van de deelnemers werken problemen vanuit twee typische ruimtelijk inzicht instrumenten en zeer ruimtelijk technische Statics problemen te meten. De hier beschreven methoden kunnen uiteindelijk in staat zijn om te helpen begrijpen van de neurale efficiency van hoge en lage performers die zich bezighouden met het werk van deze problemen. Het is van vitaal belang om eventuele verschillen in neurale efficiëntie van ingenieursstudenten aan het MCT en PSVT.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Emotiv EPOC Model 1.0	Emotiv	Model: Emotiv Premium	"High resolution, multi-channel, portable EEG system."
Emotiv Control Panel (software)	Emotiv		Used for data collection.
Emotiv Testbench (software)	Emotiv		Used for data collection.
Virtual Serial Port Emulator - VSPE (software)	ETERLOGIC.COM		Used COM10 in data collection. Available as a free download, depending on the operating system.
E-Prime 2.0 (software)	Psychology Software Tools		Used for data collection (presentation of problems to participants and collection of markers for different phases).
EEGLab 13.4.4b (software)	Swartz Center for Computational Neuroscience (SCCN)		Used for data analysis. "An open source environment for electrophysiological signal processing". SCCN is a Center of the Institute for Neural Computation, the University of California San Diego.
MATLAB R2014b	The Mathworks, Inc.		Used to run EEGLab
Microsoft Excel 2013	Microsoft		Used to assemble and compare tabulated results from EEGLab & MATLAB, to create tables
Camcorder with built in Mic	Canon	CNVHFR50	Used to record sessions
Syringe Kit (5 cc syringe & 16 G blunted needles x 2)	Electro-Cap Intnl. Inc.	E7	For keeping the EEG cap's felts damp.
Nuprep EEG Skin Prep Gel	Weaver and Company	10-30	For cleaning the mastoid process.
Sanitizer	Purell	S-12808	For sanitizing hands