Name: Door gebruik te maken Elektro Metingen voor Vergelijking van taakspecifieke Neural Efficiëntieverbeteringen: Ruimtelijke Intelligence Tasks (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-08-09T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 57 s
Description: Leer hoe je EEG-metingen gebruikt om neurale efficiëntie te vergelijken bij ruimtelijke intelligentietaken. Deze methode onthult inzichten in hersenactiviteit tijdens probleemoplossing en ondersteunt engineeringonderwijs.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

De auteurs willen graag Christopher Green, Bradley Robinson, en Maria Manuela Valladares te erkennen, voor het helpen met het verzamelen van gegevens. Financiering voor EEG-apparatuur werd verstrekt door de Utah State University&#39;s Bureau voor Onderzoek en Graduate Studies Equipment Grant Kerry Jordan&#39;s Multisensorische Cognition Lab. Benjamin oproep wordt ondersteund door een presidentieel Doctoral Research Fellowship gehaald uit Utah State University&#39;s School of Graduate Studies van zijn werk met Dr. Wade Goodridge.

<ol><li>Sorby, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Educational+Research+in+Developing+3-D+Spatial+Skills+for+Engineering+Students%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Sci.+Educ%22%5BJournal%5D)">Educational Research in Developing 3-D Spatial Skills for Engineering Students.</a> Int. J. Sci. Educ. 31 (3), 459-480 (2009).</li>
<li>Wai, J., Lubinski, D., Benbow, C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+Ability+for+STEM+Domains%3A+Aligning+Over+50+Years+of+Cumulative+Psychological+Knowledge+Solidifies+Its+Importance%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Educ.+Psychol%22%5BJournal%5D)">Spatial Ability for STEM Domains: Aligning Over 50 Years of Cumulative Psychological Knowledge Solidifies Its Importance.</a> J. Educ. Psychol. 101 (4), 817-835 (2009).</li>
<li>Uttal, D. H., Cohen, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+Thinking+and+STEM+Education%3A+When%2C+Why%2C+and+How%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Psychol.+Learn.+Motiv%22%5BJournal%5D)">Spatial Thinking and STEM Education: When, Why, and How?</a> Psychol. Learn. Motiv. 57, 147-181 (2012).</li>
<li>Halpern, D. F., Collaer, M. L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHalpern%2C+DF+%22The+Cambridge+handbook+of+visuospatial+thinking%22">The Cambridge handbook of visuospatial thinking</a>. , Cambridge University Press. Cambridge. (2005).</li>
<li>Lubinski, D., Benbow, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Study+of+mathematically+precocious+youth+after+35+years%5BTitle%5D)+AND+%22Perspect.+Psychol.+Sci%22%5BJournal%5D)">Study of mathematically precocious youth after 35 years.</a> Perspect. Psychol. Sci. 1 (4), 316-345 (2006).</li>
<li>Sorby, S., Casey, B., Veurink, N., Dulaney, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+spatial+training+in+improving+spatial+and+calculus+performance+in+engineering+students%5BTitle%5D)+AND+%22Learn.+Individ.+Differ%22%5BJournal%5D)">The role of spatial training in improving spatial and calculus performance in engineering students.</a> Learn. Individ. Differ. 26, 20-29 (2013).</li>
<li>Peters, M., Chisholm, P., Laeng, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+ability%2C+student+gender%2C+and+academic+performance%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Eng.+Educ%22%5BJournal%5D)">Spatial ability, student gender, and academic performance.</a> J. Eng. Educ. 84 (1), 1-5 (1994).</li>
<li>Pellegrino, J. W., Alderton, D. L., Shute, V. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Understanding+Spatial+Ability%5BTitle%5D)+AND+%22Educ.+Psychol%22%5BJournal%5D)">Understanding Spatial Ability.</a> Educ. Psychol. 19 (3), 239-253 (1984).</li>
<li>Goodridge, W., Villanueva, I., Wan, N. J., Call, B. J., Valladares, M. M., Robinson, B. S., Jordan, K. Neural efficiency similarities between engineering students solving statics and spatial ability problems. Poster presented at the meeting of the Society for Neuroscience. Washington, DC, , (2014).</li>
<li>Sorby, S. A., Baartmans, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Development+and+Assessment+of+a+Course+for+Enhancing+the+3-D+Spatial+Visualization+Skills+of+First+Year+Engineering+Students%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Eng.+Educ%22%5BJournal%5D)">The Development and Assessment of a Course for Enhancing the 3-D Spatial Visualization Skills of First Year Engineering Students.</a> J. Eng. Educ. 89 (3), 301-307 (2000).</li>
<li>Gorska, R., Sorby, S. A. Testing instruments for the assessment of 3-D spatial skills. Proceedings of the American Society for Engineering Education Annual Conference. , (2008).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22CEEB+Special+aptitude+test+in+spatial+relations%22">CEEB Special aptitude test in spatial relations</a>. , CEEB. USA. (1939).</li>
<li>Guay, R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGuay%2C+R+%22Purdue+spatial+visualization+test%22">Purdue spatial visualization test</a>. , Purdue University. (1976).</li>
<li>Hegarty, M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHegarty%2C+M+%22Components+of+Spatial+Intelligence%22">Components of Spatial Intelligence</a>. , Elsevier Inc. San Diego, CA. (2010).</li>
<li>Bishop, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developing+Students%27+Spatial+Ability%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Teacher%22%5BJournal%5D)">Developing Students' Spatial Ability.</a> Sci. Teacher. 45 (8), 20-23 (1978).</li>
<li>Goodridge, W. H., Villanueva, I., Call, B. J., Valladares, M. M., Wan, N., Green, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cognitive+strategies+and+misconceptions+in+introductory+Statics+problems%5BTitle%5D)+AND+%222014+IEEE+Frontiers+in+Education+Conference+%28FIE%29+Proceedings%22%5BJournal%5D)">Cognitive strategies and misconceptions in introductory Statics problems.</a> 2014 IEEE Frontiers in Education Conference (FIE) Proceedings. , 2152-2159 (2014).</li>
<li>Steif, P. S., Dantzler, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Statics+Concept+Inventory%3A+Development+and+Psychometric+Analysis%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Eng.+Educ%22%5BJournal%5D)">A Statics Concept Inventory: Development and Psychometric Analysis.</a> J. Eng. Educ. 94 (4), 363-371 (2005).</li>
<li>Suresh, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+relationship+between+barrier+courses+and+persistence+in+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Coll.+Student+Retention%22%5BJournal%5D)">The relationship between barrier courses and persistence in engineering.</a> J. Coll. Student Retention. 8 (2), 215-239 (2006).</li>
<li>Pfurtscheller, G., Lopes da Silva, F. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Event-related+EEG%2FMEG+synchronization+and+desynchronization%3A+basic+principles%5BTitle%5D)+AND+%22Clin.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Event-related EEG/MEG synchronization and desynchronization: basic principles.</a> Clin. Neurophysiol. 110 (11), 1842-1857 (1999).</li>
<li>Klimesch, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EEG+alpha+and+theta+oscillations+reflect+cognitive+and+memory+performance%3A+a+review+and+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res.+Brain+Res.+Rev%22%5BJournal%5D)">EEG alpha and theta oscillations reflect cognitive and memory performance: a review and analysis.</a> Brain Res. Brain Res. Rev. 29 (2-3), 169-195 (1999).</li>
<li>Babiloni, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resting+state+cortical+rhythms+in+athletes%3A+a+high-resolution+EEG+study%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res.+Bull%22%5BJournal%5D)">Resting state cortical rhythms in athletes: a high-resolution EEG study.</a> Brain Res. Bull. 81 (1), 149-156 (2010).</li>
<li>Babiloni, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((34%3BNeural+efficiency%26%2334%3B+of+experts%27+brain+during+judgment+of+actions%3A+a+high-resolution+EEG+study+in+elite+and+amateur+karate+athletes%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">34;Neural efficiency&#34; of experts' brain during judgment of actions: a high-resolution EEG study in elite and amateur karate athletes.</a> Behav. Brain Res. 207 (2), 466-475 (2010).</li>
<li>Del Percio, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%22Neural+efficiency%22+of+athletes%27+brain+for+upright+standing%3A+a+high-resolution+EEG+study%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res.+Bull%22%5BJournal%5D)">"Neural efficiency" of athletes' brain for upright standing: a high-resolution EEG study.</a> Brain Res. Bull. 79 (3-4), 193-200 (2009).</li>
<li>Grabner, R. H., Fink, A., Stipacek, A., Neuper, C., Neubauer, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intelligence+and+working+memory+systems%3A+evidence+of+neural+efficiency+in+alpha+band+ERD%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res.+Cognitive+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Intelligence and working memory systems: evidence of neural efficiency in alpha band ERD.</a> Brain Res. Cognitive Brain Res. 20 (2), 212-225 (2004).</li>
<li>Grabner, R. H., Neubauer, A. C., Stern, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Superior+performance+and+neural+efficiency%3A+the+impact+of+intelligence+and+expertise%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res.+Bull%22%5BJournal%5D)">Superior performance and neural efficiency: the impact of intelligence and expertise.</a> Brain Res. Bull. 69 (4), 422-439 (2006).</li>
<li>Grabner, R. H., Stern, E., Neubauer, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((When+intelligence+loses+its+impact+neural+efficiency+during+reasoning+in+a+familiar+area%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Psychophysiol%22%5BJournal%5D)">When intelligence loses its impact neural efficiency during reasoning in a familiar area.</a> Int. J. Psychophysiol. 49, 89-98 (2003).</li>
<li>Neubauer, A. C., Grabner, R. H., Fink, A., Neuper, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intelligence+and+neural+efficiency%3A+Further+evidence+of+the+influence+of+task+content+and+sex+on+the+brain-IQ+relationship%5BTitle%5D)+AND+%22Cognitive+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Intelligence and neural efficiency: Further evidence of the influence of task content and sex on the brain-IQ relationship.</a> Cognitive Brain Res. 25 (1), 217-225 (2005).</li>
<li>Riecanský, I., Katina, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Induced+EEG+alpha+oscillations+are+related+to+mental+rotation+ability%3A+The+evidence+for+neural+efficiency+and+serial+processing%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci.+Lett%22%5BJournal%5D)">Induced EEG alpha oscillations are related to mental rotation ability: The evidence for neural efficiency and serial processing.</a> Neurosci. Lett. 482 (2), 133-136 (2010).</li>
<li>Roberts, J. E., Ann Bell, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-+and+three-dimensional+mental+rotation+tasks+lead+to+different+parietal+laterality+for+men+and+women%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Psychophysiol%22%5BJournal%5D)">Two- and three-dimensional mental rotation tasks lead to different parietal laterality for men and women.</a> Int. J. Psychophysiol. 50 (3), 235-246 (2003).</li>
<li>Roberts, J. E., Bell, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+age+and+sex+on+mental+rotation+performance%2C+verbal+performance%2C+and+brain+electrical+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Dev.+Psychobiol%22%5BJournal%5D)">The effects of age and sex on mental rotation performance, verbal performance, and brain electrical activity.</a> Dev. Psychobiol. 40 (4), 391-407 (2002).</li>
<li>Gill, H. S., O'Boyle, M. W., Hathaway, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cortical+distribution+of+EEG+activity+for+component+processes+during+mental+rotation%5BTitle%5D)+AND+%22Cortex%22%5BJournal%5D)">Cortical distribution of EEG activity for component processes during mental rotation.</a> Cortex. 34 (5), 707-718 (1998).</li>
<li>Caplan, J. B., Madsen, J. R., Schulze-Bonhage, A., Aschenbrenner-Scheibe, R., Newman, E. L., Kahana, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+Theta+Oscillations+Related+to+Sensorimotor+Integration+and+Spatial+Learning%5BTitle%5D)+AND+%22The+J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Human Theta Oscillations Related to Sensorimotor Integration and Spatial Learning.</a> The J. Neurosci. 23 (11), 4726-4736 (2003).</li>
<li>Kahana, M., Sekuler, R., Caplan, J., Kirschen, M., Madsen, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+theta+oscillations+exhibit+task+dependence+during+virtual+maze+navigation%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Human theta oscillations exhibit task dependence during virtual maze navigation.</a> Nature. 399 (6738), 781-784 (1999).</li>
<li>Delorme, A., Makeig, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EEGLAB%3A+An+open+source+toolbox+for+analysis+of+single-trial+EEG+dynamics+including+independent+component+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Meth%22%5BJournal%5D)">EEGLAB: An open source toolbox for analysis of single-trial EEG dynamics including independent component analysis.</a> J. Neurosci. Meth. 134, 9-21 (2004).</li>
<li>Delorme, A., Sejnowski, T., Makeig, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+detection+of+artifacts+in+EEG+data+using+higher-order+statistics+and+independent+component+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Enhanced detection of artifacts in EEG data using higher-order statistics and independent component analysis.</a> NeuroImage. 34, 1443-1449 (2007).</li>
<li>Meyer-Lindenberg, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+maps+to+mechanisms+through+neuroimaging+of+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">From maps to mechanisms through neuroimaging of schizophrenia.</a> Nature. 468, 194-202 (2010).</li>
<li>Campbell, S. R. Educational Neuroscience: Motivations, methodology, and implications. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCampbell%2C+SR+%22Educ.+Neurosci.%3A+Initiatives+and+Emerging+Issues%22">Educ. Neurosci.: Initiatives and Emerging Issues</a>. Patten, K. E., Campbell, S. R. 43 (1), Wiley-Blackwell. West Sussex, United Kingdom. 7-16 (2011).</li>
<li>Kelly, A. E. Can Cognitive Neuroscience Ground a Science of Learning?. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKelly%2C+AE+%22Educ.+Neurosci.%3A+Initiatives+and+Emerging+Issues%22">Educ. Neurosci.: Initiatives and Emerging Issues</a>. Patten, K. E., Campbell, S. R. 43 (1), Wiley-Blackwell. West Sussex, United Kingdom. 17-23 (2011).</li>
<li>Cunningham, M. D., Murphy, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+bilateral+EEG+biofeedback+on+verbal%2C+visual-spatial%2C+and+creative+skills+in+learning+disabled+male+adolescents%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Learn.+Disabil%22%5BJournal%5D)">The effects of bilateral EEG biofeedback on verbal, visual-spatial, and creative skills in learning disabled male adolescents.</a> J. Learn. Disabil. 14 (4), 204-208 (1981).</li>
</ol>

De auteurs verklaren dat ze geen tegenstrijdige of concurrerende financiële belangen hebben.

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...

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. Dit artikel geeft een inleiding op methoden die worden gebruikt voor het verzamelen en analyseren van ruimtelijk inzicht instrument scores gecombineerd met neurale meetgegevens. De bedoeling van het publiceren met Jupiter is om deze methoden meer toegankelijk voor een breder publiek te maken. Algemeen publiek hardware en software were gebruikt in deze studie. Als methoden papier, zijn volledige resultaten / data sets niet gemeld, noch zijn meerdere monsters verstrekt. Alle beelden werden specifiek vastgelegd voor deze publicatie. De hieronder beschreven methoden werden gebruikt bij het ​​opstellen van een voorlopig verslag van de conferentie 9 gebaseerd op de data van acht college tweedejaars leeftijd deelnemers, van wie er drie vrouwen waren. Veel bestaande instrumenten worden gebruikt om het niveau van ruimtelijk inzicht inherent zijn aan of geleerd door individuen aan te geven. Twee valide en betrouwbare 10,11 instrumenten die vaak worden gebruikt, zijn de Mental Scherpe Test (MCT) 12 en de Purdue Ruimtelijke Visualisatie test van rotaties (PSVT: R) 13. Hoewel oorspronkelijk ontworpen arbeidsongeschikt 14 van deze instrumenten te testen verschillende stadia van ruimtelijke visualisatie ontwikkeling beschreven door Piaget theorie 10,15. Het gebruik van deze instrumenten ontstaat de behoefte om te begrijpen de onderliggende fysiologische verschijnselen cognitieve existing wanneer mensen werken door middel van deze problemen. Om deze reden, deze studie is bedoeld om methoden gebruik te maken van empirische fysiologische gegevens die uiteindelijk de analyse en het begrip van ruimtelijke denken kan verbeteren showcase, controleren bestaande metrics testmogelijkheden, en verhoging van de toepasbaarheid van de ruimtelijke assessments om meer complexe problemen die typisch zijn voor technisch onderwijs. Veel van deze problemen kunnen worden aangetroffen in engineering Statics. Statica is een fundamenteel mechanica cursus geleverd aan de meeste ingenieursstudenten (bijv., Biologische, Werktuigbouwkunde, Civiele, Milieu, Aerospace Engineering) 16,17. Het is één van de eerste uitgebreide probleemoplossende ervaringen die studenten krijgen in de kern van technische inhoud 18. Statica omvat de studie van de wisselwerking van krachten op een star lichaam dat in rust of bewegen met een constante snelheid. Helaas Statics heeft een hoge uitval, terugtrekking, en falen tarieven (14% zoals te zien in de inveszochte University) en dit kan worden gerelateerd aan de traditionele lezing en curriculum delivery-modellen dat de belangrijkste wegen van steun, zoals ruimtelijk verbeterde aanpak van het onderwijs weg te laten. Zo kan bijvoorbeeld ruimtelijk verbeterde aanpak in Statica de visualisatie van de manier waarop krachten interactie buiten typische analytische analyse richten en te versterken procedurele kennis van studenten met geaarde conceptualisering. De effectiviteit van dergelijke interventies onderzocht moet worden vanuit een cognitief neurowetenschappelijk perspectief. Elektro-encefalogram (EEG) presenteert een unieke en mobiele methode voor het meten hersengolfactiviteit studenten. Individuen het uitvoeren van taken die beta activering ontlokken zijn over het algemeen erg bezig met de taak details en zijn alert op wat ze aan het doen zijn 19,20. Zoals taakeisen verhogen, de amplitude van de bèta golven toeneemt, evenals de omvang van de corticale gebied de bandbreedtes bezetten. Hoe meer neuronen die brand binnende beta frequentiebereik (alpha 8 - 12 Hz, beta: 12 - 24 Hz) kan worden gedefinieerd als meer beta vermogen. Relatedly, als één wordt ervaren in een taak, de amplitude van bètagolven af, die minder energie beta. Dit is onderdeel van de neurale efficiency hypothese 21-28, waarbij grotere taak ervaring bij het ​​uitvoeren van een taak houdt verband met een afname van frequentiemacht. Hoewel EEG is eerder gebruikt in de studie van ruimtelijk inzicht (vaak mentale rotatie en ruimtelijke navigatietaken) - en toepasselijke data geïdentificeerd in de alfa, beta en theta banden 27-33 - alfa- en beta banden werden geobserveerd te studie, en beta werd geselecteerd voor verdere representatieve analyse in dit document en in het voorlopig verslag van de conferentie 9. Onderstaande dus richten op bèta band analyse omschreven procedures, maar een onderzoek naar alle drie de bands, afhankelijk van de geregistreerde gegevens, wordt aanbevolen in de toekomst. Deneurale efficiency hypothese is getest op diverse taken, zoals schaken, visueel-ruimtelijke geheugen, balanceren, en rusten. Alle hebben aangegeven taak ervaring als factor in een verminderde frequentie van de macht bij het uitvoeren van bekende taken. Eén bepaalde studie 25 heeft bewijs gepresenteerd dat, hoewel de intelligentie van een persoon (zoals gemeten door IQ) kan helpen bij het ​​individu het verwerven van de vaardigheden om een taak, ervaring met de taak uit te voeren opweegt tegen intelligentie in haar bijdrage aan de neurale efficiency. Met andere woorden, de meer ervaren een individu is, hoe efficiënter neurally hij of zij wordt. Bestaande neurale efficiëntie studies met ruimtelijk inzicht zijn voornamelijk gericht op ruimtelijke rotatie en ander probleem sets zijn gebruikt om verschillende populaties vergelijken (bijv., M / v) 27-28. EEG-onderzoek van ruimtelijk inzicht taken hebben ook inzicht door het vergelijken van de prestaties van andere soorten taken (bijv., Verbale taken)27,29,30. De werkwijzen die in dit document nadruk op en vergelijk problemen van de MCT, PSVT: R, en statisch evenwicht taken, die betrekking hebben op ruimtelijk inzicht, maar zijn niet beperkt tot rotatie en ruimtelijke navigatie. Andere ruimtelijke taken kunnen worden gebruikt in plaats van degene die als voorbeeld in dit manuscript. Op deze manier kan extra inzicht in de toekomst met betrekking tot verschillende populaties worden verkregen (bijv., Man / vrouw of deskundige / beginnende) om uiteindelijk te verbeteren techniek onderwijspraktijk. In een poging om ruimtelijk inzicht en techniek geschiktheid te onderzoeken, hebben we een protocol met behulp van EEG-metingen aan de beta golf activeringen van slecht presterende deelnemers hoog presterende identificeren gedurende een beperkte batterij van specifieke ruimtelijke en technische taken ontwikkeld. In dit geval is de term presteert houdt verband met de uitvoering van de deelnemer, en niet een afspiegeling is van de hoeveelheid tijd in het veld door deleerling, aangezien alle deelnemers op ongeveer hetzelfde moment in hun opleiding. Bovendien, het probleem set betrokken is heel specifiek en basic; dus de termen &quot;expert&quot; of &quot;high performing&quot; hierin niet mag worden beschouwd in de zin van een expert, professioneel werkzaam ingenieur, maar die alleen hoge prestaties in deze smalle stukje techniek mechanica curriculum en ruimtelijk inzicht instrumenten. De neurale metingen kunnen ook worden gebruikt om een ​​bruto trends waarvoor taaktypen kunnen meer cognitieve hulpmiddelen rekruteren dan andere, met betrekking tot mogelijke interpretatie moeilijkheidsgraad identificeren. Deze informatie kan mogelijk inzicht geven in de toekomstige evaluatie en interventie met betrekking tot ruimtelijk inzicht. Andere toekomstige inzicht kan worden verkregen door te kijken naar meer specifieke gebieden van de hersenen, hetgeen niet mogelijk was in dit onderzoek vanwege het beperkte aantal kanalen in het EEG gebruikte hardware.

<table><tbody><tr><td>Emotiv EPOC Model 1.0</td><td>Emotiv</td><td>Model: Emotiv Premium</td><td>"High resolution, multi-channel, portable EEG-systeem."</td></tr><tr><td>Emotiv Control Panel (software)</td><td>Emotiv</td><td></td><td>Wordt gebruikt voor gegevensverzameling.</td></tr><tr><td>Emotiv Testbench (software)</td><td>Emotiv</td><td></td><td>Wordt gebruikt voor gegevensverzameling.</td></tr><tr><td>Virtual Serial Port Emulator - VSPE (software)</td><td>ETERLOGIC.COM</td><td></td><td>Gebruikte COM10 in gegevensverzameling. Beschikbaar als gratis download, afhankelijk van het besturingssysteem.</td></tr><tr><td>E-Prime 2.0 (software)</td><td>Psychology Software Tools</td><td></td><td>Wordt gebruikt voor gegevensverzameling (presentatie van problemen aan deelnemers en verzameling van markers voor verschillende fasen).</td></tr><tr><td>EEGLab 13.4.4b (software)</td><td>Swartz Center for Computational Neuroscience (SCCN)</td><td></td><td>Wordt gebruikt voor gegevensanalyse. "Een open source omgeving voor elektrofysiologische signaalverwerking". SCCN is een centrum van het Institute for Neural Computation, de Universiteit van Californië San Diego.</td></tr><tr><td>MATLAB R2014b</td><td>The Mathworks, Inc.</td><td></td><td>Wordt gebruikt om EEGLab uit te voeren</td></tr><tr><td>Microsoft Excel 2013</td><td>Microsoft</td><td></td><td>Wordt gebruikt om getabeleerde resultaten van EEGLab & MATLAB samen te stellen en te vergelijken, om tabellen te maken</td></tr><tr><td>Camcorder met ingebouwde Mic</td><td>Canon</td><td>CNVHFR50</td><td>Wordt gebruikt om sessies op te nemen</td></tr><tr><td>Spuitkit (5 cc spuit & 16 G stompe naalden x 2)</td><td>Electro-Cap Intnl. Inc.</td><td>E7</td><td>Voor het vochtig houden van de vilten kussentjes van de EEG-kap.</td></tr><tr><td>Nuprep EEG Skin Prep Gel</td><td>Weaver and Company</td><td>10-30</td><td>Voor het reinigen van de processus mastoideus.</td></tr><tr><td>Ontsmettingsmiddel</td><td>Purell</td><td>S-12808</td><td>Voor het ontsmetten van handen</td></tr></tbody></table>

door gebruik te maken elektro metingen voor vergelijking van taakspecifieke neural efficiëntieverbeteringen: ruimtelijke intelligence tasks

Utilizing Electroencephalography Measurements for Comparison of Task-Specific Neural Efficiencies: Spatial Intelligence Tasks

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 &#39;, 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.

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 ...

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.

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

Spatial intelligence is often linked to success in engineering education and engineering professions. The use of electroencephalography enables ...

Het algemene doel van deze procedure is om de neurale efficiëntie te vergelijken van participanten die probleemsets voltooien waarvoor ruimtelijk inzicht vereist is. Deze methode kan kernvragen in het vakgebied van de technische opleiding beantwoorden, zoals: kunnen studenten in één semester expertise verwerven in kerninhoud? Of: hoe verschillen neurologische metingen wanneer studenten een probleem oplossen met behulp van ruimtelijk inzicht, vergeleken met wanneer zij een technisch probleem oplossen?Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het inzicht biedt in de efficiëntie van de hersenen. Deze informatie kunnen we vervolgens koppelen aan de prestaties van studenten. Hoewel deze methode inzicht biedt in ruimtelijk vermogen en statische vraagstukken, kan deze ook worden toegepast op andere vaardigheidsmetingen en probleemtypes, zoals die in geavanceerde dynamica.Bradley Robinson, een onderzoeker in opleiding aan de bacheloropleiding in het laboratorium, zal de procedure demonstreren. Steven Wood, eveneens een onderzoeker in opleiding aan de bacheloropleiding in ons team, zal het protocol ontvangen dat we vandaag demonstreren. Begin met het opzetten van de elektro-encefa

utilizing-electroencephalography-measurements-for-comparison-task

Research

JoVE Journal

Behavior

Gedrag

We maken gebruik van magneto-en elektro-encefalografie (MEG / EEG), gecombineerd met anatomische informatie gevangen genomen door magnetische resonantie beeldvorming (MRI), om de dynamiek van het corticale netwerk is verbonden met auditieve aandacht kaart te brengen.

Het in kaart brengen Corticale Dynamics Met Gelijktijdige MEG / EEG en Anatomisch beperkt Minimum-norm Schattingen: een auditieve aandacht Voorbeeld

Neuroimaging onderzoekers overwegen over het algemeen de reactie van de hersenen als de gemiddelde activiteit in herhaalde experimentele proeven en te negeren signaal variabiliteit in de tijd als "ruis". Het is echter duidelijk dat er signaal dat ruis. Dit artikel beschrijft de nieuwe methode van multiscale entropie voor het kwantificeren van de hersenen het signaal variabiliteit in de tijd domein.

Toepassingen van EEG Neuroimaging gegevens: Event-Related Potentials, Spectral Power, en Meerschalige Entropy

Patiënten geïmplanteerd met intracraniële elektroden bieden een unieke kans om neurologische gegevens uit verschillende gebieden van de hersenen nemen terwijl de patiënt voert gedragstaken. Hier presenteren we een methode van het opnemen van geïmplanteerde patiënten die reproduceerbaar bij andere instellingen kunnen zijn die toegang hebben tot deze patiëntengroep.

Het uitvoeren van Behavioral Taken in Proefpersonen met intracraniële elektroden

Het monitoren van hersenactiviteit tijdens rechtopstaande motorische taken is van grote waarde bij het onderzoeken van de neurale bron van bewegingsstoornissen. Hier demonstreren we een protocol dat functionele nabij-infraroodspectroscopie combineert met continue monitoring van spier- en kinematische activiteit tijdens 4 soorten motorische taken.

Functionele Near Infrared Spectroscopy van de sensorische en motorische gebieden van de hersenen met Gelijktijdig kinematische en EMG Monitoring Tijdens Motor Taken

Presenteren we twee analytische protocollen die kunnen worden gebruikt voor het analyseren van intracraniële elektro-encefalografie gegevens met behulp van de statistische parametrische Mapping (SPM) software: analyse van het tijd-frequentie statistische parametrische toewijzing voor neurale activiteit, en dynamische causale het modelleren van geïnduceerde Responsie voor intra - en intersite - interregionale verbindingen.

Analyseren van neurale activiteit en connectiviteit intracraniële EEG-gegevens gebruiken met SPM Software

Het huidige protocol beschrijft hoe gelijktijdige EEG- en fNIRS-opnamen moeten worden uitgevoerd en hoe de relatie tussen de EEG- en fNIRS-gegevens kan worden geinspecterd.

Het uitvoeren van gelijktijdige elektro-encefalografie en functionele nabij-infrarood spectroscopie-opnamen met een flanker taak

Het hier gepresenteerde protocol geeft informatie over de gelijktijdige elektro-encefalografie (EEG) en gedragsbeoordeling in realtime. We hebben alle stappen in dit protocol besproken als een aantrekkelijke oplossing voor onderzoekers op vele gebieden van de neurowetenschappen, met name op het gebied van leren en geheugen.

Gelijktijdige monitoring van draadloze elektrofysiologie en geheugengedragstest als een hulpmiddel om hippocampale neurogenese te bestuderen

Magneto-encefalografie (MEG) en high-density elektro-encefalografie (HD-EEG) worden zelden tegelijkertijd geregistreerd, hoewel ze bevestigende en aanvullende informatie opleveren. Hier illustreren we de experimentele opzet voor het registreren van gelijktijdige MEG en HD-EEG en de methodologie voor het analyseren van deze gegevens met als doel epileptogene en welsprekende hersengebieden te lokaliseren bij kinderen met resistente epilepsie.

Beeldvorming van elektromagnetische bronnen bij preoperatieve evaluatie van kinderen met resistente epilepsie

Een nieuw protocol voor gepersonaliseerde transcraniële magnetische stimulatie in combinatie met elektro-encefalografie (TMS-EEG) mapping van corticale netwerken, geïnformeerd door meerdere magnetische resonantie beeldvorming (MRI) datamodaliteiten.

Neuroimaging-geleide TMS-EEG voor real-time corticale netwerkmapping

Ontwikkeling van een effectief brein-machine-interface (BMI)-systeem voor de restauratie en rehabilitatie van tweebenige voortbeweging vereist nauwkeurige decodering van opzet gebruiker. Hier presenteren we een nieuwe experimentele protocol en gegevensverzameling techniek voor simultane niet-invasieve overname van neurale activiteit, spieractiviteit, en het hele lichaam kinematica tijdens diverse motoriek taken en omstandigheden.

Gelijktijdig Scalp Elektro-encefalografie (EEG), Elektromyografie (EMG) en Whole-body Segmental Inertial Opname voor Multi-modale Neural Decoding

Leer hoe je EEG-metingen gebruikt om neurale efficiëntie te vergelijken bij ruimtelijke intelligentietaken. Deze methode onthult inzichten in hersenactiviteit tijdens probleemoplossing en ondersteunt engineeringonderwijs.

Door gebruik te maken Elektro Metingen voor Vergelijking van taakspecifieke Neural Efficiëntieverbeteringen: Ruimtelijke Intelligence Tasks (Video) | JoVE Journal

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

Meer video's verkennen