Method Article

Połączenie eksperymentów behawioralnych opartych na grach komputerowych z EEG o dużej gęstości i śledzeniem wzroku w podczerwieni

DOI:

10.3791/2320

December 16th, 2010

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Opisano procedury rejestrowania danych EEG i spojrzenia o dużej gęstości podczas zadań poznawczych opartych na grach komputerowych. Wykorzystanie gry wideo do prezentowania zadań poznawczych zwiększa ważność ekologiczną bez poświęcania kontroli eksperymentalnej.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Paradygmaty eksperymentalne są cenne o tyle, o ile czas i inne parametry ich bodźców są dobrze określone i kontrolowane, oraz o ile dostarczają danych istotnych dla przetwarzania poznawczego, które zachodzi w ekologicznie uzasadnionych warunkach. Te dwa cele często są ze sobą sprzeczne, ponieważ dobrze kontrolowane bodźce często są zbyt powtarzalne, aby podtrzymać motywację badanych. Badania wykorzystujące elektroencefalografię (EEG) są często szczególnie wrażliwe na ten dylemat między trafnością ekologiczną a kontrolą eksperymentalną: osiągnięcie wystarczającego stosunku sygnału do szumu w średnich fizjologicznych wymaga dużej liczby powtórzonych prób w długich sesjach nagraniowych, ograniczając pulę badanych do osób zdolnych i cierpliwych do wykonywania ustalonego zadania w kółko. To ograniczenie poważnie ogranicza zdolność badaczy do badania młodszych populacji, a także populacji klinicznych związanych ze zwiększonym lękiem lub zaburzeniami uwagi. Nawet dorośli, niekliniczni pacjenci mogą nie być w stanie osiągnąć typowego poziomu wydajności lub zaangażowania poznawczego: niezmotywowany podmiot, dla którego zadanie eksperymentalne jest niewiele więcej niż obowiązkiem, nie jest taki sam, behawioralnie, poznawczo lub neuronalnie, jak podmiot, który jest wewnętrznie zmotywowany i zaangażowany w zadanie. Coraz więcej literatury pokazuje, że osadzanie eksperymentów w grach wideo może stanowić rozwiązanie tego dylematu między kontrolą eksperymentalną a ważnością ekologiczną. Narracja gry zapewnia bardziej realistyczny kontekst, w którym pojawiają się zadania, zwiększając ich ekologiczną ważność (Chaytor i Schmitter-Edgecombe, 2003). Co więcej, kontekst ten dostarcza motywacji do wykonywania zadań. W naszej grze poddani wykonują różne misje, aby zbierać zasoby, odpierać piratów, przechwytywać komunikację lub ułatwiać stosunki dyplomatyczne. W ten sposób wykonują również szereg zadań poznawczych, w tym paradygmat zmiany uwagi Posnera (Posner, 1980), test hamowania motorycznego, zadanie progu koherencji ruchu psychofizycznego, Test Figur Osadzonych (Witkin, 1950, 1954) i zadanie teorii umysłu (Wimmer i Perner, 1983). Oprogramowanie gry automatycznie rejestruje bodźce w grze oraz działania i reakcje badanych w pliku dziennika, a następnie wysyła kody zdarzeń w celu synchronizacji z rejestratorami danych fizjologicznych. W ten sposób grę można połączyć z pomiarami fizjologicznymi, takimi jak EEG lub fMRI, oraz ze śledzeniem wzroku z chwili na chwilę. Śledzenie wzroku może zweryfikować przestrzeganie przez badanych zadań behawioralnych (np. fiksacji) i jawną uwagę na bodźce eksperymentalne, a także pobudzenie fizjologiczne odzwierciedlone w rozszerzeniu źrenic (Bradley i in., 2008). Przy wystarczająco dużych częstotliwościach próbkowania, śledzenie wzroku może również pomóc w ocenie ukrytej uwagi odzwierciedlonej w mikrosakadach - ruchach gałek ocznych, które są zbyt małe, aby dostrzec nowy obiekt, ale mają tak szybki początek i mają taki sam związek między odległością kątową a prędkością szczytową, jak sakkady, które pokonują większe odległości. Rozkład kierunków mikrosakad koreluje z (skądinąd) ukrytym kierunkiem uwagi (Hafed i Clark, 2002).

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Zaprojektuj zabawną i naukowo pouczającą grę wideo

  1. Zastosuj iteracyjny proces projektowania gier, w którym kwestie związane z wartością naukową i grywalnością wzajemnie się uzupełniają. Jako eksperymentator masz pomysły na bodźce i paradygmaty zachowań, które chciałbyś zobaczyć wbudowane w grę komputerową. Ponieważ nie jesteś projektantem gier, zadanie wbudowania tych paradygmatów w gry może wydawać się szczegółem, który można rozwiązać po zakończeniu większości prac. Nic bardziej mylnego. To, czy gra przyciągnie zmotywowanych graczy, a tym samym czy Twoje dane będą gromadzone w warunkach maksymalnej wartości ekologicznej, zależy z....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Być może najważniejszą przeszkodą w badaniach integracyjnych jest praktyczne ograniczenie czasu, w którym można racjonalnie oczekiwać, że pojedynczy uczestnik eksperymentu (zwłaszcza z populacji klinicznej) wykona, zanim stanie się zmęczony. Niestety, często im bardziej kontrolowany jest bodziec z punktu widzenia naukowca, tym bardziej powtarzalny i żmudny może wydawać się eksperyment z punktu widzenia badanego. Badania behawioralne nad zaburzeniami neuropsychiatrycznymi w ostatnich latach podkreśliły znaczenie motywac.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Nie stwierdzono konfliktu interesów.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ten projekt jest finansowany przez Autism Speaks Pilot Research Grant #2597 oraz przez US National Science Foundation Faculty Early Career Development Award #BCS-0846892.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
128-kanałowy system pomiarowy BioSemi ActiveTwoBioSemihttp://www.biosemi.com
32 kanałowy zestaw A + CMS/DRLBioSemiP32-ABC-ACMS
32-kanałowy zestaw BBioSemiP32-ABC-B
32-kanałowy zestaw CBioSemiP32-ABC-C
32-kanałowy zestaw DElektrody BioSemiP32-ABC-D
EX1-EX8BioSemi8 x TP PIN
128-kanałowa nasadkaBioSemiCAP M 128
EyeLink 1000 na podczerwieńSR Research Ltd.
Zdalna aktualizacja kamery EyeLink 1000 SRResearch Ltd.n/aUmożliwia śledzenie naklejki docelowej
SignaGel elektroda żelowaParker Laboratories Inc.n/d
0,05% KCl żel elektrolityczny (NaCl)Nie dotyczyNie dotyczy Zakupiony w aptece
Intensity ProBlackmagic Design

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Bell, A. J., Sejnowski, T. J. An information maximisation approach to blind separation and blind deconvolution. Neural Computation. 7, 1129-1159 (1995).
  2. Belmonte, M. K. Shifts of visual spatial attention modulate a steady-state visual ev....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Computer Game Based ExperimentsHigh Density EEGInfrared Gaze TrackingEvent Related PotentialsPosner Attention Shifting ParadigmGo No Go TestMotion Coherence TaskEmbedded Figures TestTheory of Mind TaskGSR Electrodes

Related Articles