Name: Połączenie eksperymentów behawioralnych opartych na grach komputerowych z EEG o dużej gęstości i śledzeniem wzroku w podczerwieni (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-12-16T17:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 40 s
Description: Poznaj metodę jednoczesnego rejestrowania wysokiej gęstości EEG i śledzenia wzroku podczas zadań poznawczych osadzonych w grze komputerowej. Technika ta zmniejsza lęk przed występem i utrzymuje motywację uczestników.

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

Projekt ten jest finansowany z grantu badawczego Pilot Research Grant #2597 organizacji Autism Speaks oraz z programu Faculty Early Career Development Award #BCS-0846892 amerykańskiej Narodowej Fundacji Nauki (US National Science Foundation).

<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>
<li>Belmonte, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shifts+of+visual+spatial+attention+modulate+a+steady-state+visual+evoked+potential%5BTitle%5D)+AND+%22Cognitive+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Shifts of visual spatial attention modulate a steady-state visual evoked potential.</a> Cognitive Brain Research. 6, 295-307 (1998).</li>
<li>Belmonte, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Abnormal+attention+in+autism+shown+by+steady-state+visual+evoked+potentials%5BTitle%5D)+AND+%22Autism%22%5BJournal%5D)">Abnormal attention in autism shown by steady-state visual evoked potentials.</a> Autism. 4, 269-285 (2000).</li>
<li>Benton, A. L., Sivan, A. B., Hamsher, K., Varney, N. R., Spreen, O. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBenton%2C+AL+%22Contributions+to+Neuropsychological+Assessment%22">Contributions to Neuropsychological Assessment</a>. , Oxford University Press. New York. (1994).</li>
<li>Berka, C., Levendowski, D. J., Cvetinovic, M. M., Petrovic, M. M., Davis, G., Lumicao, M. N., Zivkovic, V. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+analyses+of+EEG+indexes+of+alertness%2C+cognition+and+memory+acquired+with+a+wireless+EEG+headset%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Human-Computer+Interaction%22%5BJournal%5D)">Real-time analyses of EEG indexes of alertness, cognition and memory acquired with a wireless EEG headset.</a> International Journal of Human-Computer Interaction. 17, 151-170 (2004).</li>
<li>Bradley, M. M., Miccoli, L., Escrig, M. A., Lang, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+pupil+as+a+measure+of+emotional+arousal+and+autonomic+activation%5BTitle%5D)+AND+%22Psychophysiology%22%5BJournal%5D)">The pupil as a measure of emotional arousal and autonomic activation.</a> Psychophysiology. 45, 602-607 (2008).</li>
<li>Brookings, J. B., Wilson, G. F., Swain, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Psychophysiological+responses+to+changes+in+work-load+during+simulated+air+traffic+control%5BTitle%5D)+AND+%22Biological+Psychology%22%5BJournal%5D)">Psychophysiological responses to changes in work-load during simulated air traffic control.</a> Biological Psychology. 42, 361-377 (1996).</li>
<li>Castel, A. D., Pratt, J., Drummond, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+action+video+game+experience+on+the+time+course+of+inhibition+of+return+and+the+efficiency+of+visual+search%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Psychologica%22%5BJournal%5D)">The effects of action video game experience on the time course of inhibition of return and the efficiency of visual search.</a> Acta Psychologica. 119, 217-230 (2005).</li>
<li>Chaytor, N., Schmitter-Edgecombe, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+ecological+validity+of+neuropsychological+tests%3A+a+review+of+the+literature+on+everyday+cognitive+skills%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychology+Review%22%5BJournal%5D)">The ecological validity of neuropsychological tests: a review of the literature on everyday cognitive skills.</a> Neuropsychology Review. 13, 181-197 (2003).</li>
<li>Dalton, K. M., Nacewicz, B. M., Johnstone, T., Schaefer, H. S., Gernsbacher, M. A., Goldsmith, H. H., Alexander, A. L., Davidson, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gaze+fixation+and+the+neural+circuitry+of+face+processing+in+autism%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Gaze fixation and the neural circuitry of face processing in autism.</a> Nature Neuroscience. 8, 519-526 (2005).</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%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">EEGLAB: an open source toolbox for analysis of single-trial EEG dynamics.</a> Journal of Neuroscience Methods. 134, 9-21 (2004).</li>
<li>Ebisawa, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+video-based+eye-gaze+detection+method%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Instrumentation+and+Measurement%22%5BJournal%5D)">Improved video-based eye-gaze detection method.</a> IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 47, 948-955 (1998).</li>
<li>Feng, J., Spence, I., Pratt, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Playing+an+action+video+game+reduces+gender+differences+in+spatial+cognition%5BTitle%5D)+AND+%22Psychological+Science%22%5BJournal%5D)">Playing an action video game reduces gender differences in spatial cognition.</a> Psychological Science. 18, 850-855 (2007).</li>
<li>Ferree, T. C., Luu, P., Russell, G. S., Tucker, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scalp+electrode+impedance%2C+infection+risk%2C+and+EEG+data+quality%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Scalp electrode impedance, infection risk, and EEG data quality.</a> Clinical Neurophysiology. 112, 536-544 (2001).</li>
<li>Golan, O., Baron-Cohen, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Systemizing+empathy%3A+teaching+adults+with+Asperger+syndrome+or+high-functioning+autism+to+recognize+complex+emotions+using+interactive+media%5BTitle%5D)+AND+%22Development+and+Psychopathology%22%5BJournal%5D)">Systemizing empathy: teaching adults with Asperger syndrome or high-functioning autism to recognize complex emotions using interactive media.</a> Development and Psychopathology. 18, 591-617 (2006).</li>
<li>Graner Ray, S., S, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gender+inclusive+game+design%3A+Expanding+the+market%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Gender inclusive game design: Expanding the market.</a> , Charles River Media. Hingham, Massachusetts. (2004).</li>
<li>Green, C. S., Bavelier, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Action+video+game+modifies+visual+selective+attention%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Action video game modifies visual selective attention.</a> Nature. 423, 534-537 (2003).</li>
<li>Green, C. S., Bavelier, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enumeration+versus+multiple+object+tracking%3A+the+case+of+action+video+game+players%5BTitle%5D)+AND+%22Cognition%22%5BJournal%5D)">Enumeration versus multiple object tracking: the case of action video game players.</a> Cognition. 101, 217-245 Forthcoming.</li>
<li>Green, C. S., Bavelier, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+action+video+games+on+the+spatial+distribution+of+visuospatial+attention%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Psychology+Human+Perception+and+Performance%22%5BJournal%5D)">Effect of action video games on the spatial distribution of visuospatial attention.</a> Journal of Experimental Psychology Human Perception and Performance. 32, 1465-1478 (2006).</li>
<li>Green, C. S., Bavelier, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Action-video-game+experience+alters+the+spatial+resolution+of+vision%5BTitle%5D)+AND+%22Psychological+Science%22%5BJournal%5D)">Action-video-game experience alters the spatial resolution of vision.</a> Psychological Science. 18, 88-94 (2007).</li>
<li>Hafed, Z. M., Clark, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microsaccades+as+an+overt+measure+of+covert+attention+shifts%5BTitle%5D)+AND+%22Vision+Research%22%5BJournal%5D)">Microsaccades as an overt measure of covert attention shifts.</a> Vision Research. 42, 2533-2545 (2002).</li>
<li>Lieberman, H. R., Pentland, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microcomputer-based+estimation+of+psychophysical+thresholds%3A+the+best+PEST%5BTitle%5D)+AND+%22Behavior+Research+Methods+and+Instrumentation%22%5BJournal%5D)">Microcomputer-based estimation of psychophysical thresholds: the best PEST.</a> Behavior Research Methods and Instrumentation. 14, 21-25 (1982).</li>
<li>Luck, S. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLuck%2C+SJ+%22An+Introduction+to+the+Event-Related+Potential+Technique%22">An Introduction to the Event-Related Potential Technique</a>. , MIT Press. Cambridge, Massachusetts. (2005).</li>
<li>Lykken, D. T., Venables, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+measurement+of+skin+conductance%3A+a+proposal+for+standardization%5BTitle%5D)+AND+%22Psychophysiology%22%5BJournal%5D)">Direct measurement of skin conductance: a proposal for standardization.</a> Psychophysiology. 8, 656-672 (1971).</li>
<li>Makeig, S., Delorme, A., Westerfield, M., Jung, T., Townsend, J., Courchesne, E., Sejnowski, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electroencephalographic+brain+dynamics+following+manually+responded+visual+targets%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Biology%22%5BJournal%5D)">Electroencephalographic brain dynamics following manually responded visual targets.</a> PLoS Biology. 2, e176-e176 (2004).</li>
<li>Makeig, S., Jung, T., Bell, A. J., Ghahremani, D., Sejnowski, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blind+separation+of+auditory+event-related+brain+responses+into+independent+components%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Blind separation of auditory event-related brain responses into independent components.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 94, 10979-10984 (1997).</li>
<li>Makeig, S., Westerfield, M., Jung, T. P., Enghoff, S., Townsend, J., Courchesne, E., Sejnowski, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+brain+sources+of+visual+evoked+responses%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Dynamic brain sources of visual evoked responses.</a> Science. 295, 690-694 (2002).</li>
<li>Morgan, S. T., Hansen, J. C., Hillyard, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+attention+to+stimulus+location+modulates+the+steady-state+visual+evoked+potential%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Selective attention to stimulus location modulates the steady-state visual evoked potential.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 93, 4770-4774 (1996).</li>
<li>Pentland, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Maximum+likelihood+estimation%3A+the+best+PEST%5BTitle%5D)+AND+%22Perception+and+Psychophysics%22%5BJournal%5D)">Maximum likelihood estimation: the best PEST.</a> Perception and Psychophysics. 28, 377-379 (1980).</li>
<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>
<li>Posner, M. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Orienting+of+attention%5BTitle%5D)+AND+%22Quarterly+Journal+of+Experimental+Psychology%22%5BJournal%5D)">Orienting of attention.</a> Quarterly Journal of Experimental Psychology. 32, 3-25 (1980).</li>
<li>Smith, M. E., McEvoy, L. K., Gevins, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurophysiological+indices+of+strategy+development+and+skill+acquisition%5BTitle%5D)+AND+%22Cognitive+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Neurophysiological indices of strategy development and skill acquisition.</a> Cognitive Brain Research. 7, 389-404 (1999).</li>
<li>St John, M., Kobus, D. A., Morrison, J. G. A multi-tasking environment for manipulating and measuring neural correlates of cognitive workload. Proceedings of the 2002 IEEE 7th Confer-ence on Human Factors and Power Plants, 15-19 Sept. 2002, Scottsdale, Arizona, , IEEE. New York. (2002).</li>
<li>St John, M., Kobus, D. A., Morrison, J. G., Schmorrow, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Overview+of+the+DARPA+augmented+cognition+technical+integration+experiment%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Human-Computer+Interac-tion%22%5BJournal%5D)">Overview of the DARPA augmented cognition technical integration experiment.</a> International Journal of Human-Computer Interac-tion. 17, 131-149 (2004).</li>
<li>Thorell, L. B., Lindqvist, S., Nutley, S. B., Bohlin, G., Klingberg, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Training+and+transfer+effects+of+executive+functions+in+preschool+children%5BTitle%5D)+AND+%22Developmental+Science%22%5BJournal%5D)">Training and transfer effects of executive functions in preschool children.</a> Developmental Science. 12, 106-113 (2009).</li>
<li>Valla, J. M., Ganzel, B. L., Yoder, K. J., Chen, G. M., Lyman, L. T., Sidari, A. P., Keller, A. E., Maendel, J. W., Perlman, J. E., Wong, S. K. L., Belmonte, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((More+than+maths+and+mindread-ing%3A+sex+differences+in+empathising%2Fsystemising+covariance%5BTitle%5D)+AND+%22Autism+Research%22%5BJournal%5D)">More than maths and mindread-ing: sex differences in empathising/systemising covariance.</a> Autism Research. , Forthcoming (2010).</li>
<li>Witkin, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Individual+differences+in+ease+of+perception+of+embedded+figures%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Personality%22%5BJournal%5D)">Individual differences in ease of perception of embedded figures.</a> Journal of Personality. 19, 1-15 (1950).</li>
<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>

Nie zadeklarowano żadnych konfliktów interesów.

Być może najważniejszą pojedynczą przeszkodą w badaniach integracyjnych jest praktyczne ograniczenie czasu, przez który od pojedynczego badanego (zwłaszcza z populacji klinicznej) można racjonalnie oczekiwać wykonywania zadań, zanim wystąpi zmęczenie. Niestety, często im bardziej bodziec jest kontrolowany z punktu widzenia naukowca, tym bardziej powtarzalny i nużący może wydawać się eksperyment z perspektywy badanego. Badania behawioralne nad zaburzeniami neuropsychiatrycznymi w ostatnich latach podkreśliły znaczenie mot...

<table><tbody><tr><td>128-kanałowy system pomiarowy BioSemi ActiveTwo</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>Zestaw A 32-kanałowy + CMS/DRL</td><td>BioSemi</td><td>P32-ABC-ACMS</td><td></td></tr><tr><td>Zestaw B 32-kanałowy</td><td>BioSemi</td><td>P32-ABC-B</td><td></td></tr><tr><td>Zestaw C 32-kanałowy</td><td>BioSemi</td><td>P32-ABC-C</td><td></td></tr><tr><td>Zestaw D 32-kanałowy</td><td>BioSemi</td><td>P32-ABC-D</td><td></td></tr><tr><td>Elektrody EX1-EX8</td><td>BioSemi</td><td>8 x TP PIN</td><td></td></tr><tr><td>Czepek 128-kanałowy</td><td>BioSemi</td><td>CAP M 128</td><td></td></tr><tr><td>Podczerwieniony system śledzenia wzroku EyeLink 1000</td><td>SR Research Ltd.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Aktualizacja kamery zdalnej EyeLink 1000 Remote Camera Upgrade</td><td>SR Research Ltd.</td><td>n/a</td><td>Umożliwia śledzenie naklejek celu</td></tr><tr><td>Żel do elektrod SignaGel</td><td>Parker Laboratories Inc.</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>0.05% elektrolityczny żel KCl (NaCl)</td><td>N/A</td><td>n/a</td><td>Zakupiony w aptece recepturowej</td></tr><tr><td>Intensity Pro</td><td>Blackmagic Design</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

Łączenie eksperymentów behawioralnych opartych na grach komputerowych z wysokogęstościowym eeg i podczerwienią do śledzenia spojrzenia

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

Paradygmaty eksperymentalne są wartościowe o tyle, o ile czas i inne parametry ich bodźców są dobrze określone i kontrolowane oraz o tyle, o ile dostarczają danych istotnych dla procesów poznawczych zachodzących w warunkach ekologicznie prawidłowych. Te dwa cele często pozostają w sprzeczności, ponieważ dobrze kontrolowane bodźce bywają zbyt powtarzalne, by utrzymać motywację badanych. Badania wykorzystujące elektroencefalografię (EEG) są często szczególnie podatne na ten dylemat między trafnością ekologiczną a kontrolą eksperymentalną: uzyskanie wystarczającego stosunku sygnału do szumu w średnich fizjologicznych wymaga dużej liczby powtórzeń prób w ramach długich sesji rejestracyjnych, co ogranicza grupę badanych do osób posiadających zdolność i cierpliwość do wielokrotnego wykonywania określonego zadania. Ograniczenie to znacznie utrudnia badaczom możliwość analizy młodszych populacji, jak równe populacji klinicznych wiążących się ze zwiększonym lękiem lub zaburzeniami uwagi. Nawet dorośli badani bez objawów klinicznych mogą nie być w stanie osiągnąć swoich typowych poziomów wydajności lub zaangażowania poznawczego: osoba niezmotywowana, dla której zadanie eksperymentalne jest niczym więcej niż przykrym obowiązkiem, różni się pod względem behawioralnym, poznawczym i neuronalnym od osoby wewnętrznie zmotywowanej i zaangażowanej w zadanie. Rosnąca liczba publikacji wykazuje, że osadzenie eksperymentów w grach wideo może stanowić rozwiązanie tego dylematu między kontrolą eksperymentalną a trafnością ekologiczną. Narracja gry zapewnia bardziej realistyczny kontekst, w którym odbywają się zadania, co zwiększa ich trafność ekologiczną (Chaytor &amp; Schmitter-Edgecombe, 2003). Co więcej, taki kontekst dostarcza motywacji do wykonywania zadań. W naszej grze badani realizują różne misje w celu zbierania zasobów, odpierania ataków piratów, przechwytywania komunikatów lub ułatwiania relacji dyplomatycznych. Przy okazji wykonują oni szereg zadań poznawczych, w tym paradygmat przesunięcia uwagi Posnera (Posner, 1980), test inhibicji motorycznej go/no-go, psychofizyczne zadanie progu koherencji ruchu, Test Osadzonych Figur (Witkin, 1950, 1954) oraz zadanie sprawdzające teorię umysłu (Wimmer &amp; Perner, 1983). Oprogramowanie gry automatycznie rejestruje bodźce gry oraz działania i reakcje badanych w pliku dziennika (log file) i wysyła kody zdarzeń w celu synchronizacji z rejestratorami danych fizjologicznych. Dzięki temu grę można łączyć z pomiarami fizjologicznymi, takimi jak EEG lub fMRI, a także z monitorowaniem spojrzenia w czasie rzeczywistym. Śledzenie spojrzenia pozwala zweryfikować zgodność badanych z zadaniami behawioralnymi (np. fiksacją) i jawną uwagę skierowaną na bodźce eksperymentalne, a także pobudzenie fizjologiczne odzwierciedlone w rozszerzeniu źrenic (Bradley et al., 2008). Przy odpowiednio wysokich częstotliwościach próbkowania śledzenie spojrzenia może również pomóc w ocenie uwagi ukrytej, przejawiającej się w mikrosakkadach – ruchach oka zbyt małych, by skierować dołeczek centralny na nowy obiekt, lecz równie szybkich w fazie początkowej i wykazujących taką samą zależność między odległością kątową a prędkością szczytową, jak sakkady pokonujące większe odległości. Rozkład kierunków mikrosakkad koreluje z (w przeciwnym razie) ukrytym kierunkiem uwagi (Hafed &amp; Clark, 2002).

Opisano procedury rejestracji danych EEG o wysokiej gęstości oraz danych o kierunku spojrzenia podczas zadań poznawczych opartych na grach komputerowych. Wykorzystanie gry wideo do prezentacji zadań poznawczych zwiększa trafność ekologiczną bez utraty kontroli eksperymentalnej.

Łączenie eksperymentów behawioralnych opartych na grach komputerowych z wysokogęstościowym EEG i podczerwienią do śledzenia spojrzenia

Paradygmaty eksperymentalne są wartościowe o tyle, o ile czas wystąpienia i inne parametry ich bodźców są precyzyjnie określone i kontrolowane, oraz o tyle, o ile one...

W niniejszym filmie zaprezentowano procedurę jednoczesnego śledzenia wzroku i rejestracji sygnału EEG o wysokiej gęstości u osób badanych podczas wykonywania angażujących i ekologicznie trafnych zadań poznawczych wkomponowanych w grę komputerową. W pierwszej kolejności u badanego mocuje się elektrody, a następnie przeprowadza kalibrację kamery do śledzenia wzroku.Badany gra w grę, podczas gdy rejestrowane są dane EEG oraz śledzenia wzroku (Gaze). Uzyskiwane są potencjały wywołane oraz spektralne zaburzenia związane z zdarzeniami, które są wywoływane przez zdarzenia w grze. Główną zaletą tej techniki w porównaniu z istniejącymi metodami, na przykład pakietami do prezentacji bodźców takimi jak ePrime czy presentation, jest to, że osadzenie eksperymentów w grze komputerowej zmniejsza lęk przed oceną poprzez odejście od jawnego kontekstu testowego oraz pomaga badanym zachować motywację i zaangażowanie w zadania podczas długiej sesji eksperymentalnej.Obejmuje szeroki zakres zadań poznawczych. Cechy te są szczególnie istotne w przypadku populacji pediatrycznych i klinicznych, u których uwaga i motywacja mogą stanowić przeszkody podczas złożonych lub długotrwałych sesji eksperymentalnych. Nazywam się Keith Yoder i jestem asystentem badawczym w Laboratorium Beaumont.Pomagać mi będzie dzisiaj David Post, technik laboratoryjny i student studiów magisterskich na UAUA w Katedrze Rozwoju Człowieka. Będziemy korzystać z 128-kanałowego systemu pomiarowego bios, półaktywnego z dwoma pomiarami, oraz podczerwonego trackera wzroku iLink 1000 firmy SR Research. Zanim rozpocznie się połączony eksperyment z grą komputerową i EEG, elektrody należy zbalansować, aby upewnić się, że mają niewielkie przesunięcia w zakresie plus lub minus 20 µV na godzinę przed przybyciem badanego. W przypadku eksperymentu EEG zbalansuj elektrody, namaczając je przez 5 do 10 minut w kąpieli solnej składającej się z jednej łyżeczki soli na litr wody destylowanej.Nie pozostawiaj elektrod w żadnym płynie dłużej niż przez 10 minut jednorazowo. Po wyjęciu elektrod z kąpieli solnej, użyj butelki z rozpylaczem wypełnionej wodą destylowaną, aby opłukać je tuż przed przybyciem badanego. Włącz konwertery kamer do śledzenia wzroku oraz komputery do jednoczesnego śledzenia wzroku i EEG; upewnij się, że w kamerze do śledzenia wzroku zastosowano obiektyw o ogniskowej 16 mm.Układ wykorzystuje cztery komputery: jeden dedykowany do śledzenia wzroku, jeden dedykowany do akwizycji EEG, jeden dedykowany do prezentacji bodźców oraz jeden do akwizycji wideo i analizy danych. Dwa konwertery służą do manipulowania wyjściami VGA z komputera do śledzenia wzroku oraz komputera do prezentacji bodźców i przesyłania połączonego sygnału wideo do komputera do akwizycji wideo.W ten sposób komputer do akwizycji wideo może rejestrować ekran gry widziany przez badanego, z nałożonym kursorem reprezentującym aktualną fiksację wzroku oraz znacznikiem czasu. Takie nagranie z nałożoną warstwą jest zapisywane w pliku na dysku komputera do akwizycji wideo. Przejdźmy teraz do konfiguracji EEG.Rozpocznij przygotowania do eksperymentu EEG od pomiaru obwodu głowy badanego na wysokości brwi i wgłębienia potylicznego, a następnie dobierz czepek z elektrodami o odpowiednim rozmiarze. Załóż czepek na głowę badanego, upewniając się, że metka znajduje się na zewnątrz czepka i spoczywa na karku osoby badanej.Przemieszcz czepek tak, aby elektroda A1 znajdowała się w centrum względem nasionu, inionu oraz lewej małżowiny usznej, prawego ucha i aby linia środkowa czepka pokrywała się z linią środkową głowy badanego. Nasion to wgłębienie między nosem a łukiem brwiowym. Inion to kostny wypukły punkt na linii środkowej z tyłu głowy, a małżowina uszna to chrząstkowy wyrostek znajdujący się po stronie przedniej otworu kanału słuchowego.Po umieszczeniu nasadki, nałóż pierścień klejący na plastikową obudowę elektrod. Ex pięć i ex sześć. Wyrównaj otwór pierścienia z pelletem elektrody.Zdejmij papierowy podkład z pierścienia adhezyjnego i pokryj kontakt elektrody żelem przewodzącym. Umieść EX six na prawym wyrostku sutkowatym badanego oraz EX five na lewym wyrostku sutkowatym badanego. Użyj tępej strzykawki, aby nanieść żel przewodzący do każdego uchwytu elektrody w czepku.Poruszaj końcówką strzykawki, aby rozsunąć włosy obiektu. Następnie jednocześnie naciśnij tłok i odsuń strzykawkę od głowy, podobnie jak podczas dekorowania tortu. Wypełniaj, aż żel zrówna się z górną krawędzią plastikowej obudowy.Należy uważać, aby nie przelać żelu. Lepiej użyć zbyt małej ilości żelu, ponieważ jego nadmiar może wycieknąć między miejscami rozmieszczenia elektrod, powodując ich zwarcie. W przypadku wystąpienia zwarcia elektrod nie ma możliwości naprawy.Aby zdjąć czepek, należy poprosić badanego o umycie i wysuszenie włosów, a następnie rozpocząć procedurę od nowa; trzymając wtyczki przewodów elektrod zwisające nad ramieniem, a końcówki czujników w jednej dłoni, należy delikatnie umieścić każdą elektrodę w odpowiadającym jej uchwycie w czepku elektrodowym. Chwytaj wyłącznie plastikowe obudowy elektrod i zachowaj szczególną ostrożność, aby nie przyciąć przewodów. Krytycznie ważne jest, aby nie dotykać końcówek elektrod.Kontakt ze skórą, odzieżą lub jakimkolwiek materiałem innym niż żel przewodzący pogorszy jakość elektrod. Nanieś żel przewodzący na elektrody X one do X four i użyj pierścieni klejących, aby przymocować je do twarzy badanego. Umieść elektrody X one i X two w odległości około jednego centymetra w poziomie od odpowiednio lewego i prawego kąta zewnętrznego oka badanego.Umieść elektrody X3 oraz DX4 około jeden centymetr poniżej środka lewego i prawego oka badanego, na kościach jarzmowych. Delikatnie zbierz przewody elektrod za plecami badanego i luźno owiń przewód C-M-S-D-R-L wokół pozostałych. Aby stworzyć wiązkę przewodów, umieść opaski rzepowe na górze i na dole wiązki, aby utrzymać przewody na miejscu, a następnie za pomocą taśmy medycznej przymocuj wiązkę do pleców koszulki badanego.Należy upewnić się, że przewody mają odpowiedni luz, aby szyja badanego mogła swobodnie zginać się do przodu. Teraz należy przygotować elektrody GSR, nakładając roztwór chlorku potasu na każdą z nich. Za pomocą taśmy medycznej przymocuj elektrody GSR do drugiego i trzeciego palca niedominującej ręki badanego lub tej ręki, która nie będzie używana podczas eksperymentu.Aby zarejestrować odpowiedzi behawioralne po przygotowaniu wszystkich elektrod, należy poprosić badanego o zajęcie miejsca w stacjonarnym krześle z prostym oparciem. Przed monitorem do prezentacji bodźców należy podłączyć wszystkie elektrody do modułu konwertera i sprawdzić na komputerze do akwizycji EEG, czy przesunięcia potencjałów elektrod mieszczą się w zakresie plus lub minus 40 µV. Jeśli elektroda wykazuje bardzo duże przesunięcie lub generuje szumy, należy ją delikatnie usunąć z czepek.Wprowadź więcej żelu do obudowy i wymień elektrodę. Jeśli problem nadal występuje w obrębie pojedynczej elektrody lub jeśli pojedyncza elektroda zostanie zanieczyszczona artefaktami impulsowymi, kanał ten należy interpolować z sąsiednich elektrod. Po zakończeniu rejestracji skonfiguruj śledzenie wzroku, przytwierdzając najpierw naklejkę celu nad brwią w pozycji przyśrodkowej względem oka.Uruchom aplikację do kalibracji pop-up na komputerze do prezentacji bodźców. Rozpocznij nową sesję i zmień opcję w menu rozwijanym typu na CMD. Po wprowadzeniu odpowiedniej komendy naciśnij przycisk send, aby włączyć logowanie zdarzeń z aplikacji do kalibracji pop-up w konfiguracji kamery.Ustaw kamerę tak, aby naklejka celu oraz oko badanego znajdowały się w centrum w celu automatycznego ustalenia progu. Naciśnij klawisz A na klawiaturze komputera odpowiedzialnego za prezentację bodźca. Dostosuj ostrość, obracając obiektyw kamery, aż śledzone oko będzie wyraźne.Rozpocznij kalibrację systemu śledzenia wzroku do badanego, naciskając klawisz C na klawiaturze komputera odpowiedzialnego za prezentację bodźców. Na ekranie w losowej kolejności pojawi się kropka w dziewięciu różnych lokalizacjach. Badany powinien patrzeć na kropkę w momencie jej pojawienia się, zamiast antycypować lokalizację kolejnej kropki.Aby zweryfikować kalibrację, naciśnij klawisz V. Kropki ponownie pojawią się w losowej kolejności. Jeśli kalibracja przebiegła pomyślnie, wzrok badanego zostanie zmapowany na każdą z kropek walidacyjnych.Jeśli kalibracja nie powiedzie się, należy upewnić się, że progi odbicia źrenicy i rogówki są odpowiednio ustawione. Progi dla źrenicy i rogówki można dostosować w oknie konfiguracji kamery na komputerze hosta w lewym górnym rogu ekranu; kliknięcie strzałek w górę lub w dół przy parametrach źrenicy i rogówki odpowiednio zwiększa lub zmniejsza te progi. Należy upewnić się, że częstotliwość próbkowania jest ustawiona na 500 hertz, klikając przycisk 500 Hertz.Zminimalizuj wyskakującą aplikację do kalibracji na komputerze do prezentacji bodźców i rozpocznij rejestrację danych o fiksacjach wzroku, klikając prawym przyciskiem myszy ikonę iLink na pasku zadań i wybierając Start recording. Rozpocznij nagrywanie wideo na komputerze do akwizycji wideo, korzystając z oprogramowania Black Magic Media Express. Następnie rozpocznij rejestrację EEG na komputerze do akwizycji EEG, klikając przycisk pauzy.Przechodząc do prezentacji bodźców, komputer uruchomił grę Polus, która jest specjalnie zaprojektowaną produkcją mającą na celu zapewnienie trafności ekologicznej bez utraty kontroli eksperymentalnej. W jednej z gier badani muszą uratować statek transportowy, który jest atakowany. Zadanie typu go/no-go jest realizowane poprzez wprowadzenie dziury robaczej, z której pojawia się albo przyjaciel pomagający graczowi, albo przeciwnik wyrządzający mu szkody. Gracze wykonują również zadanie spójności ruchu kropek, sterując statkiem kosmicznym przez dryfujące pola gwiazd w trakcie drugiej gry.Badani muszą korzystać z radaru w celu zbierania asteroid w zmodyfikowanym zadaniu Posnera, w którym cztery sektory, w których mogą pojawić się asteroidy, migoczą z różnymi częstotliwościami podstawowymi. Zmiany w zawartości spektralnej EEG pozwalają następnie ocenić uwagę na podstawie amplitud częstotliwości przypisanych do każdego sektora. Inna gra polega na pomocy w zawarciu traktatu galaktycznego poprzez identyfikację emocji przedstawionych na twarzach.Każda z pięciu twarzy musi zostać umieszczona w pustych polach na planszy gry, aby stworzyć rząd lub kolumnę trzech twarzy wyrażających tę samą emocję. Czwarta gra realizuje test Sally-Anne dotyczący teorii umysłu graczy. Obserwuj kapitan Sally, gdy umieszcza swój ładunek na jednej z czterech planet.Rolę Anne odgrywa kosmiczny pirat, który przenosi ładunek na inną planetę. Na koniec admirał obserwuje zarówno kapitana, jak i pirata, a następnie przekazuje kapitanowi informacje o działaniach pirata. Gracze muszą wówczas wyznaczyć kursy przechwycenia dla kapitana i pirata, wnioskując, gdzie każdy z nich będzie szukał ładunku, a tym samym wdrażając teorię umysłu pierwszego i drugiego rzędu w kontrastach między kilkoma warunkami.Niedawne wyniki w dziedzinie interakcji człowiek-komputer wskazują na skuteczność kontekstu gry w budowaniu i utrzymywaniu motywacji w zadaniach, które w przeciwnym razie mogłyby nie wydawać się angażujące w ten sposób. W ciągu jednej sesji eksperymentalnej można przeprowadzić wiele zadań poznawczych w wielu powtórzeniach bez powodowania zmęczenia badanego. Jest to szczególnie istotne, ponieważ w celu uzyskania wystarczającej liczby prób do uśredniania EEG badani powinni zgromadzić około stu prób dla każdego warunku bodźca. W przypadku bodźców słuchowych należy zastąpić głośniki pasywne w komputerze do prezentacji bodźców głośnikami aktywnymi.Następnie podłącz do prądu i włącz wzmacniacz. Ustaw głośność na poziom 60. Jest to konieczne, aby osiągnąć maksymalny poziom ciśnienia akustycznego SPL wynoszący 80 decybeli po zakończeniu rozgrywek przez badanego.Wyjdź z gry i zakończ rejestrację danych, naciskając przycisk stop w interfejsie graficznym na każdym z komputerów służących do akwizycji wideo, śledzenia wzroku i akwizycji EEG. Wyłącz moduł konwertera EEG i odłącz wszystkie przewody z urządzenia.Zdejmij pierścienie mocujące i umieść je w ciepłej wodzie destylowanej. Użyj butelki z atomizerem wypełnionej wodą destylowaną, aby usunąć pozostałości żelu z elektrod, a następnie użyj ciepłej wody z kranu i mydła, aby usunąć żel z czepek elektrod. Teraz zaprezentujemy reprezentatywne wyniki EEG.Oto wykres perturbacji spektralnych powiązanych z zdarzeniem, uzyskany z czołowej elektrody linii środkowej fz. W tej grze „present enemy” odpowiada pojawieniu się statku przeciwnika lub warunkowi go, a „present friendly” odpowiada pojawieniu się statku sprzymierzeńca lub warunkowi no-go podczas próby no-go. Typowo dzieci w prawidłowym rozwoju wykazywały istotnie większą moc EEG w paśmie gamma niż dzieci z zaburzeniami spektrum autyzmu.Podczas wykonywania tej procedury należy unikać dotykania styków elektrod, zaginania przewodów oraz stosowania nadmiernej ilości żelu.

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

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

Łączenie eksperymentów behawioralnych opartych na grach komputerowych z wysokogatunkowym EEG i infrastrukturą śledzenia wzroku

Monitorowanie ruchów gałek ocznych (lub eyetracking) pozwala określić, w których obszarach przestrzeni wzrok zatrzymuje się, kiedy i na jak długo. W niniejszym materiale demonstrujemy, w jaki sposób eyetracking może być wykorzystany do badania sprawności pamięci w wielu grupach uczestników, bez konieczności uzyskiwania raportów werbalnych lub innych form jawnych odpowiedzi.

Monitorowanie ruchów gałek ocznych w badaniach pamięci

Film demonstruje test do identyfikacji neuronów selektywnych poprzez jednoczesne śledzenie ruchu gałek ocznych i zapisy pojedynczych neuronów. Ludzki uczestnik ma za zadanie zidentyfikować obiekt docelowy spośród szeregu obiektów na wyświetlaczu, a ruch gałek ocznych jest śledzony. Jednocześnie szybkość odpalania pojedynczych neuronów jest rejestrowana przez elektrody wszczepione do mózgu. Dane z obu nagrań są skorelowane w celu oceny obecności neuronów selektywnych wobec celu.

Jednoczesne śledzenie ruchu gałek ocznych i rejestracja pojedynczych neuronów w celu identyfikacji neuronów selektywnych

Badania nad wykluczeniem społecznym ogromnie się rozwinęły w ostatnich latach. Wraz z rozwojem tej dziedziny konieczne jest opracowanie zaawansowanych metodologii pozwalających na jednoczesny pomiar wyników neuronalnych i behawioralnych podczas wykluczenia społecznego. Protokół ten wykorzystuje potencjały mózgu związane ze zdarzeniami do rejestrowania bieżącej aktywności neuronalnej podczas skomputeryzowanych interakcji społecznych.

Pomiar aktywności neuronalnej i behawioralnej podczas trwających skomputeryzowanych interakcji społecznych: badanie potencjałów mózgu związanych ze zdarzeniami

W tym artykule przedstawiono nowatorski, tani interfejs człowiek-maszyna do interaktywnego systemu rehabilitacji równowagi po udarze. System integruje gotowe, niedrogie czujniki w kierunku wolicjonalnie sterowanego paradygmatu elektroterapii. Interfejs oprogramowania typu proof-of-concept jest demonstrowany na zdrowych ochotnikach.

Interfejs człowiek-maszyna integrujący niedrogie czujniki z systemem stymulacji elektrycznej nerwowo-mięśniowej do rehabilitacji równowagi po udarze

Małe dzieci nie obserwują świata biernie, ale raczej aktywnie eksplorują i angażują się w swoje otoczenie. Protokół ten zawiera zasady przewodnie i praktyczne zalecenia dotyczące korzystania z urządzeń śledzących ruch gałek ocznych montowanych na głowie do rejestrowania dynamicznego środowiska wzrokowego niemowląt i małych dzieci oraz uwagi wzrokowej w kontekście naturalnego zachowania.

Spojrzenie w akcji: śledzenie dynamicznej uwagi wzrokowej dzieci na głowie podczas zachowań naturalistycznych

Opisujemy metodę przeprowadzania nagrań pojedynczych neuronów z jednoczesnym śledzeniem ruchu gałek ocznych u ludzi. Pokazujemy użyteczność tej metody i ilustrujemy, w jaki sposób wykorzystaliśmy to podejście do uzyskania neuronów w ludzkim przyśrodkowym płacie skroniowym, które kodują cele wyszukiwania wzrokowego.

Jednoczesne śledzenie ruchu gałek ocznych i zapisy pojedynczych neuronów u pacjentów z padaczką u ludzi

Korzystanie z czujników multimodalnych jest obiecującym sposobem na zrozumienie roli interakcji społecznych w środowisku edukacyjnym. W artykule opisano metodologię przechwytywania wspólnej uwagi wzrokowej z kolokowanych diad za pomocą mobilnych urządzeń śledzących ruch gałek ocznych.

Metodologia przechwytywania wspólnej uwagi wzrokowej za pomocą mobilnych urządzeń śledzących ruch gałek ocznych

Śledzenie ruchu gałek ocznych to nieinwazyjna metoda badania przetwarzania informacji. W tym artykule opisano, w jaki sposób śledzenie wzroku może być wykorzystane do badania zachowania wzroku podczas zadania awaryjnego symulacji lotu u pilotów o niskim czasie lotu (tj. &lt;350 godzin lotu).

Śledzenie ruchu gałek ocznych podczas złożonego zadania lotniczego w celu uzyskania wglądu w przetwarzanie informacji

Stosujemy magnetoencefalografię (MEG) oraz elektroencefalografię (EEG) w celu zmapowania obszarów mózgu zaangażowanych w przetwarzanie prostych bodźców sensorycznych.

Mapowanie funkcjonalne z jednoczesną rejestracją MEG i EEG

W niniejszym artykule opisano procedurę chirurgiczną oraz wskazówki dotyczące obsługi związane z implantacją ultrasciennej macierzy mikroelektrod na bazie poliimidu (PBM-array) na czaszkę myszy w celu rejestracji wysokiej gęstości encefalografii (EEG) w modelu mysim.

Rejestracja EEG o wysokiej gęstości u swobodnie poruszających się myszy z wykorzystaniem mikroelektrod na bazie poliamidu

Poznaj metodę jednoczesnego rejestrowania wysokiej gęstości EEG i śledzenia wzroku podczas zadań poznawczych osadzonych w grze komputerowej. Technika ta zmniejsza lęk przed występem i utrzymuje motywację uczestników.

Połączenie eksperymentów behawioralnych opartych na grach komputerowych z EEG o dużej gęstości i śledzeniem wzroku w podczerwieni (Wideo) | JoVE Journal

Łączenie eksperymentów behawioralnych opartych na grach komputerowych z wysokogęstościowym EEG i podczerwienią do śledzenia spojrzenia

Przeglądaj więcej filmów