Method Article

Использование электроэнцефалографии измерений для сравнения конкретных задач Neural эффективностей: Задачи Spatial Intelligence

DOI:

10.3791/53327

⸱

August 9th, 2016

 ,  ,  ,  , 
1Department of Engineering Education, Utah State University, 2Department of Psychology, Utah State University

In This Article

Summary

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

Эта рукопись описывает подход к измерению нейронной активности человека при решении пространственно ориентированных инженерных задач. Методология электроэнцефалограмма помогает интерпретировать бета измерения мозговых волн с точки зрения нейронной эффективности, с целью в конечном счете, позволяет сравнения выполнения задач как между типами проблем, так и между участниками.

Abstract

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

Пространственный интеллект часто связан с успехом в области инженерного образования и инженерных специальностей. Использование электроэнцефалографии позволяет сравнительный расчет нейронной эффективности индивидов, поскольку они выполняют последовательные задачи, требующие пространственного возможность получать решения. Нейронные эффективность здесь определяется как имеющий меньше бета-активации, и, следовательно, расходуя меньшее количество нервных ресурсов, чтобы выполнить задачу, по сравнению с другими группами или другими задачами. Для между группами сравнения задач с аналогичными длительностей, эти измерения могут включить сравнение типа задачи трудности. Для внутридневных-участников и межрегиональных сопоставлений участников, эти измерения обеспечивают потенциальную понимание уровня участника пространственной способности и различные решения инженерных проблем задач. Производительность на выбранных задач могут быть проанализированы и соотнесены с бета-деятельности. Эта работа представляет собой подробный протокол исследования изучения нейронной эффективности студентов ангвыдерживается в решении типичных пространственных способностей и проблем статики. Студенты завершили проблемы, характерные для ментального Режущий Test (MCT), Purdue пространственной визуализации тест-севооборота (PSVT: R), и статики. Занимаясь в решении этих проблем, мозговые волны участников были измерены с ЭЭГ позволяет собирать данные о альфа и бета-мозговой активации волны и использования. Работа выглядит соотносить функциональные характеристики на чистых пространственных задач с пространственно-интенсивных инженерно-технических задач, чтобы определить пути успешной работы в машиностроении и в результате улучшения в области инженерного образования, которые могут последовать.

Introduction

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

Пространственная способность имеет жизненно важное значение для науки, технологии, инженерии и математики (STEM) полей и образование и коррелирует с успехом в этих областях 1,2,3. Поэтому, важно , чтобы понять развитие как способность к пространственному воздействий решение проблем 4. Пространственная способность была связана с интересом 5, производительность 6, успеха в инженерных и научных кругов 7 успеха в инженерных специалистов 8. Тем не менее, существует не так много работы с указанием конкретных нейронных процессов в решении проблем, характерных для многих пространственных способностей инструмен....

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

Protocol

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

Этическое Заявление Что касается использования человеческих участников

Процедуры, участвующие в этой работе были одобрены Институциональным наблюдательным советом (IRB) в Университете штата Юта для изучения человеческих предметов. Рекомендуется, чтобы любая подобная работа также должна быть одобрена соответствующим IRB. Участникам разрешается прекратить или выйти из исследования в любое время в течение эксперимента.

1. Отбор участников

  1. Выберите участников на добровольной основе студентов в настоящее время обучаются в курсе статике. Убедитесь, что участники были ранее подвергшимися к содержанию статика они б....

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

Results

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

В этом разделе, предыдущие шаги проиллюстрированы с фигурами образца, как описано ниже. Полные сводки данных со статистическими тестами не предусмотрены, поскольку целью данной работы является концентрация внимания на методах. Примеры потенциальных PSVT: R, МСТ и пространственных задач приведены на рисунке 1, Рисунок 2 и Рисунок 3, соответственно.

Колпачок электроэнцефалограмма соберут активация мозга через электрические потенциалы для каждого данного канала, который можно рассматри.......

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

Discussion

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

Протокол рассматривается применение электроэнцефалографии для измерения активности мозга для участников рабочих проблем из двух типичных пространственных способностей инструментов и высоко пространственных задач инженерного статики. Методы, подробно описанные здесь, могут в конечном счете быть в состоянии помочь понять нейронные эффективность высоких и низких исполнителей, занятых в работе с этими проблемами. Крайне важно, чтобы понять, какие различия в эффективности нейронных инженерных студентов, работающих на МСТ и P.......

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

Disclosures

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

Авторы заявляют, что у них нет конфликтующих или конкурирующих финансовых интересов.

Acknowledgements

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

Авторы хотели бы признать Кристофер Грин, Брэдли Робинсон, и Мария Мануэла Вальядареса, за помощь в сборе данных. Финансирование EEG оборудование было предоставлено Управлением Государственного университета штата Юта по исследованиям и Graduate Studies оборудования Грант мультисенсорного Познания Lab Керри Джордан. Benjamin Вызов поддерживается президентским докторских исследований стипендий достигшего из школы Университета штата Юта в аспирантуры за его работу с доктором Wade Гудриджем.

....

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

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Emotiv EPOC Модель 1.0EmotivМодель: Emotiv Premium"Многоканальная портативная ЭЭГ-система высокого разрешения."
Панель управления Emotiv (программное обеспечение)EmotivИспользуется для сбора данных.
Emotiv Testbench (программное обеспечение)EmotivИспользуется для сбора данных.
Эмулятор виртуального последовательного порта - VSPE (программное обеспечение)ETERLOGIC.COMИспользовал COM10 для сбора данных. Доступно для бесплатной загрузки, в зависимости от операционной системы.
E-Prime 2.0 (программное обеспечение)Психологические программные инструментыИспользуются для сбора данных (представление проблем участникам и сбор маркеров для различных фаз).
EEGLab 13.4.4b (программное обеспечение)Центр вычислительной нейронауки им. Шварца (SCCN)Используется для анализа данных. "Среда с открытым исходным кодом для обработки электрофизиологических сигналов". SCCN является центром Института нейронных вычислений Калифорнийского университета в Сан-Диего.
MATLAB R2014bКомпания Mathworks, Inc.Используется для запуска EEGLab
Microsoft Excel 2013MicrosoftИспользуется для сборки и сравнения табличных результатов EEGLab & MATLAB, для создания столов
Видеокамера со встроенным микрофономCanonCNVHFR50Используется для записи сеансов
Набор шприцев (шприц объемом 5 куб. см и тупые иглы 16 г x 2)Electro-Cap Intnl. Inc.E7Для поддержания влажности войлока шапочки ЭЭГ.
Nuprep EEG Skin Prep Gel Weaverand Company10-30Для очистки сосцевидного отростка.
СанитайзерPurellS-12808Для дезинфекции рук

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Sorby, S. A. Educational Research in Developing 3-D Spatial Skills for Engineering Students. Int. J. Sci. Educ. 31 (3), 459-480 (2009).
  2. Wai, J., Lubinski, D., Benbow, C. P. Spatial Ability for STEM Domains: A....

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

ElectroencephalographyNeural EfficiencySpatial IntelligenceEEG HeadsetBrain Wave AnalysisTask PerformanceMental Cutting TestPurdue Spatial VisualizationEngineering StaticsComponent Analysis

Related Articles