Summary
コンピュータゲームベースの認知課題中に高密度脳波および視線データを記録するための手順が説明されています。認知課題を提示するビデオゲームを使用すると、実験的なコントロールを犠牲にすることなく、生態学的妥当性を高めます。
Abstract
それらの刺激のタイミングやその他のパラメータをよく指定して制御されている限り、実験的なパラダイムは貴重であり、彼らは生態学的に有効な条件下で発生した認知処理に関連するデータが得られる限り。よく制御された刺激は、しばしば、被験者のモチベーションを維持するためにあまりにも繰り返されるので、これら2つの目標は、しばしば、対立している。脳波を脳波（EEG）を用いた研究は、しばしば生態学的妥当性および実験制御の間にこのジレンマに非常に敏感です：生理平均で達成するに十分な信号対雑音は、能力と個人にテーマプールを制限し、長時間録音の中で繰り返された試行の多数の要求と何度も何度設定タスクを実行するための忍耐。この制約は、深刻な若年層の人口と同様に高まり、不安や注意の異常と関連臨床集団を調査する研究者の能力を制限する。であっても成人、非臨床試験の被験者は、パフォーマンスや認知関与の彼らの典型的なレベルを達成できない可能性があります：実験的なタスクは同じ、、行動、認知、または神経調節雑用より少しされていないですやる気が主題誰のために、として本質的にやる気とタスクに従事している対象。文学の成長体は、ビデオゲーム内で実験を埋め込むことが実験的制御と生態学的妥当性の間にこのジレンマの角の間に方法を提供することができることを示しています。ゲームの物語は、彼らの生態学的妥当性（チェイター＆シュミッター-エッジコム、2003）の強化、タスクが発生するより現実的なコンテキストを提供します。また、このコンテキストはタスクを完了するためにモチベーションを提供します。私たちのゲームでは、被験者は、海賊を撃退、資源を収集するための通信を傍受するに様々なミッションを実行するか、外交関係を促進する。そうすることで、彼らはまた、ポズナー注意シフトパラダイム（ポズナー、1980）、運動抑制、心理物理学的運動のコヒーレンスのしきい値タスクを、組込み図テスト（ウィトキンのGO / NO -に行くテストを含む、認知タスクの配列を、実行、1950、1954）と理論の心（ウィマー＆Perner、1983）タスク。ゲームソフトは、ログファイルに自動的にゲームの刺激と被験者の行動や反応を登録し、生理学的データレコーダーと同期するイベントコードを送信します。このようにゲームは、EEGやfMRIを、そして視線の瞬間から瞬間の追跡と同様に生理的な措置と組み合わせることができます。瞳孔拡張（ブラッドリーら 、2008）に反映されている視線の追跡は、行動的なタスク（例えば、固定）と実験的刺激に対する明白な注意を払って、被験者の遵守を確認し、また生理的覚醒ができます。新しいオブジェクトを小さな穴のあるするには小さすぎるが、発症のような急速な眼球運動をし、同じように角距離とピーク速度との間の同じ関係を持って - 偉大な十分なサンプリング周波数では、視線の追跡もmicrosaccadesに反映されている秘密の注目を評価に役立つことがあります長い距離を通過するサッケード。 microsaccadesの方向の分布は、注目の（特に）秘密の方向（Hafed＆クラーク、2002）と相関している。
Protocol
1。娯楽と科学的に有益なビデオゲームを設計する
- 科学的価値とプレイアビリティの懸念がお互いに通知するゲームデザインのプロセスを反復適用する。実験者として、あなたがコンピュータのゲームに組み込まれて表示することを刺激し、行動パラダイムへとアイデアを持っている。あなたがゲームデザイナーではないので、ゲーム中にこれらのパラダイムを構築する作業は、ほとんどの作業が完了した後で対処することができる詳細に見えるかもしれません。何も真実からそれ以上であることができなかった。したがって、データが最大の生態学的妥当性の条件の下で収集されるかどうか - - ゲームはやる気の選手を誘致するかどうかは、良い設計に根本的に異なります。ゲームデザインは、ゲームのプログラミングと実装とは区別され、通常は別の専門知識を持つ別の人によって行われます。あなたの予算は、プロのデザイナーを可能にする場合もあれば、学生の設計者のためにのみ許可することができる - いずれかの場合、しかし、設計、実装とは別個のタスクとして扱う必要がある、とのタスクの精通が、と同義ではない、実験的なパラダイムの仕様。すべてのあなたのアイデアと制約のは、再生可能なゲームとして実現されます。良いデザイナーはあなたの実験パラダイムが再生可能な、面白いゲームを作り出すために、より柔軟行われる可能性がどのようにのような質問や提案とのあなたに戻ってくるだろう。我々の経験では、実験科学のためのゲームデザインは、これらの制約を変更するための制約、ゲームデザイナーの手の背面のデザインのアイデアや提案のセット、実験者のリフレームこのフィードバックに応答して、制約のゲームデザイナーが実験者の手れる反復プロセスです、など。
- 両性のプレーヤーのための設計。集団レベルでは、文化的および生物学的に基づいて認知的形質が雄と雌を区別する（ヴァラら 、2010）。多くの標準的なビデオゲームのフォーマット - 特定の"一人称視点"の - 一般的に男性の認知プロフィールのアピール。標準的なゲームデザインは、その後、男性の募集のバイアスと行動のパフォーマンスと性別の間に混乱させるをご紹介。不幸な現実はungenderedゲームデザイン（Granerレイ、2004）に特化した人が不足しているということです。そのほとんどのゲームの専門家（及び学生）が男性である、と去ったとき、彼らは、ほとんど必然的に、その周囲の一人称シューティングゲームを設計するまで終了する実験的なパラダイムと教師なしていることを注意してください。
- 効率的に繰り返された試行を収集するためにゲームの時間を使用してください。ゲームベースの事象関連電位の実験は多くの別々の認知課題の多くの繰り返された試行のコレクション（通常は少なくとも100あたりの条件が）実験的な主題を疲れさせることなく、単一の実験セッション中に実行する必要が。実験的な臨床試験が実際に行われているされる時に、ゲームプレイ時間の割合を考慮してください。どのくらいのプレイヤーの接触時間のゲームでは、直接科学的に実験データを提供する際に有用となり、どれだけこの接触時間のは、ゲームの物語に一緒にこれらの実験的試行をつなぐ"フィラー"になりますか？データ収集のために有用となるゲームの時間の割合を最大化するように設計。率直な繰り返しを避けるために、例えば、受動的な感覚刺激により中断されたアクティブな行動課題をさまざまなタイプの実験をinterspersingを検討してください。どんな悪い裁判を拒否したら、プレイヤーのせっかちになったり、ゲームに飽きすることなく、生理的な平均化のための十分な試験を蓄積することができますか？この質問への答えがnoの場合は、デザインを変更してはなりません。
- 追加の要因または条件付き膨満実験を避けることは関連の質問に対処するように、実験的なパラダイムの中で条件とバリエーションを追加するために誘惑に思われるかもしれません- 。例えば、電気生理学および行動の性能が不正解のコンテキストで影響を受ける可能性がどのような注意のタスクに表示され、対ごとに刺激がタスク関連になっている状況でしょうか？またはマルチモーダル対峰性感覚手がかりのコンテキストで？最良のケースでは、このようなファクタリングは有用な情報を追加することになりますし、裁判の生理学的に適切な数字が各要因内で取得される。最悪のケースでは、しかし、ファクタリングはない個々の条件は観測、十分な数を運ばないする"実験の肥大化"につながる、分析はそのための条件で観測を縮小し、そして唯一の結果は内、標本分散の問題と増加である。様々なゲームで望ましい特性であるため、実験は、ゲーム形式で実装されているときに、"実験の肥大化"のこの問題がより重要になります。あなたが各要因は個別に退屈するようにプレーヤーを運転せずに、平均化のための十分な試行回数を含むことを確信できる場合のみ、要因を追加。 <liは> 時限イベントを避け、事が起こる時のプレイヤーの制御を与える。。可能な限り、プレイヤーを促す多くの精神神経集団が執行機能の難しさを持っている、それは急速に感覚入力への応答行動の計画と実行で、です。彼らは豊富なスキルを持っているし、いくつかのタスクでも通常の性能を超える可能性がある - が、これはスキルの激しく学び、考え、意図的なスタイルになることができる、多くの場合、時間のプレッシャーの下に発現していない。ので、イベントのタイミングがないコンピュータ（実験がそれを必要とする場合を除く）ではなく、プレイヤーによって制御されていることを確認することが重要です。このような"次"ボタンまたは"準備完了"ボタンのような小さな追加がすべての違いを生むことができます。例えば、私たちのゲームの一部（図1）はプレイヤーが対応したり、宇宙から出てくるターゲットの識別情報に基づいて応答を差し控えることを要求される、役員阻害の"GO / NO - go"をテストを実装しています"ワームホール。"むしろ完全に任意の時に出現するターゲットを引き起こしても、私たちのソフトウェアは、ワームホールを開き、ビームを起動するためにプレーヤーを待ちます。ターゲットは、ランダム遅延の後に現れる。このアプローチは、まだ行動の文脈のために準備するためにプレーヤーを許可しながら、先行して応答に関連する脳の電気的なイベントを測定することができます。したがって、どこの実験パラダイムの許可の制約がかなり時間駆動型ではなくイベントドリブンとなる、ゲームはプレーヤー - 中央に配置されるのではなく、コンピュータを中心とした、そしてゲームプレイ。
- 手順については、プレーヤーのメモリーに依存しないでください。。プレーヤーを毎回入力を求める執行機能の問題の結論は、プレイヤーがステップのシーケンスを記憶して問題がある可能性があるということです。 （S）、彼はキートリガーアクションXとキーBは行動Yを引き起こすことをチュートリアルで学習した場合でも、プレーヤーは、積極的に何度もこれらのアクションを介して練習する機会があった場合を除き、これらの任意の関連付けは、記憶されていない可能性があります。
- さらに当然の結果： 入力-出力のマッピングは、ゲームの状態に依存するようにしないデザイナー、特に実装者は、サブメニューにある関数を隠すために、プレイヤーのクリックを正しいプライマリメニュー上に依存するへのアクセスをしたくなる、または作成する。 [いいえ]をクリックし（またはさらに悪いことに、右クリック後より左クリック後に別の何か）の後よりも、クリック後に別の何かをマウスでドラッグします。ユーザーインターフェースのようなシーケンシャルロジックを避けてください。可能な限り、純粋に組み合わせロジックを使用してください。つのゲームの文脈やミニゲームから別への移行のインスタンスのための - - いくつかシーケンシャルロジックはもちろん避けられませんが、それは絶対に必要なときに控えめにしてのみ使用されるべきである。
- 代わりに一連のアクションから、一度に1つのアクションを要求する。迅速な行動は、それ自体で十分に困難になる可能性がありますが、神経精神患者が急速にこれらのアクションのいくつかを実行するための追加の需要に直面し、適切な順序で、彼らは非常に圧倒される思いがすることができる時。単一のプロンプトに応答して入力のシーケンスを必要とするのではなく、それぞれの入力に別々に求めるようにしてみてください。
- 写真ではなく、排他的に言葉を使用して言語の赤字、読書、注意、またはメモリを搭載したプレーヤーは、テキストの指示を理解できないかもしれない- 。プレーヤーは、咄嗟の能力がないためではないが（S）、彼はデコーディングにあまり個々の単語を集中しているので、その（S ）彼は完全な文章と物語の意味に一緒にそれらの単語を置くために多くの努力を惜しまないことができません。時々テキストが避けられない、テキストが使用されている場合、冗長性を避けるために、言葉とディスプレイを汚染しないようにすることが、何が"次の"管理可能なチャンクにその別の通路を、一連のプロンプトを含んでおり、これらを逆方向に移動するプレイヤーが確認するプロンプトができますかそのテキストは、（S）、彼は既に見ている。
- プレーヤーは、単に観察または読み取りやリスニングではなく、実行して学ぶ必要がありますこの点では、患者集団が一般の人と変わりありません。我々は、すべて最高の学ぶ我々はむしろ受動的な学習よりもアクティブにできる時。神経精神患者が直面する課題は、ゲームの活動は、学習ごとに行って、ではなく、学習ごとのリスニング-で - 読書の学習に応じて、を含むことがさらに重要なこと。これは、ゲームのチュートリアルや指示の特にそうです。
- 別の知覚のチャンネル（画面上などさまざまな場所、またはそのようなオーディオとビデオなど、さまざまな感覚）で同時またはほぼ同時のイベントに応じて、避けてください。いくつかの神経精神患者は知覚の統合の難しさを持っていること、および同時に複数の知覚チャネルに焦点を当てることが時間。ディスプレイの一点または領域に焦点を当てたときに、離れて注目のこの空間的な焦点からのイベントが登録されないことがあります。プレイヤーのこの種の破門は、すべてのbに必要な別の量を示す多くのゲージとコックピットの表示となりますeは同時に観察 - または音声またはその他の聴覚信号と同時に観測する必要がある視覚的なディスプレイ。代わりに、どちらかの情報表示の一領域または1つの感覚のチャネル、または十分な時間で表示されるべきは、視覚的な空間で、感覚のチャンネル間のポイント間の注意をシフトすることを認められるべきである。他のプレーヤーのために限り、十倍 - 自閉症のプレーヤーでは、例えば、注意のシフトは、2〜3秒（ベルモンテ、2000）ことができます！小さな領域を拡大するが周囲をシャットアウトする長い望遠鏡を通してディスプレイを見ることにはどういうものだろうかと考える。
- 不必要な不安を喚起避ける神経精神人口がはるかに他の選手より不安が起こりやすい- 。新しいと実用に供されていないタスクに直面した場合は特に、またはタイミングタスクで、またはそれらのコントロールからのインタラクティブなシナリオを持つ。可能なすべてのプレーヤーではなく、コンピュータは、次に何が起こるかを制御する1つであり、そしてプレーヤーが練習するとゲームの要求に慣れるために、あらゆる機会を持っていることを確実にするためです。彼は命令を受け取る（複数可）として - たとえば、クリックとキー入力 - プレイヤーがゲームのすべてのアクションを通過することができるチュートリアルを含めて検討してください。
- イベントを繰り返すために、イベントの連続した2つのインスタンス間の時間が一定でないことがわずかにタイミングを変化させる。信号処理の専門家は、エイリアシングの現象を知っている、したが低すぎるサンプリングレートでの高周波信号の離散的サンプリングartefactual低周波発振を生成します。繰り返しイベントの脳波の措置をめぐる問題は、エイリアシングと多くの共通点を持っています。例として、移動キーを長押しするときに存在する状況を考慮してください。プレイヤーのアバターはかつて500msごとに、言う、一定の速度で移動します。一運動の効果に対する脳の反応に興味を持っていると仮定してください。この外因性の現象とは直接関係ない視覚野で進行中の、内因性（つまり、内部的に駆動される）10 Hzの振動があること、しかし、またとします。 500以来のMSは、misattribute内因性信号の場合とこのようにそれぞれの動きに外因性の脳の反応はまた、その段階で同じポイントで毎回内因性振動をサンプリングするサンプリング、この発振の100 msの期間内の整数倍であり、および分析運動刺激に対する外因性反応。脳波解析でこの曖昧さを防ぐために、一つの刺激（ラック、2005、頁135）との間の間隔に時間的なジッタの少量を追加することができます - そうでもないとして、それらがいずれかのプレイヤーに不自然に変数に見えるように、しかし得るために十分なこの位相アーチファクトを取り除く。正確な量はイベントの分離、特定の自然に思えるものに依存し、500 msのイベントのこの例では、どちらの方向に間隔の任意のバリエーションを10％以上が不自然に思えるかもしれないものとみなすことができるかもしれないので、その後の間隔を変化することを選択450ミリから550ミリまでの一様分布上。プレイアビリティを犠牲にすることなく、自然に思えるように多くの時間ジッタとして追加。
- 。拡張性を考慮して設計コンセプトから実現する完全なコンピュータゲームの持ち込みは時間がかかり、労働集約的な作業です-あなたは、ゲームデザイナーとプロジェクトとして研究者として日々の仕事と夜の仕事を作業し、効果的に、自分自身を見つけることができるマネージャー！それはゲームが最初に設計されたときに考案されていない可能性の実験は、まったく新しいゲームシステムを定義して実装することなく追加できるように、ゲームが柔軟かつ拡張可能にする、従って、理にかなっています。拡張性のこの目標は、部分的にゲームデザインで、一部はソフトウェア設計で実現することができます。
ゲームデザインでは、新たなゲームのモジュールの追加を可能にするシステムを考えてみましょう。私たちのシステムでは、メインのゲームはミニゲームの拡張可能なセットによってサポートされています。プレイヤーはメインゲームに価値のあるリソースを取得するか、または維持するために、ミニゲームのそれぞれを入力する必要があります。各ミニゲームは2〜三つの実験を埋め込みます。例えば、スペースコロニーを設計した、プレイヤーは、視覚的注意を彼らが漂流スターのフィールドを介して宇宙船を操縦し、友好的または敵宇宙船（図1）への対応方法を決定する執行機能と視覚のミニゲームを入力してください彼らはそのコロニー（図2）、それらが表示されているさまざまな人々の顔を照合することによって、外交交渉を支援する感情認識のミニゲームを構築するための原料のために採掘することができます小惑星を検出するミニゲーム同じ感情（図3）、と彼らは植民地の物資を盗むためにしたいの海賊（図4）を阻止する社会的認知のミニゲーム。実際には、それは新しい実験的なタスクは、ゲームの物語に統合することができる内にうぬぼれを見つけるのも非常に簡単です - しかし、そのような統合を可能にする一般的な機能は、デジにする必要があります先験的にgned。
プレイヤーは、彼らが実験を行っているという一般的な事実に気づいているが、実験データの収集は控えめです：ステアリングのタスクの間に、最尤推定量（ペントランド、1980;リーバーマン＆ペントランド、1982）の認知のためのプレーヤーの心理物理学的閾値を計算漂流星空のコヒーレント運動。小惑星の作業中に、視線は、鉱石のプロセッサ（およびこの視線の方向は視線の追跡者によって検証される）中の不純物のために、小惑星がちらつくが表示される場合がありますれた4つのセクターのそれぞれをしながら鑑賞するために、ディスプレイの下部中央に維持されている異なる基本周波数（大となっているの最小公倍数）と隠密な注意で空間手掛かりに応答して、これらの分野のいずれかに向けられている。脳波のスペクトル成分の変化は、ちらつきの周波数の脳波振幅に基づいて、秘密の注意の時間的経過を評価することができます、そのタグの各セクター（Morgan ら、1996;。ベルモンテ、1998）。
ソフトウェアでは、"ゲームエンジンは、"グラフィック表示のための通常のコアの要素（粒子のエンジンなど）だけでなく、すべての実験が必要とする実験的な制御およびデータロギング用のすべての一般的な設備だけでなく、提供する必要があります。特に、ゲームエンジンは、外部からまだ供給され、動画像グラフィカルアセットと音、そして同期する出力ポート（我々は標準のパラレルポートを使用）を介してもローカルディスクのファイルへの書き込み、イベントロガーに表示する方法を提供する必要がありますそのような視線の追跡者、EEGシステム、またはfMRIのスキャナのような行動や生理的データレコーダと。 - 。ゲームのイベントを記録するための方法を提供する私たちのシステムでは、ディスク上のログファイルには、パラレルポート経由で送信されるデータのスーパーセットが含まれています：パラレルポートが255を介してのみ符号なし8ビットイベントコード1を受け取るのに対し、ディスクのファイルが含まれています（ 1）クロックチックのタイムスタンプは、（2）マイクロ秒単位のタイムスタンプは、（3）数値のイベントコードは、パラレルポートを介して送信（4）このイベントのコードに一意の文字列のニーモニック、および（5）リスト（パラメータ名、パラメータの値が）ペア。例えば、特定の絶対または角度の表示座標にある刺激の出現（例えば小惑星）は、パラメータとして2つの座標を持つ適切なイベントコードとニーモニックで表記することができます。 255以上のユニークなイベントが存在する可能性があるので、イベントコードつのコンテキストからにして、メインのゲーム内で自己完結型の文脈（例えば、個々のミニゲームやゲームのシナリオ）の開始と終了をマークし、再使用してイベントコードの発行を検討別の。外部データレコーダーと時系列のによって記録された数値のイベントコードの時系列のローカルログファイルに記録された詳細とパラメータ化イベントコードは、その後、一時的なレジスタで、ログファイルと外部データファイル（複数可）を配置するために使用することができます。
- 完全にすべてのイベントコードを記録する。プレイヤーのアバターが（どちらかの動きのキーがちょうど押された、またはそれが常に押されていると繰り返しているので、ため）だけ移動しましたか？これはイベントです。動きのある種は、開始または停止や速度を変更しましたか？これはイベントです。絶対にゲーム内で起こるすべてのイベントコードを使用して報告すべきである。彼らは分析に関心のないと判断した場合、実験者は、常にイベントコードを無視することができます。いずれかの操作できないもの、もちろん、データが記録された後に戻って、イベントコードを挿入することです。そうではすべてのものを入れて - あなたは、おそらくすぐにはいくつかの事後のデータマイニングで、役に立つかもしれないものを知っていることはない。
2。装置を準備
- 被験者が到着時間前に、5〜10分間、塩浴（1リットル蒸留水当たり小さじ1杯の食卓塩）でそれらを浸すことによって、電極のバランスをとる。一度に10分以上の任意の液体の電極を放置しないでください。オフセット - バランスの電極は、小さい（20μV+ /）を持っている。
- 被験者が到着する直前に、視線追跡カメラ、コンバータボックス、およびコンピュータ上で切り替えます。
つの専用視線追跡コンピューター（GC）、1つの専用脳波収集コンピュータ（EC）、1つの専用刺激提示のコンピュータ（SC）、およびビデオの取り込みとデータ解析用のコンピュータ（VC：我々のセットアップには4台のコンピュータを（図5を参照）を使用し）。
2つのコンバータボックス（図6）は、GCとSCからのVGA出力を操作し、VCにスプライシングされたビデオ信号を送る。この方法では、現在の固定とタイムスタンプを表すカーソルと被験者覆わによって見られる画面は、VC上のビデオファイルに記録することができます。
3。 EEGセットアップ
- 眉とイニオン周り被験者の頭部の円周を測定します。被写体の周囲はキャップの測定範囲の中央付近になるように、電極のキャップを選択してください。
- 被験者のナジオンからイニオンとルに測定値を記録右耳介にFT耳介。
- 被験者の頭部にキャップを置きます。タグは、被験者の首を休んで、キャップの外側にあることを確認してください。 A1は、（頂点の電極）ナジオン - イニオンと耳介、耳介の軸を基準にセンタリングされるまで、キャップを再配置、およびキャップ正中線（A25 - C17）は、被験者の頭部の正中線に平行である。
- 電極EX5とEX6のプラスチックハウジングに接着剤リングを適用します。極ペレットとリングの開口部を合わせます。接着剤のリングから裏紙を取り外して、導電性ゲルと電極の接触をカバーしています。被験者の左乳様突起上で、被験者の右乳様突起とEX5の上に置いてEX6。
- すべての電極の筐体に導電性ゲルを配置するために注射器を使用してください。一部対象者の髪の毛をにじっとしていない注射器の先端が、その後、同時にプランジャーを押し下げると離れて頭からシリンジを引き抜きます。ゲルはプラスチック製の筐体の上面と同一平面になるまで埋める。
それは多すぎるよりも少なすぎるゲルを持っている方が良いです。少なすぎるとゲルの場合には、より多くを常に追加することができます。あまりにも多くのゲルで、過剰では電極がブリッジ引き起こし、電極のサイト間で出血することができます。電極をブリッジになった場合は、キャップを取り外し対象の洗浄を持ち、自分の髪を乾かし、そして再び始まる。 - 片手で肩とセンサー上のプラグの端で、静かにそれに対応するハウジングにそれぞれ電極を配置。電極のみプラスチック製ハウジングをしっかり持ち、ワイヤを圧着しないように注意してください。
それは、電極の先端に触れないように重要です。皮膚や衣服との接触は、電極の品質が低下します。 - EX1 - EX4上に導電性ゲルを置き、被写体の顔にそれらを接続する接着剤のリングを使用してください。場所はそれぞれ被験者の左右の外側のcanthusの複数形から水平に約1cm EX1とEX2、。頬骨骨で、被験者の左目と右目の中央下に約1cmの場所EX3とEX4。
- 静かに被写体の後ろに電極リードを収集し、緩くポニーテイルを作成するために他の人の周りにCMS / DRLリードをラップします。場所でリードを保持するためにポニーテイルの上部と下部にベルクロタイを置きます。被験者の背中に衣類に貼るポニーテイルをするために医療用テープを使用してください。
- 各GSRの電極から0.5％KCl溶液（Lykken＆ベネイ、1971）を適用します。被験者の非利き手のインデックスと薬指に貼付GSRの電極に医療用テープを使用。
- 刺激提示モニターの前で非リクライニング、固定椅子に件名座っている。脳波コンバータボックスにすべての電極を差し込みます。
小さな（+ / - 40μV）オフセットが許容範囲です。いずれかの電極が表示されている場合は+ /より大きいオフセット - 40μV、静かに、キャップから電極を取り外してより多くのゲルを適用し、電極を返します。
4。トラッキングの設定を視線
- 接辞の目には内側対象の眉上記ターゲットステッカー。
- VC上でEyeLinkポップアップ-キャリブレーションアプリケーションを起動します。新しいセッションを開始し、視線の追跡のためにイベントログを切り替えるためにCMDのインターフェイスを使用してください。に値'file_event_filter"等しいを設定する"LEFT、RIGHT、固定、BLINK、MESSAGE、BUTTON、サッカー、INPUT'コマンドの完全なリストEyeLinkソフトウェアで提供されているファイルのDATA.INIで見つけることができます。
- EyeLinkポップアップキャリブレーションアプリケーションから、カメラのセットアップを起動します。ターゲットのステッカーと被検眼を中心にしているようにカメラを置きます。追跡する目が鮮明になるまでフォーカスを調整します。
- キャリブレーションと9ポイントのドットマトリックスを使用して、対象に視線追跡システムを検証する。検証後、EyeLinkソフトウェアはキャリブレーションと検証措置の間に視覚的な角度の度にエラーで各校正ポイントにラベルを付けます。許容良いキャリブレーションでは、すべてのキャリブレーションポイント間の平均誤差は1 °を超えることはない、任意の一点での誤差は1.5 °を超えることはありません。非常に良いキャリブレーションでは、誤差が0.5 °を超えていないとの最大のシングルポイントエラーが1 °を超えていないことを意味。
キャリブレーションが失敗した場合、瞳孔と角膜反射のしきい値が適切であることを確認してください。これらの値を調整すると、キャリブレーションの問題は、スイッチの目を緩和し、キャリブレーションしていない場合。サンプリングレートは、カメラの設定画面の左側の500 Hzのボタンをクリックすることで500Hzに設定されていることを確認。
凝視位置が考え出したされることにより、光と計算プロセスは、視線のトラッカーには内部的なもので、このプロシージャのユーザーに知られる必要はない。簡単に言えば、技術は赤外光で目を照らすことにより動作します。網膜に衝突する光は、それが入力されると共に、同じパス上で目から反映されている - これは、コンパクトカメラで撮影されたフラッシュの写真に"赤目"を引き起こす光学特性です。光源から離れてよく置かカメラに、しかし、瞳孔は暗く表示されます。それと同時に、照明の一部がCOから反映されます rneaは小さく、強烈なきらめきと、の位置は、頭部のみの位置ではなく、眼の視線の方向に依存する。暗い瞳と角膜グリントとの位置の差は、視線の方向（海老沢、1998）に数学的にマップすることができます。視線追跡コンピュータは、刺激提示のコンピュータからのイベントコードと統合された結果のポイント - の - 点の座標、の時系列を記録します。
5。コンピュータゲームを始める
- ポップアップ-キャリブレーションアプリケーションから、視線データの録音を開始します。 EC上でVCと脳波記録にビデオ録画を開始します。
- SCでは、ビデオゲームを起動。
- 聴覚刺激のために、パワードスピーカーのためにサウスカロライナ州のパッシブスピーカーをスワップアウト。その後で接続し、アンプの電源を入れます。騒音計を使用して、実験的なパラダイムが必要とする最大振幅（例：80 dB）を達成するのに十分なレベルに音量を設定します。
6。クリーン機器
- 被験者はゲームを終了した後、ゲームを終了し、EC、GCとVC上でのグラフィカルインターフェイス内で'停止'ボタンを押すことで記録データを停止します。オフにしてアンプのプラグを抜き、パッシブスピーカーを交換してください。
- 90秒のための高い上に蒸留水と電子レンジ4〜5奥行き小さなプラスチックのバケツをいっぱいに。
- 脳波コンバーターボックスをオフにして、コンバータボックスからすべてのリードを外してください。 EEGリードのポニーテイルから医療用テープとベルクロタイを取り外します。
- プラスチックハウジングで電極を把握することのみ、すべての電極を除去し、暖かい蒸留水でセンサーを配置。キャップ電極が除去された後、被験者の頭からキャップを取り外します。水の中に浸漬する前に、電極からの接着剤リングを削除してください。
- 電極上に残っているゲルを除去するために蒸留水を充填したスプレーボトルを使用してください。
- 電極のキャップからゲルを削除するには、水道のお湯と石鹸を使用してください。
7。データ解析
- SCでは、EyeLink edf2ascアプリケーションを使用してASCIIテキストへの視線追跡EDFデータファイルを変換する。
- VC上のデータファイルを統合し、その後Astropolis処理ツールキットを（APT）を起動。
APTは、オープンソースEEGLAB環境（デローム＆Makeig、2004）で構築されたオープンソースのMATLAB（R2008a、MathWorks社、ネーティック、マサチューセッツ州）ツールキットです。それはこの実験的なパラダイムによって生成される、様々なデータファイルを統合し、行動と脳波解析を自動化します。この自動化は、前処理とアーチファクト除去、などのEEGLABのrunica algortihm（Makeig ら 、1997）で実装された拡張情報量最大の独立成分分析（ICA）、および同等の双極子ローカライズが含まれています。
8。代表的な結果
ここで示す結果は、子供の年齢3群で10〜15年調べパイロットデータから得られた：自閉症スペクトラムの状態（ASC）を持つ個人、あらゆる臨床診断（SIB）のない兄弟を、と一般的に子供を（TYP）の開発。視線追跡データは、被験者の視線が関心の刺激からずれている裁判を拒否するために使用されている。 （視線データのより複雑なアプリケーションでも、生理的および行動の平均値を計算する際のパラメータとして視線を用いて例えば、可能です。）
図7は、前頭正中線電極（FZ）から得られたイベント関連のスペクトル摂動を示しています。 PresentEnemyは、敵の船（移動）の表示に対応しています。PresentFriendlyフレンドリー船（NO - GO）の表示に対応しています。 NO - GO状態の間、TYP群は有意に高いガンマ電源（30〜75 Hz）を500から1500ミリ秒後に刺激を示した。
APTは、生理学的および心理学的測定値の間を簡単に比較することができます。例えば、我々の分析では、この非社会的な注意のタスクの間にNO - GO試験のための同様の時間（300 - 1500msのポスト刺激）の間にアルファパワー（8-12 Hz）は否定的に社会の尺度でのパフォーマンスと相関していた知覚、ベントン顔認識のテスト（ベントンら 、1994）。
図1：海事ディフェンダーのビデオ （立入禁止とドットモーションのコヒーレンスのタスク/点灯しない）
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図2：ステラプロスペクターのビデオ （変更ポズナー視覚的空間的注意のタスク）
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図3：FaceOffの映像 （顔の感情の認識）
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図5：実験室のセットアップの配線図。
図6：実験のセットアップの図を配線コンバータボックス。
図7：。イベント関連の碁/ Fzの PresentEnemy =移動の刺激で記録されたNO - GOタスクのスペクトル摂動 、PresentFriendly = NO - GO刺激、ASC =自閉症群、SIB =兄弟のグループ、TYP =対照群。
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Discussion
おそらく、統合的研究への単一の最も重要な障害は、単一の実験対象が（特に1つの臨床人口から）合理的に疲労になる前に実行するように期待できること。時間の量の実用的な制限です残念ながら、多くの場合、制御刺激が視野の科学者の視点からのものである、より多くの反復的で退屈な実験では、ビューの被験者の視点から見えることができます。近年の神経精神疾患に関する行動の研究は、動機の重要性、認知的戦略を確立し、性能を決定する行動のセット、およびタスクの命令を強調している（例えばPlaisted ら1999;。。ダルトンら、2005）。これらの考慮事項を踏まえ、我々は透過的に行動データを収集し、被験者はゲームを果たしていると生理的録音と同期して、被験者の関心を捕捉し、維持するビデオゲームのコンテキスト内で実験的な刺激を埋め込まれている。試験の通常の反復的なブロックを超えるような魅力的で生態学的に有効なフォーマットの実用的な利点は多数ある。実際、ビデオゲームのプレイのコンテキストで自然なシフト注意のとマルチモーダル統合のレベルと需要を変化させ、そしてそのようなドットの動きコヒーレンスなどの心理物理学的な措置と埋め込まれた数字は、簡単にビュー上のスターフィールドの動き、例えば、として実装されています画面と雑然とした環境でのオブジェクトの検出。さらに、ビデオゲームの戦略的かつ敵対的な性質は、このようなゲームに関連した物語と、コンピュータが生成した敵対者への社会的帰属の理解など、より高いレベルの認知手段を探求する自然な機会を運びます。ビデオゲームは、注意と知覚プロセス（;カステルら、2005;。。グリーン＆Bavelier 2003年、2006ab、2007 Feng ら 2007）で測定可能な変化を呼び起こす、とビデオゲームのフォーマットがますますで同時行動および脳波所見を得るために使用されている生態学的に有効なコンテキスト、視覚運動追跡の例（。Smithら 1999）、航空交通管制（ブルッキングスら1996）、そして軍のコマンドと制御シミュレーション（セントジョンら2002、2004;。Berkaら2004。） 。人間とコンピュータの相互作用における最近の結果（フォン安2006）も確立し、それ以外の発達障害をもつ人（ゴラン高原＆バロンコーエン2006）教えるために、魅力的に見えるではない可能性のあるタスクでモチベーションを維持するためにゲームの文脈の力を指して、および執行機能を訓練する（Thorell ら 、2009）。また、これらの線に沿って、ビデオゲームのフォーマットは、テストの状況になじみのないタスクのパフォーマンスに関連する状態不安の潜在的な混乱させるを最小限に抑え、研究室に入る前に、タスクに慣れる機会の科目より多くを与える。
電極配置および電解質のアプリケーションのプロセスをparallelliseセンサーウェブとの組み合わせもはるかに高い頭皮のインピーダンス（フェレーら 、2001）、、マッチングが可能な脳波アンプの新世代が大幅に可能にする、電極の印加時間と対象とコンプライアンスの要求を削減しています患者の広い範囲で高密度EEG記録。生物学者は物理学者や数学者とのコミュニケーションを始めているとして、さらに重要なのは、過去10年間に、時間領域での解析の時代遅れの単変量のメソッドは、このような独立成分分析などの多変量の方法（ベル＆Sejnowski、1995）によって、時間によって取って代わられている周波数の信号だけでなく、継続的な振動（Makeig ら 、2002、2004）の摂動で構成される信号の刺激や応答イベントにフェーズロック用では唯一のアカウントの分析。これらの実用的で分析的発展は、対象集団と行動の文脈の広い範囲に脳波を開いている。これらの発展に伴い、しかし、生態学的妥当性を維持することの重要性は、唯一成長しています。コンピュータゲームの文脈で実装認知タスクは同時視線の追跡や脳波、高密度で、より柔軟に組み合わせることになる、とより大きな生態学的妥当性のデータを得ることができる。 （被験者は録音セッションの前にゲームに慣れるために時間を与えられれば、これは特にそうです。私たちの研究では、被験者は、少なくとも二週間前の脳波にゲームを練習しているラップトップコンピュータを貸与された。）将来的には、ゲームのパラダイムは、子どもたちや臨床集団が懸念されている、特にどこに、神経生理学的および行動研究における標準となる可能性があります。
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Disclosures
利害の衝突は宣言されません。
Acknowledgments
このプロジェクトは、自閉症によって運営されているパイロット研究助成＃2597と米国国立科学財団学部初期のキャリア開発賞＃BCS - 0846892によってスピークス。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 128-channel BioSemi ActiveTwo measurement system | BioSemi | http://www.biosemi.com | |
| 32 channel A-set + CMS/DRL | BioSemi | P32-ABC-ACMS | |
| 32 channel B-set | BioSemi | P32-ABC-B | |
| 32 channel C-set | BioSemi | P32-ABC-C | |
| 32 channel D-set | BioSemi | P32-ABC-D | |
| EX1-EX8 electrodes | BioSemi | 8 x TP PIN | |
| 128-channel cap | BioSemi | CAP M 128 | |
| EyeLink 1000 infrared gaze tracker | SR Research Ltd. | ||
| EyeLink 1000 Remote Camera Upgrade | SR Research Ltd. | n/a | Allows for target sticker tracking |
| SignaGel electrode gel | Parker Laboratories Inc. | n/a | |
| 0.05% KCl electrolytic (NaCl) gel | N/A | n/a | Purchased from compounding pharmacy |
| Intensity Pro | Blackmagic Design |
References
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