Summary
컴퓨터 게임 기반의 인지적 작업 중 고밀도 뇌파와 시선 데이터를 레코딩을위한 절차가 설명되어 있습니다. 인지적 작업을 제시하는 비디오 게임을 사용하면 실험 제어를 희생하지 않고도 생태 유효성을 향상시킵니다.
Abstract
타이밍과 자극의 다른 매개 변수를 잘 지정하고 제어 insofar으로 실험 패러다임은 가치가 있고, 그들은 생태학적으로 유효한 상황에서 발생하는 인지적 처리 관련 데이터를 얻을 수 insofar으로. 잘 제어 자극 자주 과목 '동기를 유지하기 위해 너무 반복되므로이 두 목표는 종종 확률에 있습니다. 연구 고용 electroencephalography은 (뇌파) 종종 생태 타당성 및 실험 통제 사이 딜레마에 특히 민감합니다 : 생리 평균에 충분한 신호 대 잡음을 달성 능력을 개인에게 적용 수영장을 제한, 긴 녹음 세션 내에서 반복 실험의 큰 숫자를 요구 이상과 다시 설정 작업을 수행하기 위해 인내. 이 제약은 심각하게 젊은 인구뿐만 아니라 강한 불안 또는 attentional 이상과 관련된 임상 인구를 조사하기 위해 연구자 '능력을 제한합니다. 심지어 성인이 아닌 임상 과목은 성능이나 인지적 포용 자신의 전형적인 수준을 달성하지 못할 수 있습니다 : 실험 작업은 같은 behaviourally, cognitively 또는 neurally 일이죠보다 조금 더 그렇죠 unmotivated 주제 대상에 대한, 등 본질적으로 동기 부여 및 작업과 종사 주제. 문학의 성장 몸은 비디오 게임 내에서 실험을 포함하는 실험 제어 및 생태 타당성 사이 딜레마의 뿔 사이에있는 방법을 제공할 수 보여줍니다. 게임의 이야기는 생태 유효성 (차터 & Schmitter - 에지콤브, 2003)을 향상, 작업이 발생하는보다 현실적인 맥락을 제공합니다. 또한,이 컨텍스트는 작업을 완료하는 동기를 제공합니다. 저희 게임에서는, 주제는 자원을 수집 해적 내려 차단 통신을하거나 외교 관계를 촉진하기 위하여 다양한 임무를 수행합니다. 이렇게, 그들은 또한 Posner주의 - 변화 패러다임 (Posner, 1980), 이동 / 모터 억제, psychophysical 모션 일관성 임계값 작업, 임베디드 인물 테스트 (Witkin의 출입 검사를 포함한인지 작업의 배열을 수행할 1950, 1954)과 이론의 - 마음 (위머 & Perner, 1983) 작업입니다. 게임 소프트웨어는 자동으로 로그 파일에 게임 자극과 과목 '행동과 반응을 등록하고, 생리 데이터 레코더와 동기화하기 위해 이벤트 코드를 보냅니다. 따라서이 게임은 같은 EEG 나 fMRI와 같은 생리 조치와 시선의 순간 - 투 - 순간 추적과 함께하실 수 있습니다. 동공 팽창 (브래들리 외., 2008)에 반영으로 시선 추적 행동 작업 (예 : 고정) 및 실험 자극에 명백한 관심과 과목 '준수 여부를 확인하고 또한 생리 각성 수 있습니다. 훌륭한 충분한 샘플링 주파수, 시선 추적도 microsaccades에 반영으로 비밀주의를 평가하는 데 도움이 될 수 있습니다 - 새 개체를 foveate 너무 작은 눈동자의 움직임을하지만, 발병에서와 같이 급속한하고 각도 거리와 최대 속도와 마찬가지로 사이 같은 관계를 가지고 큰 거리를 통과 saccades. microsaccades의 방향의 분포 관심의 (기타) 비밀 방향 (Hafed & 클라크, 2002)와 연결합니다.
Protocol
1. 엔터테인먼트 과학적으로 유익한 비디오 게임 디자인
- 과학 가치와 playability의 우려가 서로를 통보하는 게임 디자인 과정을 반복 적용합니다. 실험자로서, 당신이 컴퓨터 게임에 내장된보고 싶어하는 자극과 행동 패러다임에 대해서 생각을했습니다. 당신은 게임 디자이너가 아니기 때문에, 게임에 이러한 패러다임을 구축하는 작업은 대부분의 작업이 완료되면 해결될 수있는 상세 것처럼 보일 수 있습니다. 아무것도 진실 그 이상일 수는 없었다. 데이터가 최대 생태 유효 조건 하에서 수집 여부를 따라서 그리고 - - 여부를 게임 동기 플레이어을 유치하는 좋은 디자인 근본적으로 다릅니다. 게임 디자인 게임 프로그래밍 및 구현와는이며, 일반적으로 다른 전문 지식을 다른 사람들에 의해 이루어집니다. 예산은 전문 디자이너를 허용하거나 그것은 학생 디자이너를 위해 허용할 수 있습니다 - 제일 경우,하지만, 디자인 구현와는 작업과 함께 작업 밝은로 취급되어야하지만 실험 패러다임의 사양과 동의어하지 . 모든 아이디어와 제약은 재생 가능한 게임으로 실현할 수있는 것입니다. 좋은 디자이너는 실험 패러다임은 재생, 재미있는 게임을 생산하기 위해 좀 더 유연한 만들 수도 방법에 대한 질문 및 제안을 당신에게 돌아올 것입니다. 우리의 경험에서는, 실험 과학 게임 디자인은이 과정을 반복하는 경험이 손을 게임 디자이너 제약 집합을에서 게임 디자이너의 손 다시 설계 아이디어와 이러한 제약을 수정하기위한 제안이 의견에 대한 응답으로 제약 경험의 해볼래 , 등등.
- 남녀의 플레이어를위한 디자인. 인구 수준에서, 문화적, 생물학적으로인지 특징은 남성과 여성을 (발라 외., 2010)을 기반으로 구분. 대부분의 표준 비디오 게임 형식 - 특히 "인칭 슈팅"에 - 일반적으로 남성인지 프로필을 받고 있습니다. 표준 게임 디자인, 그럼, 남자 모집 바이어스와 동작 성능과 섹스 사이에 혼란을 소개합니다. 불행한 현실은 ungendered 게임 디자인 (Graner 레이, 2004)을 전문으로 사람들이 짧은 공급되는 것입니다. 대부분의 게임 전문가 (학생)이 남성이며, 떠날 때 그들은 거의 필연적으로, 주위 인칭 슈팅을 설계 결국 것입 실험 패러다임과 함께 혼자 가잖아 것을주의.
- 효율적으로 반복 시도를 수집하는 게임 시간을 사용합니다. 게임 기반의 이벤트 관련 잠재력 실험은 많은 별도의 인식 작업의 많은 반복 실험의 컬렉션 (일반적으로 조건 당 적어도 100)이 실험 주제를 피곤하게하는하지 않고 하나의 실험적인 세션 동안 수행을 요구합니다 . 실험적 시도가 실제로 수행되는 것입니다하는 동안 게임 플레이 시간의 비율을 고려하십시오. 얼마나 게임과 플레이어의 연락 시간은 실험 데이터를 제공하는 직접 과학적으로 도움이 될 것이며, 얼마나이 연락처 시간은 게임의 서술에 함께 실험적인 시도를 연결 "필러"이 될 것인가? 데이터 수집에 유용합니다 게임 시간의 비율을 극대화하는만큼 디자인. 프랭크 반복을 피하기 위해, 예를 들어, 수동적인 감각 자극에 의해 첨부터 끝까지 적극적으로 행동 작업을 다른 종류의 실험을 interspersing 고려하십시오. 어떤 나쁜 시련을 거부하면, 당신은 선수가 참을성이나 게임 싫증 될없이 생리 평균 충분한 시련을 축적해야합니까? 이 질문에 대한 대답이 없다하더라도, 당신은 디자인을 수정할 수 없어야합니다.
- 추가 요인이나 조건 bloating 실험을 피하 관련 질문을 해결하기 위해 같이 너무, 조건 및 실험 패러다임 이내에 유사 콘텐츠를 추가하는 유혹 것처럼 보일 수 있습니다 -. 예를 들어, 관심의 작업에 어떻게 전기 생리학과 행동에 성능이 맥락에서 영향을받을 수있는 distractors에 표시, 대 모든 자극이 작업 관련이있는 문맥 수 있습니까? 또는 multimodal 대 unimodal 감각 신호의 맥락에서? 최상의 경우에는, 그러한 율은 유용한 정보를 추가합니다, 그리고 시련의 생리학 충분한 숫자는 각 요소 내에 취득 것입니다. 최악의 경우지만, 고려해 보면 아무 개별 조건이 관찰 충분한 숫자를 다니지있는 "실험 팽창"로 연결, 분석 따라서 조건에 걸쳐 관찰을 축소해야하고, 유일한 결과 내에서 - 샘플 분산의 문제가 증가합니다. 다양한 게임 바람직한 재산이기 때문에 "실험 팽창"의이 문제는, 실험가 게임 형식으로 구현하는 경우보다 중요한됩니다. 당신은 각각의 요소들이 개별적으로 권태에 플레이어를 구동하지 않고, 평균에 대한 충분한 재판의 숫자를 포함하는 것을 확신할 수있는 경우에만 요소를 추가합니다. <리> 시간 초과 이벤트를 피하십시오; 일이 생겨서의 플레이어 제어를 제공, 가능한, 플레이어를 프롬프트 많은 neuropsychiatric 인구가 집행 기능 어려움, 빠르게 감각 입력에 대한 응답으로 작업을 계획 및 실행에있다 있습니다.. 그들은 기술의 큰 거래를하고 일부 작업에서도 정상적인 성능을 초과할 수 있습니다 -하지만이 기술의 강렬한 공부하고 고려, 신중한 스타일 수는 종종 시간이 압력 하에서 표현하지 않습니다. 그래서 사건의 타이밍이 아니라 컴퓨터 (실험이 필요 경우를 제외하고)에 의해하지만 플레이어에 의해 제어됩니다 있는지 확인하는 것이 중요합니다. 같은 "다음"버튼 또는 "준비"버튼과 같은 작은 추가는 모든 차이를 만들 수 있습니다. 예를 들어, 게임의 일부 (그림 1)은 플레이어가 공간에서 나온다 대상의 신원에 따라 응답을 답변이나 원천 징수해야합니다있는, 이그 제 큐 티브 억제의 "출입 금지 / 가지"테스트를 구현 "웜홀." 오히려 완전히 임의의 시간에 등장하는 대상의 원인보다는 우리의 소프트웨어는 웜홀을 여는 광선을 시작하는 플레이어 기다립니다. 목표는 다음 임의의 지연 시간 후에 나온다. 이러한 접근 방식은 여전히 행동 문맥을 준비하기 위해 플레이어를 허용 하다니 예상 및 응답과 관련된 뇌의 전기적 이벤트의 측정이 가능합니다. 따라서 어디 실험 패러다임 허가의 제약이 게임은 오히려 컴퓨터를 중심으로보다 선수 중심되어야하고, 게임 플레이는 다소 시간이 중심보다 이벤트 구동되어야합니다.
- 지침은 플레이어의 기억에 의존하지 마십시오. 플레이어에게 매번 프롬프트 집행 기능 문제의 추론은 플레이어가 단계의 순서를 기억 문제가 발생할 수 있습니다는 것입니다. (S) 그는 주요 트리거 동작 X와 키 B 행동 Y, 플레이어가 적극적으로 많은 시간을 통해 이러한 작업을 연습하는 기회를 가지지 않는 이러한 임의 단체가, 기억되지 않을 수도를 트리거하는 튜토리얼에서 배운 경우에도.
- 추가 추론은 : 입력 - 출력 매핑은 게임 상태에 의존하지 마십시오 디자이너와 특히 implementors가 서브 메뉴 안에 기능을 플레이어에 의존하는에 액세스할 올바른 기본 메뉴를 클릭이야, 또는를 만들기 위해를 숨기려면 유혹 수 있습니다. 마우스 드래그가없이 클릭하면보다 클릭하면 뭔가 다른 할 (또는 더 나쁜, 이후 다른 무언가를 마우스 오른쪽 단추로 클릭하면보다 왼쪽 클릭하십시오.) 사용자 인터페이스에서 이러한 순차 논리를 피하십시오. 가능하다면, 순수 조합 논리를 사용합니다. 한 게임의 맥락이나 미니 게임에서 다른 전환의 예를 들어 - - 몇몇 순차 논리 물론 피할 수 있지만 그것은 절대적으로 필요한 경우에만 아껴서 사용해야한다고.
- 대신 행동 순서의 신속한 행동이 스스로 충분히 어려울 수 있습니다. 한 번에 하나의 작업에 대한 요청하지만, neuropsychiatric 환자가 빠르게하고 적절한 순서대로 이러한 작업 중 몇 가지를 수행의 추가 수요를 직면하면 그들은 매우 압도 느낄 수 . 대신 단일 프롬프트에 대한 응답으로 입력의 순서를 요구의 각 입력을위한 별도 프롬프트보십시오.
- 사진, 제외하지 않는 단어를 사용 언어로 적자, 읽기, 관심, 또는 메모리와 플레이어가 텍스트 지시를 이해하지 않을 수 있습니다 -. 플레이어가 도저히이 불가능하기 때문에이 아니라 (S) 그는 디코딩에 너무 많은 개별 단어를 집중하고 있기 때문 (S ) 그는 완전한 문장과 서술의 의미로 함께 그 단어를 넣어 많은 노력을 아끼지 수 없습니다. 때로는 텍스트가 불가 피한이며 텍스트를 사용하는 경우, 다변을 피하, 단어와 디스플레이를 혼란하지 말고 '다음'관리 덩어리로되는 별도의 통로를 묻는 메시지가 일련의를 포함하며, 이러한 통해 뒤로 갈 선수가 검토하라는 메시지를 허용 해당 텍스트가 (S) 그는 이미 볼 수있다.
- 플레이어는 단지 관찰하거나 읽기 또는 듣기에 의해함으로써 배울 수 없어야 이와 관련, 환자 인구는 일반적으로 사람들로부터 다른 더 :. 우리는 오히려 수동적 학습자보다 활성화될 수있을 때 우리 모두가 최고의 배우. neuropsychiatric 환자가 직면 과제는 게임 활동 학습별로하고,보다 또는 학습별로 듣기별로 읽기 학습에 따라 참여했다는 더욱 중요합니다. 이것은 게임의 튜토리얼 또는 지시에 특히 사실이다.
- 일부 neuropsychiatric 환자가 지각 통합에 문제가있을 수 있습니다. 다른 지각 채널 (예 : 오디오와 비디오로 화면에 예를 들어 다른 장소, 또는 다른 감각)에 동시 또는 니어 동시 이벤트에 따라 않도록하고, 한 번 밖에 지각 채널에 초점을 수 있습니다 시간. 디스플레이의 한 지점이나 지역에 초점을 때, 멀리 관심이 공간적 초점에서 이벤트 등록되지 않을 수 있습니다. 플레이어의 정렬에 대한 저주는 B해야 많은 게이지 다른 수량을 나타내는와 조종석 디스플레이 될E는 동시에 관찰 - 또는 음성 또는 기타 청각 신호와 동시에 관찰해야 시각 표시됩니다. 대신, 각 정보는 디스플레이 또는 시각적 공간 또는 감각 채널 사이의 지점 사이의 관심을 이동하는 허용되어야 한 감각 채널, 또는 충분한 시간 중 한 영역에 표시되어야합니다. 동안 다른 플레이어에 대한 10 배의 - 관심 2~3초 (벨몬트, 2000)를 취할 수의 자폐증과 플레이어에서, 예를 들어, 교대! 그것이 작은 영역을 확대하지만 주변을 조용하게 긴 망원경을 통해 디스플레이를 보게 될 것이 어떨지 생각해.
- 불필요한 불안 evoking 피하 Neuropsychiatric 인구가 많은 다른 플레이어보다 더 불안해지기 쉽상 수 있습니다 -. 새로운 부족한 작업에 직면 특히하거나 초과 작업과 함께, 또는 통제 밖의 상호 작용 시나리오와. 가능한 모든 플레이어가 아닌 컴퓨터가, 다음 무슨 일이 일어 나는지 통제 하나이며, 플레이어가 연습하고 게임의 요구에 편안한 될 수있는 기회를 가지고 있는지 확인하기 위해 마십시오. 그가 지시를받는 (S)로 - 예를 들어, 클릭과 키 누름 - 플레이어가 게임의 모든 행동을 통해 갈 수있는 튜토리얼을 포함하여 고려하십시오.
- 이벤트를 반복 들면, 약간 때문에 이벤트의 두 연속 인스턴스 사이의 시간이 일정하지 않습니다 그 시간을 달라집니다. 신호 처리 전문가들은 앨리어싱 현상을 알 수있는 너무 낮은 샘플링 속도에서 고주파 신호의 이산 샘플링 artefactual 저주파 진동을 생산하고 있습니다. 반복 이벤트 뇌파 측정을 둘러싼 문제는 앨리어싱과 공통점이 많이있다. 예를 들어 운동 키를 누를 및 개최되었을 때 존재하는 상황을 고려 플레이어의 아바타 한번씩 500 MS라고, 어떤 속도로 이동합니다. 하나가 운동 효과에 대한 뇌 반응에 관심이 있다고 가정합시다. 이 외인성 현상과 직접 상관없는 시각 피질에있는 (즉, 내부 구동)을 내생, 지속적으로 10 Hz에서 진동이있다는 것을,하지만 또한 가정합시다. 500 MS 따라서 misattribute은 내생 신호 것이 각각의 움직임 또한 단계에 같은 지점 때마다에서 내생적인 진동을 맛볼됩니다 외인성 뇌의 반응을 샘플링이 진동의 100 MS 시대의 핵심 다중, 그리고 분석이기 때문에 운동 자극에 반응 외인성. EEG 분석이 모호함을를 미리 막아보기로, 하나는 자극 사이의 간격 (운, 2005, P. 135)에 시간적 지터의 작은 금액을 추가할 수 있습니다 -별로으로 그들이 비정상적으로 플레이어 변수를 보일 수 있도록하지만, 충분히 얻으려면 이 단계의 인위 제거. 정확한 금액은 이벤트 분리 주어진 자연 보이는 무엇에 따라, 500 MS 이벤트의이 예제에서 우리는 어느 방향으로 간격의 변화 이상의 10 % 부자연스러운 것 것이라고 간주할 수도 있습니다, 그래서 우리는 다음 간격을 변경할 선택할 수 있습니다 450 MS에서 550 MS에 균일 분포 이상. 많은 시간적 지터는 천연 보이는 것과 playability을 희생하지 않고, 추가합니다.
- . 마음에 확장성과 디자인 개념에서 구현하는 완벽한 컴퓨터 게임을 현실은 많은 시간과 노동 집약적인 사업이다 - 당신은 게임 디자이너 및 프로젝트로 연구원으로 하루 작업과 야간 작업을 작업을 효과적으로 자신을 찾을 수 있습니다 관리자! 그것은 게임을 처음 설계했을 때 임신이되지 않았을 가능성이 있습니다 실험이 완전히 새로운 게임 시스템을 정의하고 구현하지 않고 추가할 수 있도록, 게임이 유연하고 확장하기 위해, 그러므로 의미합니다. 확장성이 목표는 일부 게임 디자인 및 일부 소프트웨어 디자인 실현하실 수 있습니다.
게임 디자인, 새로운 게임 모듈의 추가를 허용하는 시스템을 고려하십시오. Google 시스템에서, 메인 게임은 미니 게임의 확장 세트에 의해 지원됩니다 : 플레이어 메인 게임에서 가치가 자원을 획득하거나 유지하기 위해 미니 게임을 각각 입력해야합니다. 각 미니 게임은 2-3 실험을 내장. 예를 들어, 우주 식민지를 설계하는 데, 플레이어 임원 - 기능과 그들이 표류 스타 필드를 통해 우주선을 조종하고 친절한 또는 상대 우주선 (그림 1)에 대응하는 방법을 결정하는 시각적 인식 미니 게임, 시각주의를 입력하십시오 그들이 게재되고 다른 사람의 얼굴을 일치하여 외교 협상에 도움이되는 그 식민지 (그림 2), 감정 인식의 미니 게임을 빌드하는 원료에 대한 채굴 수있는 소행성을 감지하는 미니 게임 같은 감정 (그림 3), 그리고 그들의 식민지의 공급 (그림 4)를 도용하려는 해적을 없앤다있는 사회인지 미니 게임. 실제로, 그것은 새로운 실험 작업이 게임 서술에 통합 될 수있는 이내에 자부심을 찾는 아주 간단합니다 -하지만 일반적인 시설은 통합이 디 있어야합니다 수 있도록사전에 gned.
플레이어들은 실험을 수행한다는 일반적인 사실을 알고 있지만, 실험 데이터 수집은 눈에 거슬리지입니다 운영 작업을하는 동안 최고 확률 견적 도구 (Traffic Estimator)는 (펜틀랜드 1980; Lieberman & 펜틀랜드, 1982)의 인식에 대한 플레이어의 psychophysical 임계값을 계산 표류 스타 필드의 일관된 움직임. 소행성 작업하는 동안 시선은 광석 프로세서 (이 시선 방향이 시선 추적기에 의해 확인)에서 불순물을 위해, 소행성이 깜박임을 나타날 수있는 네 개의 부문 각 반면 시청하기 위해서는 화면의 하단 중앙에서 관리하고 있습니다 다른 근본적인 주파수에서 (대형 어떤의 최소 공배수)와 비밀주의는 공간 큐에 대한 응답으로이 분야의 하나로 이동합니다. EEG의 스펙트럼 내용의 변화는 다음 깜박임 주파수의 EEG amplitudes에 따라 비밀주의의 시간 과정을 평가할 수있는 태그를 각 부문 (모건 외, 1996;. 벨몬트, 1998).
소프트웨어에서 "게임 엔진"그래픽 디스플레이 (예 : 입자 엔진)에 대한 일반적인 핵심 요소뿐만 아니라 모든 실험에 필요한 것입니다 실험 제어 및 데이터 로깅에 대한 모든 일반적인 시설뿐만 아니라를 제공해야합니다. 특히 게임 엔진은 또한 동기화할 출력 포트 (우리가 표준 병렬 포트를 사용)를 통해 외부 여전히 공급 및 이동 - 사진 그래픽 자산과 소리, 그리고 로컬 디스크 파일에 씁니다 이벤트 로거 표시하는 방법을 제공해야 이러한 시선 추적기, EEG 시스템 또는 fMRI 스캐너로서 행동이나 생리적 데이터 레코더와 함께. - 게임 이벤트를 로깅하는 방법을 제공합니다 저희 시스템에서 디스크에있는 로그 파일이 병렬 포트를 통해 보낸 데이터의 상위 집합이 포함되어 있습니다. 병렬 포트 255을 통해서만 서명되지 않은 8 비트 이벤트 코드 1받는 반면, 디스크 파일 (포함 1) 클럭 진드기의 타임 스탬프는 (2) 마이크로의 타임 스탬프는 (3) 숫자 이벤트 코드는 병렬 포트를 통해 전송 (4)이 이벤트 코드에 고유한 문자열 기억하는, 그리고 (5) 목록 (매개 변수 이름, 매개 변수 값)이 쌍. 예를 들어, 특정 절대 또는 각도 표시 지점에서 자극의 모양 (예 : 소행성)가 매개 변수로 두 개의 좌표로 해당 이벤트 코드와 기억을 돕는로 표시된 수 있습니다. 이상 255 고유의 이벤트가있을 수 있기 때문에 하나의 맥락부터함과 영원성에 자체 포함되어있는 상황 (예 : 개인 미니 게임 또는 게임 시나리오)의 주요 게임 내에서 다시 사용하는 이벤트 코드를 표시 이벤트 코드를 발급 고려 또. 외부 데이터 레코더와 로컬 로그 파일에 기록 상세하고 parameterised 이벤트 코드의 시간 시리즈 기록 숫자 이벤트 코드의 시간 시리즈는 다음 시간적 등록에서 로그 파일과 외부 데이터 파일 (들) 장소 사용할 수 있습니다.
- 절대적으로 모든 이벤트 코드를 기록합니다. 플레이어의 아바타가 (중 운동 키를 그냥 우울했습니다, 또는 그것이 일정하게 내려 개최되어 있고 반복하기 때문에 때문에) 막 이사 왔어요? 그 이벤트. 운동의 일종은 시작하거나 속도를 중지하거나 변경나요? 그 이벤트. 물론 게임에서 일어나는 모든 이벤트 코드로보고해야합니다. 그들이 분석에 대한 관심이 아니라는 것을 결정하는 경우 경험은 항상 이벤트 코드를 무시할 수 있습니다. 하나 할 수없는 건 물론, 가서 데이터가 기록된 후 이벤트 코드를 삽입하는 것입니다. 그래서 모든 넣어 - 당신은 유용하지 아마 즉시 있지만 일부 게시물 임시 데이터 마이닝에있을 건지 알 수가 없다.
2. 장비 준비
- 주제가 도착한 시간 전에, 5 10 분 동안 소금 목욕 (일리터 증류수 당 1 티스푼 테이블 소금)에서 그들을 담글하여 전극의 균형. 한 번에 10 분 이상에 대한 모든 액체에 전극을 두지 마십시오. 오프셋 - 평형 전극 작은 (20μV + /)를했습니다.
- 주제가 도착 직전에, 시선 추적 카메라, 컨버터 박스, 컴퓨터에 스위치.
한 전용 시선 추적 컴퓨터 (GC), 하나 전용 EEG 인수 컴퓨터 (EC) 헌신적인 자극 프레 젠 테이션 컴퓨터 (SC), 비디오 수집 및 데이터 분석을 위해 한 대의 컴퓨터 (VC : 우리 설정 네 컴퓨터를 (그림 5 참조)을 사용 ).
두 컨버터 상자 (그림 6)은 GC와 SC의 VGA 출력을 조작하고 VC로 spliced 비디오 신호를 보냅니다. 이러한 방법으로, 현재 고정 및 타임 스탬프를 나타내는 커서 제목 overlain로 본 화면은 VC에서 비디오 파일에 기록하실 수 있습니다.
3. EEG 설정
- 이마와 inion 주변 피사체의 머리 둘레를 측정합니다. 제목의 둘레는 뚜껑에 대한 측정 범위의 중간 근처 그러한 전극 모자를 선택합니다.
- 피사체의 nasion에서 inion와 르에 측정 기록오른쪽 날개에 피트 날개.
- 주제의 머리에 모자를 놓습니다. 태그 제목의 목에 휴식, 뚜껑 외부에 있는지 확인하십시오. A1이 (정점에있는 전극) nasion - inion와 날개 - 날개의 축에 대하여 중심 때까지 뚜껑을 재지정하고, 뚜껑 정중선 (대답 25 - C17)는 주제의 머리의 정중선에 평행이다.
- 전극 EX5 및 EX6의 플라스틱 하우징에 접착제 링을 적용합니다. 전극 펠렛과 함께 반지의 오프닝을 맞춥니다. 접착제 반지의 종이 지원을 제거하고 전도성 겔과 전극 접촉을 커버. 제목의 왼쪽 mastoid에있는 주제의 오른쪽 mastoid과 EX5에 장소 EX6.
- 모든 전극 주택에 전도성 젤 곳으로 주사기를 사용합니다. 일부 주제의 머리를 위글 주사기 팁, 그때 동시에 플런저를 우울하게하고 멀리 머리에서 주사기를 가져옵니다. 젤 플라스틱 하우징의 상단과 물을 때까지 입력합니다.
그것은 너무 많이보다 너무 작은 젤을하는 것이 좋습니다. 너무 작은 젤의 경우보다 항상 추가할 수 있습니다. 너무 젤로, 초과는 전극 브리징 발생 전극 사이트 간의 출혈하실 수 있습니다. 전극이 다리를 될 경우, 뚜껑을 제거 제목 세척을하고 머리를 건조하고 다시 시작합니다. - 한 손으로 어깨와 센서를 통해 플러그 엔드와, 부드럽게 해당 주택에 각각의 전극을 배치. 전극만을 플라스틱 하우징을 파악하고 전선을 방해하지 않도록주의합니다.
이것은 전극 팁 만지지 않는 것이 중요합니다. 피부 또는 의복과 접촉이 전극의 품질을 저하됩니다. - 플레이스 전도성의 EX1 - EX4에서 젤과 피사체의 얼굴로 그들을 연결하는 접착제 고리를 사용합니다. 플레이스 각각 주제의 왼쪽 및 오른쪽 외부 canthi에서 가로로 1cm에 대한 EX1 및 EX2. 플레이스 광대뼈 유골에 대한 주제의 왼쪽 및 오른쪽 눈의 중간 아래에 1cm에 대한 EX3 및 EX4.
- 부드럽게 제목 뒤에 전극 리드를 수집하고 느슨하게 CMS / DRL은 조랑말 - 꼬리를 만드는 다른 주변 리드 포장. 장소에 리드를 잡아 포니 - 꼬리의 위쪽과 아래쪽에 벨크로의 관계를 놓습니다. 제목은 다시 의류에 부착 조랑말 - 꼬리를 의료 테이프를 사용하십시오.
- 각 GSR 전극에 0.5 % KCl 용액 (Lykken & 베나블스, 1971)을 적용합니다. 제목의 비 지배 손의 색인과 반지 손가락 접사 GSR 전극 의료 테이프를 사용하십시오.
- 자극 프레 젠 테이션 모니터 앞에 아닌 reclining, 고정된 의자에 앉아 주제 있습니다. EEG 변환기 상자에 모든 전극을 꽂습니다.
소형 (+ / - 40 μV) 오프셋이 가능합니다. 어떤 전극은 + /보다 큰 오프셋 표시되면 - 40 μV을 부드럽게, 뚜껑에서 전극을 제거보다 젤을 적용하고, 전극을 반환합니다.
4. 추적 설정 가즈
- 부착 눈에 중간 제목의 눈썹 위에 대상 스티커.
- VC에서 EyeLink 팝업 - 교정 응용 프로그램을 시작합니다. 새 세션을 시작하고 시선 추적기에 대한 이벤트 로깅을 전환하는 CMD 인터페이스를 사용합니다. 값을 'file_event_filter'같은 설정을 '왼쪽, 오른쪽, 고정, BLINK, 메시지, 버튼, SACCADE, 입력'명령 전체 목록 EyeLink 소프트웨어와 함께 제공되는 파일 DATA.INI에서 찾을 수 있습니다.
- EyeLink 팝업 - 교정 응용 프로그램에서 카메라 설치 프로그램을 실행합니다. 대상 스티커와 피사체의 시선을 중심으로되도록 카메라를 위치. 추적에 눈이 맑은 때까지 초점을 조정합니다.
- 보정 및 9 포인트 도트 매트릭스를 사용하여 피사체에 시선 추적 시스템을 확인합니다. 확인 후, EyeLink 소프트웨어 보정과 검증 조치 사이의 각도의 영상도에서 오류와 함께 각 교정 포인트를 표시합니다. acceptably 좋은 보정, 모든 교정 지점에 걸쳐 의미 오류가 1.5를 초과하지 않는 1 °, 모든 단일 지점에서 오류를 초과하지 °. 좋은 교정에서 오류가 0.5을 초과하지 않는 의미 °와 가장 큰 단일 지점 오류 1 °를 초과하지 않습니다.
교정이 실패하면, 동공 및 각막 반사 임계값이 적절한 있는지 확인합니다. 이러한 값을 조정하면 교정 문제, 스위치 눈을 완화하고 재조정하지 않을 경우. 샘플링 속도는 카메라의 설정 화면의 왼쪽에있는 500 Hz에서 버튼을 클릭하여 500 Hz로 설정되어 있는지 확인하십시오.
시선 위치가 생각하는가 광학 및 전산 처리가 시선 추적기 내부이며,이 절차의 사용자가 알게 될 필요가 없습니다. 간단히 기술은 적외선으로 눈에 조명으로 작동합니다. 망막에 빛을 impinging 그것 입력한이를 따라 같은 경로에 눈을 밖으로 반영되어 -이 소형 카메라로 찍은 사진을 플래시에서 "적목 현상"을 일으키는 광학 속성입니다. 광원으로부터 멀리 위치 카메라하려면 불구하고, 학생 어두운 나타납니다. 동시에 조명의 일부는 공동의 반영됩니다 rnea는 작고, 강렬한 눈빛으로의 위치는 머리의 위치에 아니라 안구의 시선의 방향에 따라 달라집니다. 어두운 동공과 각막 반짝 사이의 위치 차이는 다음 시선의 방향 (에비 사와, 1998)에 수학적으로 매핑하실 수 있습니다. 시선 추적 컴퓨터가 자극 - 프레 젠 테이션 컴퓨터에서 이벤트 코드와 통합 결과 시점의 - 관해서는 좌표의 시간 시리즈를 기록합니다.
5. 컴퓨터 게임 시작
- 팝업 - 보정 응용 프로그램에서 기록 시선 데이터를 시작합니다. EC에 VC와 EEG 기록에서 비디오 녹화를 시작합니다.
- SC에서 비디오 게임을 실행합니다.
- 청각 자극 들어, 전원이 공급되는 스피커에 대해 SC에서 수동 스피커를 교체. 그런 다음에 플러그와 앰프를 켜십시오. 사운드 레벨 미터를 사용하여 실험 패러다임에서 요구되는 최대 진폭 (예 : 80dB) 달성하기에 충분한 수준으로 볼륨을 설정합니다.
6. 클린 장비
- 피사체가 게임을 완료 후, 게임을 종료하고 EC, GC와 VC에 대한 그래픽 인터페이스 내에서 '중지'버튼을 누르면 녹음 데이터를 중지합니다. 끄고 앰프를 분리하고 수동 스피커를 교체하십시오.
- 90 초 높이 증류수, 전자렌지와 4~5cm 깊은 작은 플라스틱 양동이를 채우십시오.
- EEG 변환기 상자를 끄고 변환기 상자에서 모든 단서를 뽑습니다. EEG 리드의 조랑말 - 꼬리에서 의료 테이프와 벨크로의 관계를 제거합니다.
- 플라스틱 하우징으로 전극을 파악 것은, 모든 전극을 제거하고 따뜻한 증류수에 센서를 놓습니다. 캡 전극이 제거된 후, 피사체의 머리에서 뚜껑을 제거합니다. 물에서 그들을 immersing하기 전에 전극의 접착 반지를 해제하는 것을 잊지 말아주세요.
- 전극에 남아있는 젤을 제거하기 위해 증류수로 가득 스프레이 병을 사용합니다.
- 전극 뚜껑에서 젤을 제거하는 따뜻한 수돗물과 비누를 사용합니다.
7. 데이터 분석
- SC에서 EyeLink edf2asc 응용 프로그램을 사용하여 ASCII 텍스트로 시선 추적 EDF 데이터 파일을 변환합니다.
- VC로 데이터 파일을 통합, 다음 Astropolis 처리 툴킷을 (APT) 시작합니다.
APT는 오픈 소스 소프트웨어이다 오픈 소스 EEGLAB 환경 (델롬 & Makeig, 2004)에 내장된 MATLAB (R2008a, MathWorks, 내틱, MA) 툴킷. 그것은이 실험 패러다임에 의해 만들어진 다양한 데이터 파일을 통합하고 행동 및 뇌파 분석을 자동화합니다. 이 자동화는 전처리와 인위 거부로 EEGLAB에 runica algortihm (Makeig 외., 1997)와 함께 구현 확장 infomax 독립적인 구성 요소 분석 (ICA), 그리고 이에 상응하는 쌍극자 로컬 리 제이션이 포함되어 있습니다.
8. 대표 결과
자폐증 스펙트럼 상태 (ASC)와 개인, 모든 임상 진단 (SIB)없이 형제, 그리고 일반적으로 어린이 (일반)를 개발을 : 여기 제시 결과는 파일럿 데이터는 세 그룹의 연령층 10-15년 자녀를 조사로부터 얻은되었습니다. 시선 추적 데이터는 피사체의 시선은 관심의 자극으로부터 이탈이되는 재판을 거부하는 데 사용되었습니다. (시선 데이터의 더 복잡한 어플 리케이션은 또한 생리학과 행동 평균을 계산의 매개 변수로 시선을 사용하는 예를 들면, 가능합니다.)
그림 7은 정면 정중선 전극 (Fz)에서 얻은 이벤트 관련 스펙트럼 섭동를 보여줍니다. PresentEnemy은 적함 (이동)의 모양에 해당하고 PresentFriendly 친화적인 선박 (no - go는)의 모양에 해당됩니다. no - go는 상태 동안 일반 그룹은 상당히 높은 감마 전력 (30-75 Hz에서) 500-1500 MS 포스트 자극을 보여주었다.
APT는 생리학과 psychometric 조치 사이의 쉬운 비교를위한 수 있습니다. 예를 들어, 우리의 분석, 비슷한 기간 (300 - 1500ms 후 자극) 중 알파 파워 (8-12 Hz에서)이 아닌 사회적 attentional 작업 중 no - go는 재판에 대한 부정적인 사회의 측정 성능과 상관되었습니다 인식, 벤턴 얼굴 인식 테스트 (벤턴 외., 1994).
그림 1 : 해양 Defender의 비디오 (더 - 가서 점 - 모션 기여도 작업 / 이동하지 않음)
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그림 2 : 스텔라 스펙터 (수정 Posner 시각 공간적주의 작업)의 동영상
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그림 3 : FaceOff 동영상 (얼굴 감정 인식)
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그림 5 : 실험실 설치 프로그램의 다이어그램을 케이블링.
그림 6 : 실험실 설치 프로그램의 다이어그램을 케이블 변환기 상자.
그림 7 : 이동 / Fz PresentEnemy = 이동 자극에 기록된 no - go는 작업의 이벤트 관련 스펙트럼 perturbations; PresentFriendly가 = no - go는 자극, ASC = 자폐증 그룹; SIB = 형제 그룹, 일반은 = 컨트롤 그룹..
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Discussion
아마 통합 연구에 가장 중요한 장애물은 하나의 실험 주제가 (임상 인구에서 특히 하나) 합리적으로 피로되기 전에 수행할 수 있을런지 그 당시의 금액에 대한 실질적인 한계입니다. 불행히도, 종종 더 많은 제어 자극 볼의 과학자의 관점에서이고, 더 반복하고 지루한 실험을보기의 주제의 관점에서 보일 수있다. 최근 neuropsychiatric 장애에 대한 Behavioural 연구 동기 부여의 중요성,인지 전략을 수립하고 성능을 결정하는 행동 설정하고 작업 지시를 강조했다 (예를 들어, 플레 티드 외 1999;.. 돌턴 외 2005). 이러한 고려 사항에 비추어, 우리는 캡처 및 과목의 관심을 유지, 투명하게 행동 데이터를 수집하고 피사체가 게임을 연극으로 생리 녹화와 동기화 비디오 게임의 맥락에서 실험적 자극을 내장했습니다. 재판의 일반적인 반복 블록을 통해 같은 매력과 생태학적으로 유효한 형식의 실용적인 장점은 베테랑입니다. 사실, attentional 변화 및 multimodal 통합 수준 및 요구 변화하는 것은 비디오 게임 플레이의 맥락에서 자연 있으며, 이러한 점 모션 일관성 및 임베디드 그림 같은 psychophysical 조치 쉽게 예를 들어,로 구현되며,보기에 스타 필드의 움직임 화면과 포화 환경에서 개체의 감지. 또한, 비디오 게임의 전략과 적대 자연 컴퓨터가 만든 적이 이러한 게임 관련 서술과 사회 저작자의 이해와 같은 높은 수준의 인지적 조치를 탐험하기 위해 자연적인 기회를 수행합니다. 비디오 게임은 관심과 인식 프로세스 측정 변경을 (; 카스텔 외 2005;.. 그린 & Bavelier 2003 2006ab, 2007 펭 외 2007) 보여주고, 그리고 비디오 게임 형식은 점점 동시 행동과 뇌파 관찰 취득에 사용되고 생태학적으로 유효한 컨텍스트, visuomotor 추적 예를 들어, (. 스미스 외 1999), 항공 교통 관제 (브루킹스 외 1996.), 그리고 군사 명령 및 제어 시뮬레이션 (세인트 존스 외 2002, 2004;. Berka 외 2004.) . 인간 컴퓨터 상호 작용 (폰 안 2006)의 최근 결과는 다르게 발달 장애와 명 (골란 & 배런 - 코헨 2006) 가르치는, 매력적인 것하지 않을 수 있습니다 작업의 동기를 확립하고 유지하기 위해 게임 컨텍스트의 전원을 가리킨 , 이그 제 큐 티브 기능 (Thorell 외., 2009)를 훈련합니다. 또한 다음 행과 함께, 비디오 게임 형식은 테스트 상황에 익숙하지 않은 작업 성능과 관련된 상태 불안의 잠재적인 혼란을 최소화, 실험실에 들어가기 전에 작업과 함께 편안한 될 수있는 기회의 주제에 더 있었죠.
전극 배치 및 전해질 응용 프로그램의 프로세스를 parallellise 센서 거미줄과 함께보다 높은 두피 임피던스 (페레 외., 2001), 일치 가능한 뇌파 증폭기의 새 세대는 크게함으로써 전극 응용 프로그램 시간과 주제 준수 요구 사항을 감소했다 환자의 넓은 범위의 고밀도 뇌파 기록. 더욱 크게, 지난 10 년간 생물학이 물리학 자와 수학자, 시간 도메인 분석의 오래된 univariate 방법으로 더 나은 의사 소통을 시작으로하는 것은 같은 독립적인 구성 요소 분석 (벨 & Sejnowski, 1995)와 같은 변수 방법으로 시간에 의해 supplanted되었습니다 주파수 신호뿐만 아니라 지속적인 oscillations (Makeig 외., 2002, 2004)의 perturbations의 구성된 신호에 대한 자극이나 반응 행사 위상 잠금에 대한뿐만 아니라 계정을 분석합니다. 이 실용적이고 분석 개발 제목 인구와 행동 상황의 넓은 범위에 electroencephalography을 열었습니다. 이러한 발전과 함께하지만, 생태 유효 보존의 중요성은 성장했습니다. 컴퓨터 게임의 맥락에서 구현인지 작업 동시 시선 추적 및 EEG 고밀도 더욱 유연하게 결합되어야하고, 큰 생태적 타당성의 데이터를 얻을 수 있습니다. (과목은 레코딩 세션 전에 게임 자체에 익숙해 시간을 부여하는 경우 이것은 특히 사실이다. 우리의 연구의 경우, 대상이 EEG 녹화에 최소 2 주 전에 게임을 연습할 수있는 노트북 컴퓨터를 빌려되었습니다.) 앞으로, 게임 패러다임은 아동이나 임상 인구에 관해서 특히, neurophysiological 및 행동 연구에 표준이 될 수 있습니다.
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Disclosures
관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.
Acknowledgments
이 프로젝트는 자폐증에 의해 자금 것은 파일럿 연구 그랜트에게 # 2597를 말하는 미국 국립 과학 재단 (National Science Foundation) 학부 조기 경력 개발 수상 # BCS - 0846892.
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 |
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