Birleştiren Bilgisayar Oyun-Tabanlı Yüksek Yoğunlukta EEG ve Kızılötesi Gaze Takip Davranışsal deneyler

Bilgisayar oyunu tabanlı bilişsel görevler sırasında EEG ve bakışları yüksek yoğunluklu veri kaydı için prosedürler açıklanmıştır. Bilişsel görevleri sunmak için bir video oyunu kullanarak deney kontrolden ödün vermeden ekolojik geçerliliği artırır.

Bu video, bir bilgisayar oyununa gömülü ilgi çekici ve ekolojik olarak geçerli bilişsel görevlerin yerine getirilmesi sırasında deneklerden eşzamanlı bakış izleme ve yüksek yoğunluklu EEG kayıtları elde etme prosedürünü göstermektedir. İlk olarak, elektrotlar konuya yapıştırılır. Bakış izleme kamerası daha sonra kalibre edilir.

EEG ve Bakış verileri kaydedilirken denek oyunu oynar. Oyun Etkinlikleri tarafından iptal edilen olayla ilgili potansiyeller ve olayla ilgili spektral bozulmalar elde edilir. Bu tekniğin mevcut yöntemlere göre ana avantajı, örneğin ePrime veya sunum gibi uyarıcı sunum paketleri, deneyleri bir bilgisayar oyununa gömmenin, açık bir test bağlamından uzaklaşarak performans kaygısını hafifletmesi ve deneklerin uzun bir deney oturumu boyunca motive olmalarına ve görevlerle meşgul olmalarına yardımcı olmasıdır.

Çok çeşitli bilişsel görevleri kapsar. Bu nitelikler, dikkat ve motivasyonun karmaşık veya uzun deneysel oturumlara engel olabileceği pediatrik ve klinik popülasyonlar için özellikle önemlidir. Benim adım Keith Yoder ve Beaumont Laboratuvarı'nda araştırma görevlisiyim.

Bugün bana yardımcı olacak, İnsan Gelişimi Bölümü'nde laboratuvar teknisyeni ve UAUA yüksek lisans öğrencisi olan David Post olacak. SR Research'ten 128 kanallı bir bios, yarı aktif iki ölçüm sistemi ve bir iLink 1000 kızılötesi bakış izleyici kullanacağız Kombine bilgisayar oyunu ve EEG deneyi başlamadan önce, elektrotlar, denek gelmeden bir saat önce artı veya eksi 20 mikrovolt aralığında küçük ofsetlere sahip olduklarından emin olmak için dengelenmelidir. EEG deneyi için, elektrotları bir litre damıtılmış su başına bir çay kaşığı tuz içeren bir tuz banyosunda beş ila 10 dakika bekleterek dengeleyin.

Elektrotları bir seferde 10 dakikadan daha uzun süre herhangi bir sıvıda bırakmayın. Elektrotları tuz banyosundan çıkardıktan sonra, denek gelmeden hemen önce durulamak için damıtılmış suyla dolu bir sprey şişesi kullanın. Eşzamanlı bakış takibi ve EEG için bakış izleme kamerası dönüştürücü kutularını ve bilgisayarları açın, bakış izleme kamerasında 16 milimetre uzunluğundaki lensi kullandığınızdan emin olun.

Kurulum, dört bilgisayar, bir özel bakış izleme bilgisayarı, bir özel EEG edinme bilgisayarı, bir özel uyaran sunum bilgisayarı ve video toplama ve veri analizi için bir bilgisayar kullanır. İki dönüştürücü kutusu. Bakış izleme bilgisayarından ve uyaran sunum bilgisayarından VGA çıkışlarını manipüle edin ve video toplama bilgisayarına eklenmiş bir video sinyali gönderin.

Bu şekilde, video alma bilgisayarı, mevcut bakış sabitlemesini temsil eden bir imleç ve bir zaman damgası ile kaplanmış özne tarafından görülen oyun ekranını kaydedebilir. Bu bindirme videosu, video alma bilgisayarındaki bir disk dosyasına kaydedilir. Şimdi EEG Setup'ı görelim.

Deneğin çevresini ölçerek EEG deneyi için kuruluma başlayın. Kaşın ve inion'un etrafına gidin ve uygun boyutta bir elektrot başlığı seçin. Etiketi konunun başının üzerine yerleştirin ve etiketin kapağın dışında olduğundan ve konunun boynuna dayandığından emin olun.

Kapağı, A tek elektrot nasion iniyonu ve sol kulak kepçesi, sağ pim es ve kapak orta hattı deneğin başının orta hattı boyunca uzanana kadar yeniden konumlandırın. Nasion, burun ile kaş arasındaki çöküntüdür. İnion, başın arkasındaki orta hatta yer alan kemikli yumrudur ve kulak kepçesi, kulak kanalının açıklığının ön tarafında uzanan kıkırdak flebidir.

Kapak yerine oturduğunda, elektrotların plastik muhafazasına yapışkan bir halka uygulayın. Eski beş ve eski altı. Halkanın açıklığını elektrot peleti ile hizalayın.

Kağıt desteğini yapışkan halkadan çıkarın ve elektrot temasını iletken jel ile kapatın. EX altıyı deneğin sağ mastoidine ve EX beşi deneğin sol mastoidine yerleştirin. Kapaktaki her elektrot tutucusuna iletken jel yerleştirmek için künt bir şırınga kullanın.

Deneğin saçını ayırmak için şırınga ucunu kıpırdatın. Ardından pistonu aynı anda aşağı bastırın ve şırıngayı bir pastayı süslüyormuş gibi kafadan çekin. Jel plastik muhafazanın üst kısmı ile aynı hizaya gelene kadar doldurun.

Aşırı doldurmadığınızdan emin olun. Çok az jele sahip olmak, elektrot bölgeleri arasında çok fazla jelin kanamasına neden olabileceğinden daha iyidir. Elektrotlar köprülenirse, bunun için hiçbir şey yoktur.

Ancak kapağı çıkarmak için, deneğin saçlarını yıkamasını ve kurutmasını sağlayın ve omzunun üzerinden sarkan elektrot uçlarının eklentileri ve bir elinizdeki sensör uçları ile tekrar başlayın, her bir elektrotu elektrot kapağının içindeki ilgili tutucusuna nazikçe yerleştirin. Elektrotların sadece plastik muhafazasını kavrayın ve telleri kıvırmamaya çok dikkat edin. Elektrot uçlarına dokunmamak çok önemlidir.

Cilt, giysi veya iletken jel dışındaki herhangi bir malzeme ile temas, elektrotların kalitesini düşürecektir. İletken jeli X birden X dörde kadar yerleştirin ve bunları deneğin yüzüne yapıştırmak için yapışkan halkalar kullanın. X bir ve X iki'yi sırasıyla öznenin sol ve sağ dış kantisinden yaklaşık bir santimetre yatay olarak yerleştirin.

X üç ve DX dördü, deneğin sol ve sağ gözlerinin ortasının yaklaşık bir santimetre altına, elmacık kemiklerinin üzerine yerleştirin. Elektrot uçlarını nazikçe konunun arkasına toplayın ve C-M-S-D-R-L ucunu diğerlerinin etrafına gevşek bir şekilde sarın. Bir at kuyruğu oluşturmak için, uçları yerinde tutmak için cırt cırtlı bağları at kuyruğunun üstüne ve altına yerleştirin ve atkuyruğunu söz konusu gömleğin arkasına yapıştırmak için tıbbi bant kullanın.

Deneğin boynunun rahatça öne doğru esnemesi için bu uçlarda yeterince gevşeklik bıraktığınızdan emin olun. Şimdi her elektroda bir potasyum klorür çözeltisi uygulayarak GSR elektrotlarını hazırlayın. GSR elektrotlarını, deneğin baskın olmayan eline veya deney sırasında kullanılmayacak olan herhangi bir elin ikinci ve üçüncü parmaklarına yapıştırmak için tıbbi bant kullanın.

Tüm elektrotlar kurulduğunda davranışsal tepkileri işaret etmek için, deneğin uzanmayan sabit bir sandalyeye oturmasını sağlayın. Uyaran sunum monitörünün önünde, tüm elektrotları dönüştürücü kutusuna takın ve elektrot ofsetlerinin artı veya eksi 40 mikrovolt içinde olduğundan emin olmak için EEG toplama bilgisayarını kontrol edin. Bir elektrot çok büyük bir ofsete sahipse veya gürültülüyse, elektrodu kapaktan yavaşça çıkarın.

Muhafazaya daha fazla jel yerleştirin ve elektrodu değiştirin. Tek bir elektrotta bir sorun devam ederse veya tek bir elektrot darbe artefaktı ile kontamine olursa, bu kanal çevredeki elektrotlardan enterpolasyonlu hale gelmelidir. Kayıt bittikten sonra, önce septik kaş medialinin üzerine göze bir hedef çıkartma yapıştırarak bakış izlemeyi ayarlayın.

Uyaran sunum bilgisayarında açılır kalibrasyon uygulamasını başlatın. Yeni bir oturum başlatın ve tür açılır menüsünü CMD olarak değiştirin. Uygun komutu girdikten sonra, açılır pencere kalibrasyon uygulamasından olay günlüğünü açmak için gönder düğmesine basın, kamera kurulumunu başlatın.

Kamerayı, hedef çıkartma ve öznenin I değeri otomatik eşiğe ortalanacak şekilde konumlandırın. Uyaran sunum bilgisayarı için klavyedeki A tuşuna basın. İzlenecek I net olana kadar kamera merceğini çevirerek odağı ayarlayın.

Uyaran sunum bilgisayarı için klavyede C tuşuna basarak bakış izleme sistemini konuya göre kalibre etmeye başlayın. Ekranda rastgele sırayla dokuz farklı konumda bir nokta belirecektir. Konu, bir sonraki noktanın konumunu tahmin etmek yerine, göründüğünde noktaya bakmalıdır.

Kalibrasyonu doğrulamak için V tuşuna basın. Noktalar rastgele sırayla tekrar görünecektir. Kalibrasyon iyiyse, konu bakışı her bir doğrulama noktasına eşlenir.

Kalibrasyon başarısız olursa, göz bebeği ve kornea yansıma eşiklerinin uygun olduğundan emin olun. Göz bebeği ve kornea eşikleri, ekranın sol üst köşesindeki ada ana bilgisayarındaki kamera kurulum ekranından ayarlanabilir, göz bebeği ve kornea yukarı ve aşağı oklarına tıklamak eşikleri sırasıyla artırır ve azaltır. 500 Hertz düğmesine tıklayarak örnekleme hızının 500 hertz olarak ayarlandığından emin olun.

Uyaran sunum bilgisayarındaki açılır kalibrasyon uygulamasını simge durumuna küçültün ve görev çubuğundaki iLink simgesine sağ tıklayıp Kaydı başlat'ı seçerek bakış verilerini kaydetmeye başlayın. Black Magic Media Express yazılımını kullanarak video çekim bilgisayarında video kaydına başlayın. Ardından, duraklat düğmesine tıklayarak EEG çekim bilgisayarında EEG kaydını başlatın.

Şimdi uyaran sunumunda, bilgisayar oyunu başlattı çünkü polus ekolojik geçerliliği sağlamak için tasarlanmış özel olarak oluşturulmuş bir oyundur Bir oyunda deneysel kontrolden ödün vermeden, deneklerin saldırı altındaki bir kargo gemisini kurtarması gerekir. Gitme görevi, içinden ya oyuncuya yardım eden bir Arkadaş ya da oyuncuya zarar veren bir Düşman çıkan solucan deliği tanıtılarak uygulanır. Oyuncu. Ayrıca, başka bir oyun sırasında sürüklenen yıldız alanları boyunca bir uzay gemisini yönlendirerek bir nokta hareketi tutarlılık görevi gerçekleştirin.

Denekler, asteroitlerin farklı temel frekanslarda titreşerek görünebileceği dört sektör olan değiştirilmiş bir Posner görevinde asteroitleri toplamak için bir radar kapsamı kullanmalıdır. EEG'nin spektral içeriğindeki değişiklikler daha sonra her bir sektörü etiketleyen frekansların genliklerine dayalı olarak dikkati değerlendirebilir. Başka bir oyun, deneklerden yüzlerde tasvir edilen duyguları tanımlayarak galaktik bir anlaşma yapmaya yardım etmelerini ister.

Aynı duyguyu ifade eden üç yüzden oluşan bir satır veya sütun oluşturmak için beş yüzün her biri bir oyun tahtasındaki boş noktalara yerleştirilmelidir. Dördüncü bir oyun, Sally Anne'nin Zihin Teorisi oyuncularının testini uygular. Kaptan Sally'nin kargosunu dört gezegenden birine yerleştirmesini izleyin.

Anne'nin rolü, kargoyu başka bir gezegene taşıyan bir uzay korsanı tarafından oynanır. Son olarak, bir amiral hem kaptanı hem de korsanı gözlemler ve korsanın eylemleri hakkında kaptana bilgi aktarır. Oyuncular daha sonra kaptan ve korsan için kesişme rotaları planlamalı, her birinin kargoyu nerede arayacağını çıkarmalı ve böylece çeşitli koşullar arasındaki zıtlıklarda birinci dereceden ve ikinci dereceden zihin teorisini uygulamalıdır.

İnsan bilgisayar etkileşimindeki son sonuçlar, oyun bağlamının, aksi takdirde bu şekilde ilgi çekici görünmeyebilecek görevlerde motivasyon oluşturma ve sürdürme gücüne işaret ediyor. Birçok tekrarlanan çalışmada çoklu bilişsel görevler, konuyu yormadan tek bir deney seansı sırasında gerçekleştirilebilir. Bu özellikle önemlidir, çünkü EEG için yeterli deneme elde etmek için, ortalama deneklerin her bir uyaran koşulu için yaklaşık yüz deneme biriktirmesi gerekir: İşitsel uyaranlar için, uyaran sunum bilgisayarındaki pasif hoparlörleri elektrikli hoparlörlerle değiştirin.

Ardından fişi prize takın ve amplifikatörü açın. Ses seviyesini 60 seviyesine ayarlayın. Bu, denek oyunları oynamayı bitirdiğinde 80 desibel SPL maksimum ses seviyesi elde etmek için gereklidir.

Oyundan çıkın ve grafik arayüzdeki durdur düğmesine basarak veri kaydını durdurun. Video alımı, bakış, izleme ve EEG alım bilgisayarlarının her birinde. EEG dönüştürücü kutusunu kapatın ve tüm kabloları kutudan çıkarın.

Yapışkan halkaları çıkarın ve ılık damıtılmış suya koyun. Elektrotlarda kalan jeli çıkarmak için damıtılmış suyla dolu bir sprey şişesi kullanın ve elektrot kapağından jeli çıkarmak için ılık musluk suyu ve sabun kullanın. Şimdi gösterilen bazı temsili EEG sonuçlarını göstereceğiz.

İşte bir frontal orta hat elektrodu fz'den elde edilen olayla ilgili bir spektral pertürbasyon grafiği. Bu oyunda, mevcut düşman, bir düşman gemisinin görünümüne veya bir gitme durumuna karşılık gelir ve mevcut dostluk, bir dost gemisinin görünümüne veya gitmeme koşulu sırasında gitmeme durumuna karşılık gelir. Tipik olarak, gelişmekte olan çocuklar, otizm spektrum bozukluğu olan çocuklardan önemli ölçüde daha fazla gama bandı EEG gücü göstermiştir.

Bu prosedürü denerken, elektrot kontaklarına dokunmaktan, kablo uçlarını kıvırmaktan veya çok fazla jel kullanmaktan kaçınmak önemlidir.