Birleştiren Bilgisayar Oyun-Tabanlı Yüksek Yoğunlukta EEG ve Kızılötesi Gaze Takip Davranışsal deneyler
Summary
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.
Abstract
Uyaranların zamanlaması ve diğer parametreler de belirtilen ve kontrollü deneysel paradigmalar sürece değerlidir ve bilişsel işleme ile ilgili veriler, ekolojik geçerli koşullar altında oluşur verim sürece. Bu iki gol, iyi kontrol uyaranlara konular motivasyonu sürdürmek için genellikle çok tekrarlanan bu yana sık sık anlaşmazlığa düştü. Çalışmalar istihdam elektroensefalografi (EEG) çoğu zaman özellikle hassas ekolojik geçerlilik ve deneysel kontrol arasındaki bu ikilemi: fizyolojik ortalama yeterli sinyal-gürültü ulaşma yeteneğine sahip bireyler için söz konusu havuz sınırlama, uzun kayıt seansları içinde tekrarlanan çalışmaların çok sayıda talep ve tekrar tekrar bir dizi görevi gerçekleştirmek için sabır. Bu sınırlama, genç nüfusun yanı sıra, artan anksiyete ya da dikkat anormallikleri ile ilişkili klinik araştırmak için araştırmacılar yeteneğini ciddi sınırlar. Hatta yetişkin, klinik olmayan konularda performans ya da bilişsel nişan tipik seviyeleri elde etmek mümkün olmayabilir: deneysel bir görev aynı, davranışsal, bilişsel, ya da nöral bir eziyettir biraz daha fazla değildir isteksiz konu kimin için, bir içsel olarak motive ve görevi ile uğraşan bir konu. Edebiyat artan vücut video oyunları içinde gömme deneyler, deneysel kontrolü ve ekolojik geçerliliği arasındaki bu ikilemin boynuzları arasında bir şekilde ortaya koymaktadır. Bir oyunun anlatı onların ekolojik geçerliliği (Chaytor & Schmitter-Edgecombe, 2003) artırılması, görevleri ortaya çıktığı bir daha gerçekçi bir bağlam sağlar. Ayrıca, bu bağlamda, görevleri tamamlamak için motivasyon sağlar. Bizim oyun, dersler, kaynak toplamak, korsanlar savuşturmak, önünü iletişim veya diplomatik ilişkileri kolaylaştırmak için çeşitli görevleri yerine. Bunu yaparken, aynı zamanda bir Posner dikkat değişen paradigma (Posner, 1980), bir go / no-go test motor inhibisyonu, psikofiziksel hareket tutarlılık eşik görevi, Gömülü Şekiller Testi (Witkin de dahil olmak üzere bir dizi bilişsel görevler gerçekleştirmek , 1950, 1954) ve bir teori-zihin (Wimmer & Perner, 1983) görevi. Oyun yazılım otomatik olarak bir günlük dosyası oyun uyaranlara ve öznelerin eylem ve yanıtları kaydeder ve fizyolojik veri kaydediciler ile senkronize etmek için olay kodları gönderir. Böylece oyun, EEG ve fMRI gibi fizyolojik önlemler ve an-an bakışları takibi ile kombine edilebilir. Hareketlerinin takibi, pupil dilatasyonu (Bradley ve ark, 2008) da yansıdığı gibi davranışsal görevleri (örneğin fiksasyon) ve deneysel uyaranlara aşikar dikkat konuların uyumunu doğrulamak, hem de fizyolojik uyarılma . Harika yeterli örnekleme frekansları, bakışları izleme microsaccades de yansıdığı gibi gizli dikkat değerlendirmek de yardımcı olabilir, yeni bir nesne foveate için çok küçük olan göz hareketleri, ancak başlangıcı olduğu gibi hızlı ve aynı açısal uzaklık ve gibi zirve hızı arasında bir ilişki var büyük mesafeler hareket sakkadlar. Microsaccades yönleri dağılımı ilgi (aksi takdirde) gizli yönü (Hafed & Clark, 2002) ile ilişkilidir.
Protocol
Discussion
Belki de bütünleştirici çalışmalar tek ve en önemli engel, yorgun olma önce gerçekleştirmek için tek bir denek (özellikle bir klinik bir nüfus) makul beklenen süreyi pratik bir sınırı vardır. Ne yazık ki, çoğu zaman daha kontrollü bir uyaran bilim adamının bakış noktasından, daha tekrarlayan ve sıkıcı deney konusu noktadan görünebilir. Son yıllarda nöropsikiyatrik bozuklukları Davranış araştırma motivasyonun önemi vurgulanmış, bilişsel strateji oluşturulması ve performans bel…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu proje Otizm tarafından finanse edilen pilot Araştırma Bursu # 2597 bilmektedir ve ABD Ulusal Bilim Vakfı Fakültesi Erken Kariyer Geliştirme Ödülü # BCS-0.846.892.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| 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 | |||
| EyeLink 1000 Remote Camera Upgrade | SR Research | n/a | Allows for target sticker tracking | |
| SignaGel electrode gel | Parker Labs | n/a | ||
| 0.05% KCl electrolytic (NaCl) gel | n/a | n/a | Purchased from compounding pharmacy | |
| Intensity Pro | Blackmagic Design |
References
- Bell, A. J., Sejnowski, T. J. An information maximisation approach to blind separation and blind deconvolution. Neural Computation. 7, 1129-1159 (1995).
- Belmonte, M. K. Shifts of visual spatial attention modulate a steady-state visual evoked potential. Cognitive Brain Research. 6, 295-307 (1998).
- Belmonte, M. K. Abnormal attention in autism shown by steady-state visual evoked potentials. Autism. 4, 269-285 (2000).
- Benton, A. L., Sivan, A. B., Hamsher, K., Varney, N. R., Spreen, O. . Contributions to Neuropsychological Assessment. , (1994).
- Berka, C., Levendowski, D. J., Cvetinovic, M. M., Petrovic, M. M., Davis, G., Lumicao, M. N., Zivkovic, V. T. Real-time analyses of EEG indexes of alertness, cognition and memory acquired with a wireless EEG headset. International Journal of Human-Computer Interaction. 17, 151-170 (2004).
- Bradley, M. M., Miccoli, L., Escrig, M. A., Lang, P. J. The pupil as a measure of emotional arousal and autonomic activation. Psychophysiology. 45, 602-607 (2008).
- Brookings, J. B., Wilson, G. F., Swain, C. R. Psychophysiological responses to changes in work-load during simulated air traffic control. Biological Psychology. 42, 361-377 (1996).
- Castel, A. D., Pratt, J., Drummond, E. The effects of action video game experience on the time course of inhibition of return and the efficiency of visual search. Acta Psychologica. 119, 217-230 (2005).
- Chaytor, N., Schmitter-Edgecombe, M. The ecological validity of neuropsychological tests: a review of the literature on everyday cognitive skills. Neuropsychology Review. 13, 181-197 (2003).
- Dalton, K. M., Nacewicz, B. M., Johnstone, T., Schaefer, H. S., Gernsbacher, M. A., Goldsmith, H. H., Alexander, A. L., Davidson, R. J. Gaze fixation and the neural circuitry of face processing in autism. Nature Neuroscience. 8, 519-526 (2005).
- Delorme, A., Makeig, S. EEGLAB: an open source toolbox for analysis of single-trial EEG dynamics. Journal of Neuroscience Methods. 134, 9-21 (2004).
- Ebisawa, Y. Improved video-based eye-gaze detection method. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 47, 948-955 (1998).
- Feng, J., Spence, I., Pratt, J. Playing an action video game reduces gender differences in spatial cognition. Psychological Science. 18, 850-855 (2007).
- Ferree, T. C., Luu, P., Russell, G. S., Tucker, D. M. Scalp electrode impedance, infection risk, and EEG data quality. Clinical Neurophysiology. 112, 536-544 (2001).
- Golan, O., Baron-Cohen, S. Systemizing empathy: teaching adults with Asperger syndrome or high-functioning autism to recognize complex emotions using interactive media. Development and Psychopathology. 18, 591-617 (2006).
- Graner Ray, S., S, Gender inclusive game design: Expanding the market. , (2004).
- Green, C. S., Bavelier, D. Action video game modifies visual selective attention. Nature. 423, 534-537 (2003).
- Green, C. S., Bavelier, D. Enumeration versus multiple object tracking: the case of action video game players. Cognition. 101, 217-245 .
- Green, C. S., Bavelier, D. Effect of action video games on the spatial distribution of visuospatial attention. Journal of Experimental Psychology Human Perception and Performance. 32, 1465-1478 (2006).
- Green, C. S., Bavelier, D. Action-video-game experience alters the spatial resolution of vision. Psychological Science. 18, 88-94 (2007).
- Hafed, Z. M., Clark, J. J. Microsaccades as an overt measure of covert attention shifts. Vision Research. 42, 2533-2545 (2002).
- Lieberman, H. R., Pentland, A. P. Microcomputer-based estimation of psychophysical thresholds: the best PEST. Behavior Research Methods and Instrumentation. 14, 21-25 (1982).
- Luck, S. J. . An Introduction to the Event-Related Potential Technique. , (2005).
- Lykken, D. T., Venables, P. H. Direct measurement of skin conductance: a proposal for standardization. Psychophysiology. 8, 656-672 (1971).
- Makeig, S., Delorme, A., Westerfield, M., Jung, T., Townsend, J., Courchesne, E., Sejnowski, T. J. Electroencephalographic brain dynamics following manually responded visual targets. PLoS Biology. 2, e176-e176 (2004).
- Makeig, S., Jung, T., Bell, A. J., Ghahremani, D., Sejnowski, T. J. Blind separation of auditory event-related brain responses into independent components. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 94, 10979-10984 (1997).
- Makeig, S., Westerfield, M., Jung, T. P., Enghoff, S., Townsend, J., Courchesne, E., Sejnowski, T. J. Dynamic brain sources of visual evoked responses. Science. 295, 690-694 (2002).
- Morgan, S. T., Hansen, J. C., Hillyard, S. A. Selective attention to stimulus location modulates the steady-state visual evoked potential. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 93, 4770-4774 (1996).
- Pentland, A. P. Maximum likelihood estimation: the best PEST. Perception and Psychophysics. 28, 377-379 (1980).
- Plaisted, K., Swettenham, J., Rees, L. Children with autism show local precedence in a divided attention task and global precedence in a selective attention task. Journal of Child Psychology and Psychiatry. 40, 733-742 (1999).
- Posner, M. I. Orienting of attention. Quarterly Journal of Experimental Psychology. 32, 3-25 (1980).
- Smith, M. E., McEvoy, L. K., Gevins, A. Neurophysiological indices of strategy development and skill acquisition. Cognitive Brain Research. 7, 389-404 (1999).
- St John, M., Kobus, D. A., Morrison, J. G. A multi-tasking environment for manipulating and measuring neural correlates of cognitive workload. , (2002).
- St John, M., Kobus, D. A., Morrison, J. G., Schmorrow, D. Overview of the DARPA augmented cognition technical integration experiment. International Journal of Human-Computer Interac-tion. 17, 131-149 (2004).
- Thorell, L. B., Lindqvist, S., Nutley, S. B., Bohlin, G., Klingberg, T. Training and transfer effects of executive functions in preschool children. Developmental Science. 12, 106-113 (2009).
- 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. More than maths and mindread-ing: sex differences in empathising/systemising covariance. Autism Research. , (2010).
- Witkin, H. A. Individual differences in ease of perception of embedded figures. Journal of Personality. 19, 1-15 (1950).
- Witkin, H. A., Lewis, H. B., Hertzman, M., Machover, K., Meissner, P. B., Wapner, S. . Personality through Perception. , (1954).
- Wimmer, H., Perner, J. Beliefs about beliefs: Representation and constraining function of wrong beliefs in young children’s understanding of deception. Cognition. 13, 103-128 (1983).
- von Ahn, L. Games with a purpose. Computer. 39, 92-94 (2006).
