الجمع بين لعبة الكمبيوتر المستندة إلى تجارب السلوكي مع ارتفاع الكثافة تتبع النظرة EEG والأشعة تحت الحمراء
Summary
يتم وصف إجراءات لتسجيل البيانات ذات الكثافة العالية والنظرة EEG خلال المهام لعبة الكمبيوتر المستندة المعرفية. استخدام لعبة فيديو لعرض المهام الإدراكية يعزز صحة البيئية دون التضحية السيطرة التجريبية.
Abstract
النماذج التجريبية ذات قيمة بقدر ما يتم تحديده عن التوقيت ، وغيرها من المعالم من المحفزات ، وتسيطر عليها ، وبقدر ما تحقق من البيانات ذات الصلة لمعالجة المعرفي الذي يحدث في ظل ظروف صالحة بيئيا. هذين الهدفين في كثير من الأحيان على طرفي نقيض ، لأن المنبهات تسيطر عليها بشكل جيد جدا وغالبا ما تكون متكررة للحفاظ على الحافز الموضوعات. دراسات تخطيط كهربية الدماغ توظيف (EEG) وغالبا ما تكون حساسة بشكل خاص لهذه المعضلة بين صحة البيئة ومراقبة التجريبية : تحقيق ما يكفي من الإشارات إلى الضجيج في المعدلات الفسيولوجية مطالب عدد كبير من التجارب المتكررة خلال جلسات مطولة تسجيل ، مما يحد من تجمع الأفراد مع مراعاة القدرة والصبر لتنفيذ مهمة ضبط مرارا وتكرارا. هذا القيد يحد بشدة من قدرة الباحثين على تحقيق مجتمعات شابة ، فضلا عن السكان السريرية المرتبطة القلق المتزايد أو شذوذ الإنتباه. بل قد لا أخلاقي وغير السريرية موضوعات لا تكون قادرة على تحقيق مستويات أداء نموذجي أو الاشتباك المعرفي : موضوعا عن الدوافع منهم مهمة تجريبية هي أكثر قليلا من مجرد عمل روتيني ليست هي نفسها ، سلوكيا ، معرفيا ، أو العصبي ، وذلك الموضوع الذي له دوافع جوهرها واشتبكت مع هذه المهمة. وهناك مجموعة متزايدة من الأدب يدل على أن تضمين التجارب ضمن ألعاب الفيديو قد توفر وسيلة بين قرني هذه المعضلة بين المراقبة التجريبية وصحة البيئة. السرد لعبة يوفر أكثر واقعية في سياق المهام التي تحدث ، وتعزيز صلاحيتها الإيكولوجية (Chaytor وSchmitter Edgecombe ، 2003). علاوة على ذلك ، يوفر هذا السياق الدافع لإنجاز المهام. في لعبتنا ، والموضوعات أداء مهمات مختلفة لجمع الموارد ، ودرء القراصنة ، والاتصالات اعتراض أو تسهيل العلاقات الدبلوماسية. في القيام بذلك ، فإنها أيضا تنفيذ مجموعة من المهام المعرفية ، بما في ذلك نموذج تحويل الانتباه بوزنر (بوسنر ، 1980) ، يذهب / محظورة اختبار تثبيط السيارات ، وتماسك الحركة النفسية المهمة العتبة ، اختبار الأرقام المضمنة (Witkin ، 1950 ، 1954) ونظرية من بين العقل (فيمر وبيرنر ، 1983) المهمة. برنامج اللعبة يسجل تلقائيا المحفزات اللعبة والإجراءات الموضوعات ، والردود عليها في ملف السجل ، ويرسل رموز الحدث تزامن مع مسجلات البيانات الفسيولوجية. بالتالي يمكن الجمع بين لعبة مع التدابير الفيزيولوجية مثل EEG أو الرنين المغناطيسي الوظيفي ، ومع لحظة إلى لحظة تتبع النظرة. ويمكن تتبع النظرة التحقق من الامتثال المواضيع 'مع المهام السلوكية (مثل تثبيت) والاهتمام العلني للمحفزات التجريبية ، وكذلك الإثارة الفسيولوجية كما هو مبين في اتساع حدقة العين (برادلي وآخرون ، 2008). في أخذ العينات كبيرة الترددات بما فيه الكفاية ، قد يساعد أيضا تتبع النظرة تقييم الاهتمام السرية على النحو الوارد في microsaccades — حركات العين التي هي صغيرة جدا لمنقر كائن جديد ، ولكنها سريعا كما هو الحال في بداية ولها نفس العلاقة بين المسافة والسرعة الزاوي الذروة كما تفعل saccades أن اجتياز مسافات أكبر. توزيع توجيهات microsaccades يرتبط مع الاتجاه (غير ذلك) سرية من الاهتمام (الحافظ وكلارك ، 2002).
Protocol
Discussion
ولعل أهم عقبة وحيدة في الدراسات التكاملية هو الحد العملي على مقدار الوقت الذي يمكن معقول موضوع واحد التجريبية (واحد وخصوصا من سكان السريرية) من المتوقع أن تؤدي قبل أن يصبح متعبا. للأسف ، غالبا ما تسيطر على أكثر من نقطة والتحفيز للعالم وجهة نظر ، يمكن للمزيد من تكرار ال…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ويتم تمويل هذا المشروع من قبل التوحد يتحدث التجريبية # 2597 منحة بحثية من قبل الولايات المتحدة ومؤسسة العلوم الوطنية شهادة كلية المبكر جائزة التنمية BCS # 0846892.
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).
