2018年5月26日
我们展示了在观看媒体内容时对眨眼频率的检测、采集与分析。
本实验方案的总体目标是通过脑电图和肌电图记录,量化自发性眨眼频率,从而分析受试者对媒体内容的视觉感知。在此,我们将关注受试者在屏幕前观看电影时的眨眼频率。眨眼的主要功能是保护角膜免受机械性和化学性损伤,同时保持角膜湿润,并防止异物侵入。
这种眨眼可由不同类型的眼睑运动产生。例如,角膜反射是由机械性、化学性或痛觉感受器激活所引发的,这些感受器位于角膜以及皮肤中。这些感受器的刺激会以相同的方式兴奋三叉神经元:首先是三叉神经,然后是三叉神经元,进而激活位于面神经核中的运动神经元。
但眨眼还有一个不太为人所知的功能,与视觉输入的认知过程相关。事实上,在白天的视觉过程中,由于频繁发生的自发性眨眼,视觉感知会在眨眼期间得到刷新,这种情况几乎每次都会发生。因此,眨眼在某种程度上会轻微改变我们对现实的视觉感知。
我们并未意识到这一点。事实上,我们并未察觉到,在那些持续约100-200毫秒的自发眨眼期间,我们确信自己仍在看见外界,但这实际上是不可能的,因为在此期间瞳孔被上眼睑所覆盖。使用眼电图/肌电图(EG/MG)测量来分析媒体内容的视觉感知,其优势在于数据的时间分辨率远高于其他方法,例如功能性磁共振成像(fMRI)。
通过使用EG/MG,我们可以获取大脑和眼睑在不同频率下的活动情况。该方法的优势在于,能够使大脑电活动对所选视觉刺激的呈现产生高度同步的反应。控制媒体内容和视觉感知的所有变量和参数至关重要。
因此,最好能够自行制作视频影片。在这方面,实验室可以使用摄像机自行制作内容,也可以由媒体中心专门制作。参与者的遴选也非常重要。
多项研究已证实,不同受试者在执行或观察视觉任务时存在不同的感知模式。因此,必须重视参与者的筛选。例如,在本实验中,比较了媒体从业者与非媒体从业者自发眨眼的频率。
在此情况下,媒体专业人员是根据一些具体标准进行选择的。他们必须在日常工作中具备至少六年与媒体编辑或音频剪辑决策相关的经验。受试者选择的具体标准应写入论文的方法部分。
为您的视频展示创建一个合适的场景。任何分散注意力的元素都可能影响实验参与者的体验。在本例中,我们创建了两个黑色结构以界定一个灵活的空间。
一个黑色结构作为现场播放刺激的背景。另一个相同尺寸的黑色结构,中间有一个孔,用于放置屏幕以呈现视频刺激。为执行实验步骤创造一个舒适的空间非常重要。
此处展示的是向参与者呈现的三部电影片段,其内容和时长相同。其中一部为单镜头影片,采用开放式镜头且无摄像机运动;另一部为好莱坞风格影片,包含33个镜头,平均镜头时长为5.9秒,镜头之间在内容、节奏、空间和时间上保持连贯性。
最后,第三个视频是一部MTV风格的影片,包含79个镜头,平均镜头时长为2.4秒。该视频在镜头之间存在内容、节奏、空间和时间上的不连续性。开始脑电图/肌电图(EEG/EMG)实验前,需准备以下材料:电极帽、控制盒设备、电极、导电凝胶、注射器、用于测量受试者头部尺寸的测量尺,以及其他基本用品。
现在开始将脑电帽佩戴在受试者的头部。清洁皮肤表面,以去除任何污垢或护发产品残留。测量受试者的头围。
测量鼻根点与枕外隆突之间的距离,并将中点标记为头顶点。根据10-20系统准备脑电帽上的电极。将脑电帽戴在受试者头部,使标记的头顶点与脑电帽的中心零点对齐。
使用注射器将导电凝胶涂抹于电极上,并确保帽盖已正确调整。接着,将参考电极和眼电图电极放置在受试者头部。询问受试者是否感到舒适并已准备好开始实验。
检查控制箱是否已正确连接至用于记录数据的计算机。检查每个电极的信号是否正常,否则需检查电极状态。在记录脑电图(EEG)/肌电图(EMG)活动时,建议通过设备制造商提供的软件或实验所使用的其他软件,确认这些电信号是否被正确记录。
确认脑电图/肌电图信号的适当导联,并根据需要调整会话的任何参数。检查无误后,即可开始记录会话。将脑电图/肌电图数据保存至您的文件中,并导入软件进行分析。
眼睑眨动通常被视为脑电图(EEG)记录中的伪迹。因此,任何软件协议都应具备良好的眼睑眨动检测功能。如本方法所述,使用特定的脑电图(EEG)和肌电图(EMG)电极,并在最合适的频率下对相应频段进行滤波,是一种有效的操作流程。
选择并筛选您的数据,应用适当的眨眼滤波器以确定眨眼发生的次数及时间。验证结果的一种有效方法是使用高清摄像机记录参与者的双眼。这样,当您对软件检测到的 eyelid 反应存在任何疑问时,可以随时核对眼动情况。
在此参与者示例中,我们发现在观看某一呈现的刺激时出现了多次眨眼。这些眨眼信号在 FP1、FP2 和 EOG 电极上被检测到。该图展示了非媒体从业者与媒体从业者在观看不同剪辑风格视频时自发眨眼率的比较。
根据我们的结果,媒体专业化和媒体编辑会影响观众的眨眼频率。通过使用脑电图(EEG)或肌电图(EMG)记录来分析受试者的视觉感知,研究人员能够获取多个频段的脑活动信息。在本实验中,我们关注的是眨眼频率,但如今也可对实验过程中采集的脑电图数据进行多种分析。
这是首项报道与媒体视觉风格及媒体专业化相关的不同脑部和肌肉活动的研究。与其他媒体接收技术相比,EG/MG记录可帮助确定在感知媒体内容期间的脑部和肌肉活动。
查看完整文字稿并访问数千部科学视频
本研究聚焦于受试者观看媒体内容时的眼睑闪烁频率的检测、采集与分析。通过量化自发性眨眼频率,旨在加深对视觉感知的理解。
该方法通过将自发性眨眼频率作为媒体观看过程中视觉感知的替代指标,实现对其的客观量化,为认知参与度提供一种非侵入性的生物标志物。通过将脑电图和肌电图信号与媒体剪辑风格及专业化程度相关联,该方法可支持神经科学相关治疗领域中靶点验证的机制性风险降低。在视觉处理终点相关的中枢神经系统活性化合物表型筛选的检测方法开发中,该技术具有转化应用价值。
该方法适用于从假设验证到先导物筛选直至临床前验证的整个发现流程,尤其适用于靶向视觉或认知通路的治疗手段。