29 августа 2018 г.
Виртуальная реальность (VR) экспериментов может быть трудно осуществить и требует тщательного планирования. Этот протокол описывает метод для разработки и осуществления экспериментов VR, которые собирают физиологических данных от человека участников. Эксперименты в рамках виртуальных сред (EVE) используется для ускорения этого процесса.
Этот метод позволяет разрабатывать и реализовывать эксперименты виртуальной реальности, которые собирают физиологические данные от людей. Для облегчения этого процесса подразумеваются эксперименты с виртуальной средой. Основным преимуществом данной методики является контроль посторонних переменных при сборе данных из различных источников, в том числе и физиологических устройств.
Применение этого метода распространяется на когнитивную науку в целом из-за возможности изучения взаимосвязи между познанием и эмоциями в контролируемой среде. Хотя этот метод может дать представление о навигационном поведении в частности, он также может быть применен к другим областям, таким как восприятие окружающей среды, поведенческая география и принятие решений. Как правило, люди, плохо знакомые с этим методом, испытывают трудности, потому что знания, необходимые для сбора и анализа физиологических показателей, иногда выходят за рамки того, что дает учебная программа по когнитивным наукам.
Визуальная демонстрация этого метода важна, потому что она предоставляет другим исследователям пошаговое руководство по сбору физиологических данных, которое включает в себя размещение электродов. Для начала откройте программное обеспечение EDA-ECG и создайте новый файл настроек. Установите частоту дискретизации равной 1 000 герц и выберите соответствующее количество каналов.
Затем сохраните файл настроек и повторно сохраните версию этого файла с новым именем для экспериментальной сессии. Затем выполните обнуление цепи на электродах EDA, чтобы получить базовое измерение проводимости системы. Откройте меню настроек эксперимента в программном обеспечении и введите параметры эксперимента.
Затем нажмите кнопку Начать эксперимент. Сначала попросите участника прочитать информационный лист и подписать форму информированного согласия. Затем с помощью влажной салфетки очистите указательный и безымянный пальцы недоминирующей руки участника.
Убедившись, что пальцы участника сухие, подключите два электрода EDA к медиальным фалангам. Поместите белый, черный и красный электроды на тело участника между ребрами в соответствии с текстовым протоколом. Затем подсоедините три провода ЭКГ с цветовой кодировкой к соответствующим электродам.
Пока участник заполняет анкеты, закройте две боковые стены кабинки и подготовьтесь к физиологическому измерению. Прикрепите манжету для измерения артериального давления к недоминантной руке. Подсоедините два провода САПР к электродам на пальцах участника.
Убедитесь, что электроды прикреплены к правильным местам. Затем выключите свет над монитором и приглушите верхний свет до минимального значения. Затем обнулите канал EDA, чтобы получить меру начального уровня кожных проводящих веществ у участника.
В программном обеспечении EDA-ECG откройте диалоговое окно Bio Amp. Затем выберите диапазон сигнала, в котором сигнал сердцебиения покрывает примерно одну треть окна предварительного просмотра. Запустите запись с помощью программного обеспечения и убедитесь, что сигнал виден в окне программного обеспечения на мониторе экспериментатора.
Затем начните запись артериального давления, нажав соответствующую кнопку на аппарате для измерения артериального давления. В открытом программном обеспечении Unity нажмите «Начать измерения». Попросите одного из участников посмотреть видеосюжет о природе.
Попросите участника пройти учебный лабиринт, чтобы попрактиковаться в использовании джойстика. В учебной игре «Лабиринт» участник будет следить за стрелками и собирать плавающие драгоценные камни. После этого попросите участника выполнить навигационное задание.
Позвольте участнику выполнить задачу навигации. После того как участник выполнит навигационное задание, остановите запись САПР и ЭКГ. Затем снимите манжету для измерения артериального давления, отсоедините кабели к электродам ЭКГ и снимите электроды EDA с пальцев участника.
Сообщите участнику, что ему будет задан еще один ряд вопросов на компьютере, и что он может задать вопросы, если это необходимо. В меню оценки в программном обеспечении eve нажмите кнопку добавления маркера события, чтобы отметить события в файлах физиологических измерений. Затем сохраните файл EDA-ECG в файле физиологических измерений в программном обеспечении EDA-ECG.
Затем используйте пакет evertools для экспорта экспериментальных данных для резервного копирования. Наконец, приведите в порядок оборудование и очистите электроды спиртовыми салфетками. С помощью этого протокола было изучено 60 участников с целью изучения эффективной нагрузки на приобретение пространственных знаний во время навигации.
Как и прогнозировалось, физиологические данные показали более высокое возбуждение в стрессовой группе, чем в группе без стресса, с точки зрения частоты сердечных сокращений, но не с точки зрения EDA. В целом, также наблюдалась отрицательная связь между способностью к навигации и временем, необходимым для изучения виртуальной среды. Согласно визуализированным траекториям, участники из стрессовой группы также оказались более эффективными в виртуальной среде.
Это указывает на то, что более высокое возбуждение и пространственные способности могут быть связаны с более эффективным навигационным поведением. Этот метод может проложить путь для исследователей в области когнитивной науки к изучению взаимосвязи между стрессом и навигационным поведением человека с использованием виртуальной реальности и физиологических показателей.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
В данном протоколе описывается метод разработки и реализации экспериментов в виртуальной реальности (VR) для сбора физиологических данных от людей-участников. Данный подход, основанный на использовании среды Experiments in Virtual Environments (EVE), направлен на оптимизацию процесса проведения экспериментов.
Данный протокол позволяет проводить контролируемое исследование физиологических реакций при выполнении задач по пространственной навигации, что способствует механистическому снижению рисков при валидации мишеней для когнитивной и поведенческой терапии. Благодаря интеграции VR с синхронизированным физиологическим мониторингом обеспечивается получение количественных, воспроизводимых данных, которые проясняют эффекты, опосредованные уровнем возбуждения, в процессах пространственного обучения и принятия решений. Такой подход повышает прогностическую достоверность на ранних этапах поиска путем установления связи между физиологическими биомаркерами и эффективностью навигации в моделях, релевантных для конкретных заболеваний.
Данный метод интегрируется в общий процесс исследований — от проверки гипотез до идентификации перспективных соединений (лидов), обеспечивая физиологические показатели, которые позволяют оценить связывание с мишенью и функциональную селективность при разработке когнитивных терапевтических средств.