Informasjon

Mental rotasjonstest i et virtuelt miljø

Mental rotasjonstest i et virtuelt miljø

Parsons et al. (2004) fant at den mye rapporterte kjønnsforskjellen i ytelse i penn-og-papir mental rotasjonstest ikke kunne gjengis i et virtuelt miljø:

Den visuospatiale evnen referert til som mental rotasjon har vist seg å gi en av de største og mest konsekvente kjønnsforskjellene, til fordel for menn, i den kognitive litteraturen. Den nåværende studien bruker både en papir-og-blyantversjon av mental rotasjonstesten (MRT) og et virtuelt miljø for å undersøke rotasjonsevne blant 44 voksne fag. Resultatene replikerer kjønnsforskjeller som tradisjonelt er sett på målinger av papir og blyant, mens det ikke ble observert noen sexeffekter i det virtuelle miljøet. Disse funnene diskuteres når det gjelder oppgavekrav og motorisk involvering. Kjønnsforskjeller ble også sett i mønstrene for korrelasjoner mellom rotasjonsoppgaver og andre nevropsykologiske tiltak. Nåværende resultater tyder på at menn kan stole mer på behandling av venstre halvkule enn kvinner når de er engasjert i rotasjonsoppgaver.

Siden VR er mye mer utbredt nå, har dette resultatet blitt replikert? Og/eller er det mer innsikt (si fra neuroimaging) om forskjellen mellom penn og papir og VR-versjonen?


Jeg fant en ganske nylig gjentakelse av den "klassiske" mentale rotasjonen av Foroughi et al (2015) som også gjengav de "klassiske" resultatene (i motsetning til studien i spørsmålet mitt):

Mange studier har funnet kjønnsforskjeller i mental rotasjonsevne hos unge voksne når de fullfører mentale rotasjonstester på papir og blyant (f.eks. Peters et al., 1995; Vandenberg & Kuse, 1978). To tidligere studier har ikke vært i stand til å replikere disse funnene ved testing av mental rotasjonsevne inne i et virtuelt miljø (Parsons et al., 2004; Rizzo et al., 2001). Vi opprettet en ny virtuell mental rotasjonstest (VMRT) basert på en fullstendig, validert test av mental rotasjonsevne (MRT-A; Peters et al., 1995) som 128 deltakere (79 kvinner) fullførte mens de hadde på seg en Oculus Rift DK1. Våre data replikerer tidligere funn av papir- og blyanttester av mental rotasjonsevne: menn scoret omtrent ett standardavvik høyere (d = 0,90) enn kvinner.

Det er verdt å merke seg at studiet av Parsons (og også Rizzo, som jeg ikke visste om) begge brukte ImmersaDesk 3D, men enda viktigere var at de skilte seg fra metodikk fra "klassikere" (penn og papir) i Parsons eller Rizzos versjon var ikke en flervalgstest, men bare en rotasjonstest:

I tillegg ble det i begge studiene presentert en basisstimulering og deretter erstattet med en fungerende stimuli. Den avhengige variabelen i disse studiene var tiden det tok å lykkes med å rotere arbeidsstimuliene for å matche basestimuliene. Imidlertid bruker de fleste tradisjonelle oppgavene for mental rotasjon som viser kjønnseffekten en sammenligningsbasert test der en basestimuli presenteres samtidig med flere arbeidsstimuli som kanskje ikke stemmer overens med basisstimuliene. (F.eks. Peters et al., 1995; Vandenberg & Kuse, 1978). I disse studiene må deltakerne deretter identifisere hvilke stimuli som er riktige (dvs. nøyaktighet).

Etter å ha oppgitt at resultatet deres er i kontrast til Parsons 'kommentar/gjentar de det

det er mange mulige årsaker til forskjellene i resultatene. Først replikerte vi en fullstendig, validert test av mental rotasjon (dvs. MRT-A). I tillegg scoret vi vår test for nøyaktighet, mens Rizzo og kolleger (2001) og Parsons og kolleger (2004) målte tiden for å rotere en arbeidsstimulus for å matche en basestimuli. For det andre brukte vi en nyere teknologi (dvs. Oculus Rift DK1) som kan ha en høyere kvalitet eller troskap som muliggjorde ytelse på testen. For det tredje kan generasjonen av deltakere i vår studie være mer kjent med teknologi (f.eks. Smarttelefoner, nettbrett, etc.) som helhet nå som teknologier er allestedsnærværende. Fremtidig forskning bør være rettet mot å avgjøre om score på VMRT er prediktiv for ytelse på oppgaver inne i VE, nemlig oppgaver som tapper romlig evne. For eksempel har studier vist at nye kirurger har fordeler av simulert VE -trening (f.eks. Seymour, 2008; Seymour et al., 2002). Visuospatial ferdigheter er nødvendige for å lykkes med å samhandle og fullføre slike oppgaver; dermed ville det være interessant å avgjøre om score på VMRT forutsier ytelse på en simulert operasjonsoppgave.

Med andre ord reproduserte de det klassiske resultatet ved mer trofast å holde seg til det klassiske paradigmet (flervalgssvar) i den virtuelle versjonen. Men det er heller ikke klart hvordan dette påvirker romlige ferdigheter de mer vanlige måtene de brukes på i et virtuelt miljø.


Kjønnsforskjell på romlig ferdighetstest knyttet til hjernestruktur

Menn overgår konsekvent kvinner på romlige oppgaver, inkludert mental rotasjon, som er evnen til å identifisere hvordan et 3D-objekt ville se ut hvis det roteres i verdensrommet. Nå viser en University of Iowa-studie en sammenheng mellom denne kjønnsbundne evnen og strukturen i parietallappen, hjerneområdet som styrer denne typen ferdigheter.

Parietallappen var allerede kjent for å variere mellom menn og kvinner, med kvinners parietallapper som hadde proporsjonalt tykkere cortexer eller "grå substans". Men denne forskjellen ble aldri knyttet tilbake til faktiske ytelsesforskjeller på den mentale rotasjonstesten.

UI -forskere fant at en tykkere cortex i parietallappen hos kvinner er assosiert med dårligere mental rotasjonsevne, og i en ny strukturell oppdagelse, at overflaten av parietallappen er økt hos menn, sammenlignet med kvinner. Videre er det større parietallappenes overflate hos menn direkte relatert til bedre ytelse på oppgaver for mental rotasjon.

Studieresultatene ble publisert 5. november online av tidsskriftet Brain and Cognition.

"Forskjeller i parietallappeaktivering har blitt sett i andre studier. Denne studien representerer første gang vi har relatert spesifikke strukturelle forskjeller i parietallappen til kjønnsbundne forestillinger på en mental rotasjonstest," sa Tim Koscik, hovedforfatter av studien og en doktorgradsstudent ved University of Iowa Neuroscience Graduate Program. "Det er viktig å merke seg at det ikke er at kvinner ikke kan utføre de mentale rotasjonsoppgavene, men de ser ut til å gjøre dem tregere, og verken menn eller kvinner utfører oppgavene perfekt."

Studien var basert på tester av 76 friske kaukasiske frivillige-38 kvinner og 38 menn, alle høyrehendte bortsett fra to menn. Gruppene ble matchet for alder, utdanning, IQ og sosioøkonomisk oppvekst. Når de ble testet på mental rotasjonsoppgaver, var menn i gjennomsnitt 66 prosent riktige sammenlignet med 53 prosent riktige for kvinner. Magnetisk resonansavbildning (MRI) avslørte en omtrent 10 prosent forskjell mellom menn og kvinner i den totale mengden parietallappoverflate: 43 kvadratcentimeter for menn og 40 kvadratcentimeter for kvinner.

"Det er sannsynlig at det større overflatearealet i menns parietallapper gir en økning i funksjonelle kolonner, som er prosesseringsenheten i cortex," sa Koscik. "Dette kan representere en spesialisering for visse romlige evner hos menn."

Funnene understreker det faktum at ikke bare er hjernestrukturen forskjellig mellom menn og kvinner, men også måten hjernen utfører en oppgave på er forskjellig, sa Peg Nopoulos, MD, en medforfatter og professor i psykiatri og pediatri ved University of Iowa Carver College of Medicine.

"En mulig forklaring er at de forskjellige hjernestrukturer åpner for forskjellige strategier som brukes av menn og kvinner. Mens det ser ut til at menn globalt kan rotere et objekt i verdensrommet, ser det ut til at kvinner gjør det stykkevis. Strategien er ineffektiv, men det kan være tilnærmingen de må ta, sier Nopoulos, som også er psykiater ved University of Iowa sykehus og klinikker.

"Det store spørsmålet gjenstår om dette er natur eller pleie. På den ene siden kan gutter, sammenlignet med jenter, ha muligheter til å dyrke denne ferdigheten, men hvis vi til slutt ser både en sterk ytelse og strukturell forskjell i parietallappen hos barn, ville det støtte en biologisk, ikke bare miljøeffekt, "la Nopoulos til.

Historiekilde:

Materialer levert av University of Iowa. Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Konklusjon og fremtidige retninger

Det fortsetter å samle seg bevis som antyder at både kort og omfattende erfaring med videospill kan resultere i et bredt spekter av kognitive forbedringer som kan generaliseres utover konteksten for videospill (se seksjoner Hånd-øye-koordinering og reaksjonstid, romlig visualisering, Visuospatial oppmerksomhet, visuell forventning og visuelle søkestrategier, Temporal Dynamics of Sensory Attention, Exogenous and Endogenous Attention, Task Switching, Fundamental Properties of the Visual System, Visual Perception and Use of Sensory Evidence, Videospill som kognitiv intervensjon). Det er imidlertid bekymringer for gjeldende forskningspraksis som må tas opp (Boot et al., 2011) for å avklare gyldigheten av de nåværende resultatene. I tillegg til bekymringene fra Boot et al. forskere bør også overvåke kjønnsforskjeller i sine VGP- og NVGP -prøver, seriøst vurdere ekspertisen til sitt ekspert -VGP -utvalg, og ta mer hensyn til sjangrene de har ekspertise på og som brukes i opplæringsstudier.

Til tross for et imponerende korpus av funn, er forskning på praktisk anvendelse av videospill begrenset til å minimere effekten av kognitiv tilbakegang hos eldre voksne (se avsnitt Videospill som en kognitiv intervensjon). I tillegg har alle disse studiene manglet tilstrekkelige kontrollforhold, noe som gjør resultatene spesielt problematiske å tolke. Dette er spesielt overraskende, ettersom potensialet for videospill kan påvirke et så bredt spekter av kognitive domener ser ut til å tilby mange muligheter for praktisk bruk. Fremtidig grundig forskning som er i stand til å avgjøre om bruk av videospill kan hindre kognitiv tilbakegang hos eldre voksne, er høyt prioritert. Alternativt kan forskere sikte på å bruke videospill som et inngrep for å lette kognitive underskudd hos pasientpopulasjoner eller ytterligere forbedre kognitiv ytelse i spesialistpopulasjoner.

Tidlige neuroimaging-studier (se avsnitt Neuroimaging og videospillspill) har med hell begynt å undersøke de funksjonelle nevrale korrelatene til forbedret kognitiv ytelse i ekspert VGP-er. Så langt har bare motorplanlegging, selektiv oppmerksomhet og visuelt søk blitt vurdert. Fremtidig neuroimaging -forskning er nødvendig for å vurdere de funksjonelle nevrale korrelatene til forbedret kognitiv ytelse. Det er også behov for å undersøke de strukturelle endringene som følger med videospillkompetanse. En langsgående randomisert kontrollopplæringsforsøk som også inneholder neuro-imaging-studie, ville være en verdifull tilnærming. Anbefalingene for å fremme beste atferdsforskningspraksis er like gjeldende for nevrobilder.

Resultatene i avsnittet Grunnleggende egenskaper for det visuelle systemet, visuell oppfatning og bruk av sensoriske bevis er spesielt spennende, ettersom de antyder at grunnleggende elementer i det visuelle systemet kan forsterkes av ekspertise og spill i videospill. Endringer på dette nivået av det visuelle systemet underbygger potensielt et mangfoldig utvalg av nedstrøms ytelsesforbedringer som presenteres i denne anmeldelsen, for eksempel romlig visualisering (seksjon romlig visualisering), visuospatial oppmerksomhet (seksjon Visuospatial oppmerksomhet), visuelt søk (seksjon visuell forventning og visuelle søkestrategier ) og tidsbestemte dommer (seksjon Temporal Dynamics of Sensory Attention). Dessverre har vi fremdeles liten forståelse for hva med videospill, annet enn praksis — gjør det mulig å forme kjerneelementer i det visuelle systemet. Å svare på dette spørsmålet kan også belyse hvorfor videospill har potensial til å generere et så bredt spekter av generaliserte forbedringer. Å forstå mekanismene som ligger til grunn for hvordan videospillkompetanse gir opphav til så mange forbedringer, kan føre til effektiv og målrettet anvendelse av videospill (og andre former for ekspertise-relaterte inngrep) på både utdanning og kliniske omgivelser, og mer generelt tillate enkeltpersoner til å ta mer informerte beslutninger om potensiell bruk av fritiden.


Mental rotasjonstest i et virtuelt miljø - Psykologi

Dette er et oppbevaringssted for en webapplikasjon som inneholder et psykologisk eksperiment jeg utførte for masteroppgaven min, for å utforske kognitive ferdigheter og teamsamhold i League of Legends -spillere. Eksperimentet består av et informert samtykke, en undersøkelse for demografisk informasjon, to spørreskjemaer, fire kognitive oppgaver og en målside for kommentarer og tilbakemeldinger. Hvis du vil se eksperimentet 'in action', kan du besøke leagueoflegends.web-psychometrics.com, og hvis du vil blande deg gjennom papiret jeg skrev, kan du gjøre det her.

Eksperimentets komplette struktur er som følger:

  1. Landingsside - informert samtykke
  2. Demografiske varer
  3. Gruppemiljø Spørreskjema
  4. Nasa oppgavebelastningsindeks
  5. Eriksen Flanker oppgave
  6. To-dimensjonal mental rotasjonsoppgave
  7. Spatial Span oppgave
  8. Tower of London
  9. Fullfør siden

Alle de enkelte delene av eksperimentene har sine egne visninger, under visningsmappen, med .ejs -utvidelser (jeg brukte EJS -malmotoren siden den fungerer bra med rå html).

Eksperimentet og dets formål

Formålet med eksperimentet var å utforske rollen som kognitive ferdigheter i å forutsi spillernes prestasjoner i forskjellige spillestiler i League of Legends - et online kamparena -spill for flere spillere. I tillegg var jeg interessert i spillernes oppfatning av deres oppgavebelastning under spillet, og hvordan lagets sammenheng forholder seg til prestasjoner i lag.

Instrumenter og implementering av dem

Eksperimentet består av to spørreskjemaer og fire kognitive oppgaver. I tillegg er det et informert samtykke som forklarer formålet og strukturen i studien med generelle instruksjoner, fulgt opp av en undersøkelse av demografiske elementer, for eksempel spillernavn, region, nivå, rangeringer, lagnavn osv. Etter de kognitive oppgavene, det er en sluttside som spør om deltakerne ønsker å bli kontaktet med resultatene av studien.

Spørreskjemaene ble konstruert ved hjelp av en modifisert Likert-plugin for JsPsych-et JavaScript-bibliotek for å lage web-eksperimenter. Alle jsPsych -pluginene som brukes til testbatteriet, finnes i offentlige/scripts/plugins.

Gruppens miljøspørreskjema

Gruppemiljøspørreskjemaet (GEQ) ble valgt som et mål på gruppesammenheng fordi det er godt etablert med en lang historie med bruk innen idrettspsykologi og gruppeforskning, med nyere bevis som tyder på tilstrekkelig faktoriell validitet på flere nivåer (Fletcher & amp Whitton, 2014). Et instrument fra idrettspsykologi ble foretrukket fremfor de fra organisasjonspsykologi, ettersom intervjuer med spillere indikerte at elementene beregnet på atletiske lag ble ansett som mer relevante for deres spillopplevelse. Spillernes tilfredshet med instrumentet drev beslutningen om ikke å utvikle et nytt instrument til formålet, men heller prøve å gjenbruke GEQ. Elementene ble endret litt for å matche konteksten til virtuelle spill (f.eks. Ved å bruke ordet "spillere" i stedet for "idrettsutøvere"), og de modifiserte elementene finnes i vedlegg 1. Godhetsformen til et sportspsykologisk inventar for formålet med denne studien er noe som bør tas i betraktning ved tolkning av resultatene av denne studien.

GEQ er et generelt, snarere enn situasjonsspesifikt mål for samhold i idrettslag. Den består av følgende fire delskalaer som danner en firefaktormodell for samhørighet (Brawley, Carron og Widmeyer, 1987):

  • Group Integration - Social (GI -S) konseptualiserer et teammedlems vurdering av gruppens nærhet, likhet og binding som en sosial enhet - for eksempel "medlemmer av teamet vårt holder seg ikke sammen utenfor praksis og spill".
  • Group Integration – Task (GI -T) konseptualiserer medlemmets vurdering av gruppens nærhet, likhet og binding rundt gruppens oppgave - for eksempel "teamet vårt er forent i å prøve å nå sine mål for ytelse".
  • Individuelle attraksjoner for gruppen-sosial (ATG-S) konseptualiserer til medlemmets forestillinger om sosiale interaksjoner og personlig aksept i teamet, for eksempel "noen av mine beste venner er i dette teamet".
  • Individuelle attraksjoner for gruppen - oppgave (ATG -T) konseptualiserer et medlems følelser om personlig engasjement knyttet til gruppens felles mål og produktivitet - for eksempel "Jeg liker ikke spillestilen på dette laget".

NASA Task Load Inventory (TLX) ble valgt som en veletablert, kort oppgavebelastningsinventar med gode metriske egenskaper (Hart & amp Staveland, 1988 Hart, 2006). Instrumentet besto opprinnelig av to deler. I den første delen presenteres seks delskalaer på en enkelt side, med følgende beskrivelse av hver av skalaene:

  1. Mental etterspørsel: Hvor mye mental og perseptuell aktivitet var nødvendig? Var oppgaven lett eller krevende, enkel eller kompleks?
  2. Fysisk etterspørsel: Hvor mye fysisk aktivitet var nødvendig? Var oppgaven lett eller krevende, slapp eller anstrengende?
  3. Midlertidig etterspørsel: Hvor mye tidspress følte du på grunn av tempoet der oppgavene eller oppgaveelementene skjedde? Var tempoet sakte eller raskt?
  4. Ytelse: Hvor vellykket var du med å utføre oppgaven? Hvor fornøyd var du med prestasjonen din?
  5. Frustrasjon: Hvor irritert, stresset og irritert kontra innhold, avslappet og selvtilfreds følte du deg under oppgaven?
  6. Innsats: Hvor hardt måtte du jobbe (mentalt og fysisk) for å oppnå prestasjonsnivået ditt?

Varene er vurdert på et 100-punkts område med trinn på 5 poeng. I den opprinnelige versjonen skaper den andre delen av varelageret individuell vekting etter viktighet for hver av de seks underskalaene ved å be fagene om å sammenligne kategoriene parvis basert på deres oppfattede betydning for oppgavebelastningen. De estimerte oppgavelastene veies deretter i henhold til deres betydning. Versjonen som ble brukt for denne studien, består imidlertid bare av den første delen av den originale testen, uten parvise sammenligninger. Denne endringen ble gjort for å forenkle studiens design, med bevis som indikerer at denne prosedyren (referert til som Raw TLX) er like følsom som det originale instrumentet (Hart, 2006).

Eriksen flanker-oppgaven ble sammensatt ved å bruke jsPsych-kategorisere plugin for treningsforsøkene, og jsPsych-single-stim plugin for selve forsøkene.

Flanker -oppgaven som ble brukt for dette eksperimentet ble programmert omtrent på samme måte som Flanker -oppgaven i PEBL -biblioteket (Mueller & amp Piper, 2014), som var basert på Stins, Polderman, Boomsma og deGeus (2007). Under oppgaven blir deltakeren presentert med bilder av fem piler på rad.Deres oppgave er å trykke på piltasten som tilsvarer retningen til den midtre pilen, som enten peker i samme retning som pilene som flankerer den (en kongruent prøve) eller motsatt retning (inkongruent prøve).

Tiltakene som er oppnådd på Flanker -oppgaven er hastigheten og nøyaktigheten i å svare på kongruente vs inkongruente forsøk. Forskjellen mellom responstiden i korrekte kongruente og inkongruente forsøk er et grovt mål på utøvende funksjon, ettersom den indikerer styrken til interferenseffekten.

To-dimensjonal mental rotasjonsoppgave

Den mentale rotasjonsoppgaven ble komponert ved hjelp av en ny plugin jeg skrev for jsPsych som tillater tvangsvalg sammenligning av to stimuli (jspsych-two-stim). Oppgaven inneholdt tre typer todimensjonale stimuli. Stimulus A besto av en lang linje, skjæret vinkelrett av to korte. Stimulus B og C var lik stimulus A, bortsett fra at de hadde henholdsvis én og to diagonale linjer. Under oppgaven ble deltakerne presentert for en ikke -rotert versjon av målstimulansen, og en versjon av stimulus som enten var en identisk eller speilet versjon av målet, og rotert 0, 60, 120, 180, 240 eller 300 grader. De to bildene ble vist side om side, og målstimuleringen ble tilfeldig vist på enten venstre eller høyre side. Deltakeren ble instruert om å vurdere så raskt og nøyaktig som mulig om det roterte bildet var identisk eller et speilbilde av målet, og å trykke på Q hvis de var identiske og P hvis de ble speilet.

Flere kognitive tiltak kan trekkes ut av resultatene i den mentale rotasjonsoppgaven, og sammenligne nøyaktighet og responstider ved forskjellig stimuluskompleksitet i speilet mot identiske forhold ved forskjellige rotasjonsgrader.

Det romlige spennet er en kognitiv test for å vurdere en persons visuospatiale arbeidsminne, som det maksimale sifferintervallet for romlige elementer som tilbakekalles i en todimensjonal sekvens. Versjonen her ble skrevet som et frittstående eksperiment uten jsPsych, og den ble programmert på samme måte som Owen og Hampshire (nd) som en variant av Corsi-blokkeringsoppgaven (Corsi, 1972). Stimuliene ble vist som blinkende rektangler i en fire ganger fire matrise av rektangulære elementer. Etter at stimulansen ble generert, måtte deltakeren klikke på boksene i samme rekkefølge som de blinket. Den første stimulansen hadde en lengde på fire blokker, prøveproblemer ble senket etter to feil på samme stimuluslengde og økt etter vellykket gjennomføring. Oppgaven ble avsluttet etter fire feil.

The Tower of London (en oppgave som vurderer ferdigheter i planlegging og problemløsning) bruker også jsPsych-kategorisere plugin. Den består av tjueto bilder. Det første bildet, bilde A, viser et utgangspunkt med tre pinner i forskjellige lengder og med tre kuler i forskjellige farger, og bilde B viser et sluttpunkt med et endelig oppsett. Deltakeren ble bedt om å vurdere den minste mengden bevegelser de kunne bruke for å komme fra oppsettet i bilde A til oppsettet i bilde B, og svare ved å trykke på den tilsvarende tasten på tastaturet. Bevegelsene som kreves for forsøkene varierte mellom en og seks.

Du står fritt til å bruke individuelle deler av eksperimentet til ditt eget formål, med følgende sitat:

Pöllänen, T. (2014). Test batteriet av JavaScript-baserte kognitive oppgaver. Github -depot. Hentet fra https://github.com/tuuleh/masters-battery.

Vær oppmerksom på at du kan endre stilen i eksperimentet ved å bare endre CSS (med mindre du virkelig liker League of Legends -spillkunst).

Hvordan sette opp eksperimentet

For å kjøre eksperimentet lokalt, gaffel depotet og sett opp en lokal MySQL -database fra thesis_database.sql. Skriv deretter en fil som heter database.json til rotmappen din (der app.js er plassert), med følgende struktur:

Dette er et node.js -program, så du må konfigurere node.js og pakkebehandleren på datamaskinen din. Når du har konfigurert dem, installerer du avhengighetene ved å gå til rotkatalogen og skrive npm install i terminalen. Pakkebehandleren vil automatisk installere avhengighetene som er beskrevet i package.json:

Du kan starte programmet lokalt ved å skrive node app.js i rotmappen. Dette starter programmet på port 3000, slik at du får tilgang til siden via localhost: 3000.

Carron, A. V., Widmeyer, W. N., & Brawley, L. R. (1985). Utvikling av et instrument for å vurdere samhold i idrettslag: Gruppemiljøspørreskjemaet. Journal of Sport Psychology, 7, 244-266.

Fletcher, R. B. & amp; Whitton, S. M. (2014). Gruppens miljøspørreskjema: En multilevel bekreftende faktoranalyse. Små gruppeforskning, 45 (1), 68-88. doi: 10.1177/1046496413511121

Hart, S. G. & amp; Staveland, L. E. (1988). Utvikling av NASA-TLX (Task Load Index): Resultater av empirisk og teoretisk forskning. I: Human Mental Workload (P. A. Hancock og N. Meshkati (red.)), 139-183. Nord-Holland: Elsevier Science.

Hart, S. (2006). Nasa-Task Load Index (Nasa-TLX) 20 år senere. Human Factors and Ergonomics Society Annual Meeting Proceedings, 50, 904-908.

Mueller, S. T., og Piper, B. J. (2014). Psychology Experiment Building Language (PEBL) og PEBL -testbatteri. Journal of neuroscience methods (222), 250–259.

Stins, J. F., Polderman, T. J. C., Boomsma, D. I., & de Geus, E. J. C. (2007). Betinget nøyaktighet i responsinterferensoppgaver: Bevis fra Eriksen flanker -oppgaven og den romlige konfliktoppgaven. Fremskritt innen kognitiv psykologi 3 (3), 389–396.

Corsi, P.M. (1972), Human memory and the medial temporal region of the brain, Upublisert doktoravhandling. McGill University.

Owen, A. M. & Hampshire, A. (n.d.). Spatial span ladder [programvare for online webbasert testing]. Cambridge Brain Sciences Inc, University of Western Ontario, Canada. Hentet fra http://www.cambridgebrainsciences.com/browse/memory/test/spatial-span-ladder.


Om forfatteren

Barney Beins er professor i psykologi ved Ithaca College, hvor han har undervist siden 1986. Hans stipend inkluderer humorstudier og stipendium for undervisning og læring. I løpet av karrieren har han forfattet eller redigert over 30 bøker, instruktørmanualer og leksikon, og over 130 refererte artikler, bokkapitler, oppslagsverk og anmeldelser og kommentarer.

Bøkene hans inkluderer "The Worth Expert Guide to Scientific Literacy: Thinking Like a Psychological Scientist" (med Ken Keith Worth Publishing), "Research Methods: A Tool for Life" (Cambridge University Press, 4. utg.), "Research Methods and Statistics "(med Maureen McCarthy Cambridge, 2. utg.)," APA Style Simplified "(Wiley-Blackwell)," Effective Writing in Psychology "(med Agatha Beins Wiley-Blackwell, andre utg.)," Vellykkede forskningsprosjekter "(Sage) . Han fungerte også som hovedredaktør for syv bind "Student Handbook of Psychology" (Facts on File), som han skrev ett bind (Methods and Measurements) for og skrev et andre (Learning and Cognition).

Han var 2010 -mottaker av Charles L. Brewer Distinguished Teaching Award fra American Psychological Foundation. Han er stipendiat i Association for Psychological Science APA Divs. 1 (Society for General Psychology), 2 (Society for the Teaching of Psychology, STP), 3 (Society for Experimental Psychology) og 52 (Society for International Psychology), Eastern Psychological Association og New England Psychological Association.


Å ha en mannlig tvilling forbedrer mental rotasjonsytelse hos kvinner

Å ha et søsken, spesielt en tvilling, påvirker livet ditt. Din tvilling kan være din beste venn eller din største rival, men gjennom livet påvirker du hverandre. Imidlertid er en nylig studie publisert i Psykologisk vitenskap, en journal fra Association for Psychological Science, viser at det å ha en tvilling av motsatt kjønn kan påvirke deg allerede før du blir født: Hunnene med en mannlig tvilling scorer høyere på mental rotasjonsoppgave enn kvinner med en kvinnelig tvilling.

Hanner, helt ned til tre måneders alder, overgår kvinner på mental rotasjonsoppgaver, tester som krever rotasjon av tredimensjonale objekter i det mentale rommet. Testosteron har blitt foreslått å redegjøre, i det minste delvis, for kjønnsforskjeller i denne oppgaven, noe som tyder på at kvinner med eksponering for høyere nivåer av prenatal testosteron kan prestere bedre enn kvinner med lavere nivåer av testosteron.

Eero Vuoksimaa fra Universitetet i Helsinki og medforfattere vurderte mulig prenatal maskulinisering av romlig evne hos kvinner med en mannlig tvilling. "Tidligere studier har testet mulig maskulinisering av kvinner med en mannlig tvilling, men tiltakene i disse studiene har ikke alltid vært ideelle," sier Vuoksimaa. "Hvis prenatal maskulinisering forekommer hos kvinnelige tvillinger fra par av motsatt kjønn, forventes det å være mest tydelig i atferd som er relatert til testosteronnivå og viser en stor og robust mannlig fordel, for eksempel mental rotasjonsoppgave."

For studien ble poengsummen for mental rotasjon mellom tvillinger fra par av samme kjønn og motsatt kjønn sammenlignet. Ikke overraskende scoret menn høyere enn kvinner, men kvinner med en hann-tvilling scoret høyere enn kvinner med en kvinnelig med-tvilling. I kontrast var det ingen forskjell i utførelsen av mental rotasjonsoppgave for menn fra par av motsatt kjønn og samme kjønn.

For kvinner med en tvillingbror er det fortsatt uklart om det er forskjeller i ytelse på grunn av eksponering for testosteron før fødsel eller på grunn av deres tendens til å delta i mer mannstypiske aktiviteter. "Selv om resultatene våre stemmer overens med hypotesen om maskulinisering før fødselen," sier Vuoksimaa, "opplever jenter som vokser opp med en tvillingbror en annen sosial verden enn jenter som vokser opp med en tvillingsøster. Vi kan ikke utelukke effekter av sosialisering etter fødselen."

De psykologiske forskerne inkluderte imidlertid en dataspilloppgave i studien, en mulig indikator på praksiseffekter. "Interessant nok var dataspillopplevelse ikke relatert til mental rotasjonstestytelse i vår studie," sier Vuoksimaa. Dette antyder at resultatene ikke er fullt ut forklart av postnatal miljø, men ruten for maskulinisering av mental rotasjonsevne er fortsatt ukjent. "Mer forskning er nødvendig for å løse opphavet til maskuliniseringen av mental rotasjonsytelse hos kvinner med en mannlig tvilling."


Kjønnsspørsmål ved bruk av virtuelle miljøer

Kjønnsforskjeller i kognitiv og atferdsmessig ytelse har blitt rapportert gjennom den psykologiske litteraturen. Følgelig bør kjønnsforskjeller vurderes og kontrolleres når kognitiv forskning utføres i virtuelle miljøer (VE). Disse variablene kan omfatte kjønnsrelaterte forskjeller i kognitiv ytelse, følsomhet for cybersykdom og virkningen av kjønnshormoner på kognisjon. Slike spørsmål tas opp i sammenheng med en nylig VE -studie av visuospatial evne referert til som mental rotasjon. Mental rotasjonstest (MRT), et papir- og blyantmål, har vist seg å gi en av de største kjønnsforskjellene i den kognitive litteraturen. Resultatene av MRT er til fordel for menn. Resultatene rapportert fra en Virtual Reality Spatial Rotation (VRSR) -test viser imidlertid ingen kjønnsforskjeller når forsøkspersoner manuelt kunne manipulere stimuliene i en VE. Videre analyse avdekker kjønnsforskjeller i mønstrene for assosiasjoner mellom verbale og romlige oppgaver og ytelse på VRSR. Resultatene diskuteres når det gjelder dimensionalitetsfaktorer og hemisfærisk lateralisering.


Abstrakt

Romlige prosessferdigheter er en viktig komponent i kognitiv utvikling. Det har blitt vist at det er mange studenter som på grunn av deres perseptuelle forskjeller kan bruke hjelp til å utvikle romlige konsepter og relasjoner gjennom erfaring i flerperseptuelle alternative læringsmiljøer. Virtuell virkelighet har potensial som ramme for multi-perseptuell, erfaringslæring. Denne studien evaluerer effekten av å designe og oppleve en virtuell verden som en metode for forbedring av ferdigheter i romlig prosessering, og som et hjelpemiddel for kognitiv utvikling. En gruppe på ti 12-14 år gamle, nevrologisk funksjonshemmede barn deltok i en intensiv, ukes lang virtuell virkelighetstime på slutten av sitt vanlige sommerskoleprogram. Disse barna ble valgt fordi alle hadde problemer med romlig behandling som påvirket deres akademiske prestasjoner så vel som deres daglige liv. Alle ble forhåndstestet for romlig prosesseringsevne ved hjelp av Inventory of Piagets Developmental Tasks (IPDT). I løpet av timen ble 3D-designprogramvare brukt til å utvikle "puslespillbrikker", som ble kombinert til en sammenhengende helhet på slutten av uken. Den resulterende "Puzzle World" ble opplevd av hvert av barna ved slutten av klassen, hvoretter åtte av de ti igjen ble testet på IPDT. I tillegg til ettertesten ble det gjennomført personlige intervjuer. En tohale t test indikerer at effekten av det ukelange kurset var signifikant, t = 5.16, df = 7, s & lt .001. Gjennomsnittlig poengsum forbedret for gruppen, fra et gjennomsnitt før testen på (M = 45,00), til et gjennomsnitt etter testen (M. = 49,75). Disse resultatene stemte overens med hypotesen om at en intensiv 3D-behandlingsklasse som kulminerte med en virtuell opplevelse kan forbedre romlige behandlingsevner. Den intensive opplæringen kan ha oppmuntret disse barna til å tenke på romlige spørsmål på en måte som ikke tidligere er opplevd, og kan ha skapt dypere romlig forståelse gjennom muligheten til å direkte manipulere objekter og navigere gjennom et 3D-miljø. Denne dypere forståelsen kan ha bidratt til høyere testresultater.


Kjønnsforskjeller i mental rotasjonsevne er en konsekvens av prosedyre og kunstighet av stimuli

Mental rotasjon er en kognitiv prosess som innebærer å utføre rotasjoner på visuelle bilder eller objekter, som har spilt en betydelig rolle i menneskers evolusjonære fortid. Kjønnsforskjeller i mental rotasjonsevne har blitt grundig vurdert ved hjelp av Vandenberg og Kuse (1978) Mental Rotations Test. Denne testen gir gjennomgående høyere score for menn enn kvinner, noe som har ført til at mange forskere har konkludert med at menn har overlegen mental rotasjonsevne. Årsakene til denne kjønnsforskjellen har vært mye diskutert, og forskning er fortsatt uavgjort. Ulike forskere har utfordret legitimiteten til denne mannlige fordelen ved å undersøke modererende faktorer som er en del av vurderingsprosessen. Her viser vi, ved bruk av fotografier og tredimensjonale modeller, at stimuliens form kan eliminere kjønnsforskjellen. Våre resultater tyder på at kjønnsforskjellen som er funnet på denne testen ikke skyldes en mannlig fordel i romlig evne, men er en artefakt av stimuliene.

Dette er en forhåndsvisning av abonnementsinnhold, tilgang via institusjonen din.


Hensikten med denne studien var å søke bevis på at mental rotasjon oppnås ved å transformere en representasjon i visuelt korttidsminne (VSTM). For å nå dette målet brukte vi den vedvarende posterior kontralaterale negativiteten (SPCN), en elektrofysiologisk indeks for vedlikehold av informasjon i VSTM. Vi antok at hvis mental rotasjon oppnås ved å transformere en representasjon holdt i VSTM, så bør varigheten denne representasjonen opprettholdes i VSTM være relatert til i hvilken grad representasjonen må roteres for å nå ønsket retning. Derfor bør SPCN kompensere ved gradvis lengre forsinkelser etter hvert som den nødvendige rotasjonsgraden øker. Vi testet denne spådommen i to eksperimenter med roterende alfanumeriske tegn. Eksperiment 1 benyttet en normal diskrimineringsoppgave mot speil som er kjent for å kreve mental rotasjon. Eksperiment 2 brukte en bokstav mot sifferdiskriminering, en oppgave som ikke krever mental rotasjon. I eksperiment 1 økte offset -latensen til SPCN -bølgen med økninger i målets rotasjonsvinkel. Denne effekten indikerer at mål ble opprettholdt i VSTM for lengre varighet etter hvert som rotasjonsvinkelen økte. Eksperiment 2 avslørte at målorientering ikke påvirket latens for SPCN -offset når forsøkspersoner ikke vedtok en mental rotasjonsstrategi, noe som bekreftet at effektene på SPCN -latenstidseffektene som ble observert i eksperiment 1 ikke skyldtes bare presentasjon av roterte mønstre. Dermed gir disse to eksperimentene klare bevis på at mental rotasjon involverer representasjoner opprettholdt i VSTM.

I det naturlige miljøet er det ofte nødvendig at observatører foretar perseptuelle vurderinger om objekter eller former sett fra en rekke synspunkter. Det har lenge vært kjent at effekten av målorientering er avhengig av arten av den perseptuelle dommen som utføres (Jolicoeur, 1985, 1990 McMullen & amp Jolicoeur, 1990 Corballis, 1988 Jolicoeur & Kosslyn, 1983). Målorientering har en særlig dramatisk effekt på ytelsen når observatører må skille mellom en form og speilbildet. Shepard og kolleger demonstrerte at tiden som kreves for å lage en slik speil-normal paritetsvurdering øker med rotasjonsvinkelen mellom to former (Shepard & amp. Metzler, 1971) eller mellom en form og dens normale oppreiste orientering (Cooper & amp Shepard, 1973). Denne effekten av målretning er nå kjent som mental rotasjon effekt (for en generell gjennomgang, se Shepard & amp, Cooper, 1982).

På nåværende tidspunkt er ikke de nevrokognitive mekanismene som ligger til grunn for mental rotasjon nøyaktig spesifisert. Begrepet mental rotasjon er avledet fra den første kontoen som ble levert av Shepard og kolleger. I følge denne beretningen, før de prøver å foreta paritetsvurderingen, danner observatører en intern visuell fremstilling av den oppfattede formen og transformerer deretter det indre bildet ved å rotere det på en analog måte gjennom mellomposisjoner til det når den vanlige oppreiste retningen (se Shepard & amp Cooper, 1982). Mer nylig har det blitt foreslått at det er minst to forskjellige mekanismer som kan brukes til å rotere den interne representasjonen av objekter mentalt, og disse strategiene kan vedtas frivillig (Kosslyn, Thompson, Wraga, & amp Alpert, 2001 Kosslyn, DiGirolamo, Thompson, og Alpert, 1998). En strategi er visuell og kan fremkalles ved å forestille seg at objektet roterer som svar på en usynlig kraft. Den andre strategien er forbundet med motorisk cortex -aktivitet og kan fremkalles ved å forestille seg å gripe og rotere objektet manuelt.

Selv om analoge beretninger om mental rotasjon som involverer mentale bilder har vært svært innflytelsesrike, er de ikke universelt akseptert. I motsetning til analoge beretninger har det blitt foreslått at mental rotasjon kan stole på proposisjonelle datastrukturer (f.eks. Pylyshyn, 1979 Anderson, 1978). I følge proposisjonelle beretninger er prosessene som ligger til grunn for mental rotasjon kognitivt penetrerbare og opererer ved å utføre beregningstransformasjoner på abstrakte representasjoner av stimulansen.I motsetning til analoge kontoer trenger ikke mellomtrinn i transformasjonen å ha en en-til-en-korrespondanse til mellomstadiene i den eksterne rotasjonen av et objekt.

I over tre tiår har forskning på mental rotasjon spilt en innflytelsesrik rolle i teoretisk utvikling og debatt innen visuell kognisjon og bilder. I løpet av denne tiden har forskere anvendt et bredt spekter av eksperimentelle metoder for å studere mental rotasjon, inkludert atferdsmessige tiltak, ERP og nevroimaging teknikker.

De første studiene for å bruke ERP -er for å undersøke mental rotasjon fant at amplituden til parietal P3 fremkalt av roterte tegn var omvendt knyttet til rotasjonsvinkelen til målkarakteren fra normal oppreist orientering (Perronet & amp; Farah, 1989 Wijers, Otten, Feenstra , Mulder og Mulder, 1989). Både Perronet og Farah (1989) og Wijers et al. (1989) foreslo at P3 -amplitudeforskjellene oppsto fra en superposisjon av P3 med en negativ saktebølge som økte i amplitude med målets rotasjonsvinkel. Senere forskning har gitt sterke bevis på at parietal amplitudeeffekten er et elektrofysiologisk korrelat av hjerneprosesser som ligger til grunn for mental rotasjon (for en gjennomgang, se Heil, 2002). Parietal amplitudeeffekten har vist seg å være nyttig i kronometriske studier av mental rotasjon (f.eks. Heil, 2002 Heil & amp Rolke, 2002). Imidlertid er de eksakte prosessene indeksert av denne effekten og deres nevrale opprinnelse ennå ikke identifisert.

Mange studier har benyttet fMRI og PET for å studere de nevrale mekanismene som ligger til grunn for mental rotasjon. Selv om det er flere fokusområder for hjerneaktivitet som gjentatte ganger har blitt assosiert med mental rotasjon, er det betydelig variasjon mellom resultatene av de tilgjengelige nevrobildingsstudiene. Fordi disse studiene har benyttet et bredt spekter av eksperimentelle og kontrolloppgaver, har de eksakte årsakene til variasjonen i tverrstudier i resultater ennå ikke blitt identifisert. Nylig utførte Zacks (2008) en gjennomgang og metaanalyse av 32 fMRI- og PET-neuroimaging-studier. Denne analysen avslørte at mental rotasjon er pålitelig assosiert med aktivitet i parietal, occipital og frontal områder, så vel som primær motorisk cortex og det supplerende motoriske området til precentral sulcus. Involvering av parietal cortex i oppgaver for mental rotasjon støttes ytterligere av både TMS (Feredoes & amp Sachdev, 2006 Harris & amp Miniussi, 2003) og nevropsykologisk (Dittunno & amp, Mann, 1990) bevis. Involvering av motorisk cortex i mental rotasjon støttes også av bevis fra studier som bruker TMS (Eisenegger, Herwig, & amp; Jäncke, 2007 Tomasino, Borroni, Isaja, & amp Rumiati, 2005 Ganis, Keenan, Kosslyn, & amp Pascual-Leone, 2000). Imidlertid kan involvering av motorisk cortex i mental rotasjon være avhengig av at individet vedtar en motorisk strategi (Kosslyn et al., 1998, 2001).

Selv om nevrobildende bevis på at mental rotasjon er assosiert med hjerneaktivitet i romlig kartlagte visuelle områder i occipital og parietal cortex er informativ, forblir den eksakte karakteren av representasjonen av det visuelle objektet som brukes av prosessene som er ansvarlige for mental rotasjon ukjent. Hensikten med denne studien er å søke bevis på at mental rotasjon oppnås ved å bruke representasjoner lagret i visuelt korttidshukommelse (VSTM). For å nå dette målet brukte vi en ERP -komponent, som vi omtaler som den vedvarende posterior kontralaterale negativiteten (SPCN Jolicoeur, Sessa, Dell'Acqua, & amp Robitaille, 2006a, 2006b). En økende mengde bevis, gjennomgått nedenfor, støtter hypotesen om at SPCN gjenspeiler nevral aktivitet spesifikt knyttet til vedlikehold av informasjon lagret i VSTM. SPCN observeres etter kodingen av lateralt presenterte visuelle stimuli. For å unngå forvirrende effekter av stimulusforskjeller på lavt nivå, presenteres målstimuleringene i det ene synsfeltet med et tilsvarende sett med distraherende stimuli i det andre synsfeltet. SPCN observeres som en relativt mer negativ ERP ved bakre elektroder som er kontralaterale til det kodede synsfeltet (f.eks. Er spenningen mer negativ ved elektrode PO8 enn ved PO7 for stimuli kodet fra det venstre synsfeltet).

SPCN ble først foreslått å være en indeks for hjerneaktivitet knyttet til lagring av informasjon i VSTM av Klaver, Talsma, Wijers, Heinze og Mulder (1999), som de beskrev som en kontralateral negativ saktebølge. Dette synet har mottatt sterk støtte fra arbeidet til McCollough, Machizawa og Vogel (200) og Vogel og Machizawa (2004). I disse studiene ledet en sentral visuell cue deltakerne til å kode stimuliene som vises i enten venstre eller høyre synsfelt. En målvisning som består av enkle stimulusformer ble deretter presentert i 100 ms. Etter et retensjonsintervall på 900 msek, ble et annet sett med stimuli presentert og deltakerne bestemte seg for om det andre settet var det samme som det første på det kodede halvfeltet. I løpet av oppbevaringsintervallet, som begynte omtrent 300 msek fra begynnelsen av minnearrayet, ble det observert en SPCN -effekt. Det er viktig at amplituden til spenningsforskjellen mellom kontralaterale og ipsilaterale elektroder økte ettersom antall målelementer økte og nådde et maksimum når antallet stimuli som skulle kodes ble lik eller overskred den estimerte kapasiteten til VSTM (på emne-til-emne-basis) Vogel & Machizawa, 2004, se også Perron et al., 2009). Videre var spenningsforskjellen mindre på feilresponsforsøk i forhold til korrekte forsøk, noe som tyder på at denne aktiviteten bidrar til nøyaktig ytelse. I varianter av oppmerksomhetsblinkoppgaven som krever behandling av lateraliserte visuelle mål, observerer man også et SPCN som kovarierer med nøyaktighet i oppgaven (f.eks. Dell'Acqua, Sessa, Jolicoeur, & amp Robitaille, 2006 Jolicoeur et al., 2006a, 2006b ).

SPCN observeres også i oppgaver som ikke krever vedlikehold av visuell informasjon over et lengre oppbevaringsintervall, inkludert oppgaver som krever rask respons. I samsvar med forslaget om at VSTM brukes som en mellomliggende behandlingsbuffer når det er nødvendig med fin analyse av kort presentert stimuli (f.eks. Bravo & amp Nakayama, 1992), observeres SPCN i diskrimineringsoppgaver (Jolicoeur, Brisson, & amp Robitaille, 2008 Brisson & amp Jolicoeur, 2007a, 2007b Mazza, Turatto, Umilta, & Eimer, 2007), men ikke i lokaliseringsoppgaver (McDonald, Hickey, Green, & amp Whitman, 2009 Mazza et al., 2007). Videre fremkaller irrelevante distraktorer som ufrivillig fanger oppmerksomhet, en N2pc, men ikke en SPCN (Leblanc, Prime og Jolicoeur, 2008), noe som indikerer at SPCN bare observeres når stimuli er aktivt kodet. Nylig har Jolicoeur et al. (2008) demonstrerte at amplituden til SPCN observert i en oppgave som krever umiddelbar respons, var følsom for minnebelastning. I denne studien ble identiske stimuli brukt på tvers av forhold, og minnelast ble manipulert av instruksjoner for å kode og svare på enten en eller to stimuli. I samsvar med tidligere studier som benyttet konvensjonelle VSTM -minneoppgaver (f.eks. Vogel & amp Machizawa, 2004), økte SPCN -amplituden etter hvert som minnelasten økte. Det faktum at SPCN -amplituden er følsom for minnebelastning i både tradisjonelle minneoppgaver og oppgaver uten retensjonsintervall, kombinert med det faktum at SPCN -hodebunnsfordelingene som er observert i disse to oppgavetypene, samsvarer nøye (f.eks. Jolicoeur et al., 2008 McCollough et al., 2007), indikerer at SPCN indekserer de samme prosessene i begge typer oppgaver.

I sammenheng med et dual-task-paradigme som krever to hurtige svar, fant Brisson og Jolicoeur (2007a, 2007b) at starten på SPCN kan forsinkes av samtidig interferens med to oppgaver (den såkalte psykologiske refraktære periodeeffekten). Disse resultatene antyder at studier som undersøker det detaljerte tidsforløpet til SPCN kan avsløre når informasjon kommer inn i VSTM (ved å måle begynnelsestider) og når informasjon ikke lenger opprettholdes i VSTM (ved å måle offset -tider). Perron et al. (2009) viste at SPCN-en vender tilbake til grunnlinjen senere når minnesonden blir presentert senere, noe som tyder på at representasjoner i VSTM blir forkastet en stund etter at oppgavekritisk informasjon ikke lenger er nødvendig.


Kjønnsforskjell på romlig ferdighetstest knyttet til hjernestruktur

Menn overgår konsekvent kvinner på romlige oppgaver, inkludert mental rotasjon, som er evnen til å identifisere hvordan et 3D-objekt ville se ut hvis det roteres i verdensrommet. Nå viser en University of Iowa-studie en sammenheng mellom denne kjønnsbundne evnen og strukturen i parietallappen, hjerneområdet som styrer denne typen ferdigheter.

Parietallappen var allerede kjent for å variere mellom menn og kvinner, med kvinners parietallapper som hadde proporsjonalt tykkere cortexer eller "grå substans". Men denne forskjellen ble aldri knyttet tilbake til faktiske ytelsesforskjeller på den mentale rotasjonstesten.

UI -forskere fant at en tykkere cortex i parietallappen hos kvinner er assosiert med dårligere mental rotasjonsevne, og i en ny strukturell oppdagelse, at overflaten av parietallappen er økt hos menn, sammenlignet med kvinner. Videre er det større parietallappenes overflate hos menn direkte relatert til bedre ytelse på oppgaver for mental rotasjon.

Studieresultatene ble publisert 5. november online av tidsskriftet Brain and Cognition.

"Forskjeller i parietallappeaktivering har blitt sett i andre studier. Denne studien representerer første gang vi har relatert spesifikke strukturelle forskjeller i parietallappen til kjønnsbundne forestillinger på en mental rotasjonstest," sa Tim Koscik, hovedforfatter av studien og en doktorgradsstudent ved University of Iowa Neuroscience Graduate Program. "Det er viktig å merke seg at det ikke er at kvinner ikke kan utføre de mentale rotasjonsoppgavene, men de ser ut til å gjøre dem tregere, og verken menn eller kvinner utfører oppgavene perfekt."

Studien var basert på tester av 76 friske kaukasiske frivillige-38 kvinner og 38 menn, alle høyrehendte bortsett fra to menn. Gruppene ble matchet for alder, utdanning, IQ og sosioøkonomisk oppvekst. Når de ble testet på mental rotasjonsoppgaver, var menn i gjennomsnitt 66 prosent riktige sammenlignet med 53 prosent riktige for kvinner. Magnetisk resonansavbildning (MRI) avslørte en omtrent 10 prosent forskjell mellom menn og kvinner i den totale mengden parietallappoverflate: 43 kvadratcentimeter for menn og 40 kvadratcentimeter for kvinner.

"Det er sannsynlig at det større overflatearealet i menns parietallapper gir en økning i funksjonelle kolonner, som er prosesseringsenheten i cortex," sa Koscik. "Dette kan representere en spesialisering for visse romlige evner hos menn."

Funnene understreker det faktum at ikke bare er hjernestrukturen forskjellig mellom menn og kvinner, men også måten hjernen utfører en oppgave på er forskjellig, sa Peg Nopoulos, MD, en medforfatter og professor i psykiatri og pediatri ved University of Iowa Carver College of Medicine.

"En mulig forklaring er at de forskjellige hjernestrukturer åpner for forskjellige strategier som brukes av menn og kvinner. Mens det ser ut til at menn globalt kan rotere et objekt i verdensrommet, ser det ut til at kvinner gjør det stykkevis. Strategien er ineffektiv, men det kan være tilnærmingen de må ta, sier Nopoulos, som også er psykiater ved University of Iowa sykehus og klinikker.

"Det store spørsmålet gjenstår om dette er natur eller pleie. På den ene siden kan gutter, sammenlignet med jenter, ha muligheter til å dyrke denne ferdigheten, men hvis vi til slutt ser både en sterk ytelse og strukturell forskjell i parietallappen hos barn, ville det støtte en biologisk, ikke bare miljøeffekt, "la Nopoulos til.

Historiekilde:

Materialer levert av University of Iowa. Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Hensikten med denne studien var å søke bevis på at mental rotasjon oppnås ved å transformere en representasjon i visuelt korttidsminne (VSTM). For å nå dette målet brukte vi den vedvarende posterior kontralaterale negativiteten (SPCN), en elektrofysiologisk indeks for vedlikehold av informasjon i VSTM. Vi antok at hvis mental rotasjon oppnås ved å transformere en representasjon holdt i VSTM, så bør varigheten denne representasjonen opprettholdes i VSTM være relatert til i hvilken grad representasjonen må roteres for å nå ønsket retning. Derfor bør SPCN kompensere ved gradvis lengre forsinkelser etter hvert som den nødvendige rotasjonsgraden øker. Vi testet denne spådommen i to eksperimenter med roterende alfanumeriske tegn. Eksperiment 1 benyttet en normal diskrimineringsoppgave mot speil som er kjent for å kreve mental rotasjon. Eksperiment 2 brukte en bokstav mot sifferdiskriminering, en oppgave som ikke krever mental rotasjon. I eksperiment 1 økte offset -latensen til SPCN -bølgen med økninger i målets rotasjonsvinkel. Denne effekten indikerer at mål ble opprettholdt i VSTM for lengre varighet etter hvert som rotasjonsvinkelen økte. Eksperiment 2 avslørte at målorientering ikke påvirket latens for SPCN -offset når forsøkspersoner ikke vedtok en mental rotasjonsstrategi, noe som bekreftet at effektene på SPCN -latenstidseffektene som ble observert i eksperiment 1 ikke skyldtes bare presentasjon av roterte mønstre. Dermed gir disse to eksperimentene klare bevis på at mental rotasjon involverer representasjoner opprettholdt i VSTM.

I det naturlige miljøet er det ofte nødvendig at observatører foretar perseptuelle vurderinger om objekter eller former sett fra en rekke synspunkter. Det har lenge vært kjent at effekten av målorientering er avhengig av arten av den perseptuelle dommen som utføres (Jolicoeur, 1985, 1990 McMullen & amp Jolicoeur, 1990 Corballis, 1988 Jolicoeur & Kosslyn, 1983). Målorientering har en særlig dramatisk effekt på ytelsen når observatører må skille mellom en form og speilbildet. Shepard og kolleger demonstrerte at tiden som kreves for å lage en slik speil-normal paritetsvurdering øker med rotasjonsvinkelen mellom to former (Shepard & amp. Metzler, 1971) eller mellom en form og dens normale oppreiste orientering (Cooper & amp Shepard, 1973). Denne effekten av målretning er nå kjent som mental rotasjon effekt (for en generell gjennomgang, se Shepard & amp, Cooper, 1982).

På nåværende tidspunkt er ikke de nevrokognitive mekanismene som ligger til grunn for mental rotasjon nøyaktig spesifisert. Begrepet mental rotasjon er avledet fra den første kontoen som ble levert av Shepard og kolleger. I følge denne beretningen, før de prøver å foreta paritetsvurderingen, danner observatører en intern visuell fremstilling av den oppfattede formen og transformerer deretter det indre bildet ved å rotere det på en analog måte gjennom mellomposisjoner til det når den vanlige oppreiste retningen (se Shepard & amp Cooper, 1982). Mer nylig har det blitt foreslått at det er minst to forskjellige mekanismer som kan brukes til å rotere den interne representasjonen av objekter mentalt, og disse strategiene kan vedtas frivillig (Kosslyn, Thompson, Wraga, & amp Alpert, 2001 Kosslyn, DiGirolamo, Thompson, og Alpert, 1998). En strategi er visuell og kan fremkalles ved å forestille seg at objektet roterer som svar på en usynlig kraft. Den andre strategien er forbundet med motorisk cortex -aktivitet og kan fremkalles ved å forestille seg å gripe og rotere objektet manuelt.

Selv om analoge beretninger om mental rotasjon som involverer mentale bilder har vært svært innflytelsesrike, er de ikke universelt akseptert. I motsetning til analoge beretninger har det blitt foreslått at mental rotasjon kan stole på proposisjonelle datastrukturer (f.eks. Pylyshyn, 1979 Anderson, 1978). I følge proposisjonelle beretninger er prosessene som ligger til grunn for mental rotasjon kognitivt penetrerbare og opererer ved å utføre beregningstransformasjoner på abstrakte representasjoner av stimulansen. I motsetning til analoge kontoer trenger ikke mellomtrinn i transformasjonen å ha en en-til-en-korrespondanse til mellomstadiene i den eksterne rotasjonen av et objekt.

I over tre tiår har forskning på mental rotasjon spilt en innflytelsesrik rolle i teoretisk utvikling og debatt innen visuell kognisjon og bilder. I løpet av denne tiden har forskere anvendt et bredt spekter av eksperimentelle metoder for å studere mental rotasjon, inkludert atferdsmessige tiltak, ERP og nevroimaging teknikker.

De første studiene for å bruke ERP -er for å undersøke mental rotasjon fant at amplituden til parietal P3 fremkalt av roterte tegn var omvendt knyttet til rotasjonsvinkelen til målkarakteren fra normal oppreist orientering (Perronet & amp; Farah, 1989 Wijers, Otten, Feenstra , Mulder og Mulder, 1989). Både Perronet og Farah (1989) og Wijers et al. (1989) foreslo at P3 -amplitudeforskjellene oppsto fra en superposisjon av P3 med en negativ saktebølge som økte i amplitude med målets rotasjonsvinkel. Senere forskning har gitt sterke bevis på at parietal amplitudeeffekten er et elektrofysiologisk korrelat av hjerneprosesser som ligger til grunn for mental rotasjon (for en gjennomgang, se Heil, 2002). Parietal amplitudeeffekten har vist seg å være nyttig i kronometriske studier av mental rotasjon (f.eks. Heil, 2002 Heil & amp Rolke, 2002). Imidlertid er de eksakte prosessene indeksert av denne effekten og deres nevrale opprinnelse ennå ikke identifisert.

Mange studier har benyttet fMRI og PET for å studere de nevrale mekanismene som ligger til grunn for mental rotasjon. Selv om det er flere fokusområder for hjerneaktivitet som gjentatte ganger har blitt assosiert med mental rotasjon, er det betydelig variasjon mellom resultatene av de tilgjengelige nevrobildingsstudiene. Fordi disse studiene har benyttet et bredt spekter av eksperimentelle og kontrolloppgaver, har de eksakte årsakene til variasjonen i tverrstudier i resultater ennå ikke blitt identifisert. Nylig utførte Zacks (2008) en gjennomgang og metaanalyse av 32 fMRI- og PET-neuroimaging-studier. Denne analysen avslørte at mental rotasjon er pålitelig assosiert med aktivitet i parietal, occipital og frontal områder, så vel som primær motorisk cortex og det supplerende motoriske området til precentral sulcus. Involvering av parietal cortex i mental rotasjonsoppgaver støttes ytterligere av både TMS (Feredoes & amp Sachdev, 2006 Harris & amp Miniussi, 2003) og nevropsykologisk (Dittunno & amp, Mann, 1990) bevis. Involvering av motorisk cortex i mental rotasjon støttes også av bevis fra studier som bruker TMS (Eisenegger, Herwig, & amp; Jäncke, 2007 Tomasino, Borroni, Isaja, & amp Rumiati, 2005 Ganis, Keenan, Kosslyn, & amp Pascual-Leone, 2000). Imidlertid kan involvering av motorisk cortex i mental rotasjon være avhengig av at individet vedtar en motorisk strategi (Kosslyn et al., 1998, 2001).

Selv om nevrobildende bevis på at mental rotasjon er assosiert med hjerneaktivitet i romlig kartlagte visuelle områder i occipital og parietal cortex er informativ, forblir den eksakte karakteren av representasjonen av det visuelle objektet som brukes av prosessene som er ansvarlige for mental rotasjon ukjent. Hensikten med denne studien er å søke bevis på at mental rotasjon oppnås ved å bruke representasjoner lagret i visuelt korttidshukommelse (VSTM). For å nå dette målet brukte vi en ERP -komponent, som vi omtaler som den vedvarende posterior kontralaterale negativiteten (SPCN Jolicoeur, Sessa, Dell'Acqua, & amp Robitaille, 2006a, 2006b). En økende mengde bevis, gjennomgått nedenfor, støtter hypotesen om at SPCN gjenspeiler nevral aktivitet spesifikt knyttet til vedlikehold av informasjon lagret i VSTM. SPCN observeres etter kodingen av lateralt presenterte visuelle stimuli. For å unngå forvirrende effekter av stimulusforskjeller på lavt nivå, presenteres målstimuleringene i det ene synsfeltet med et tilsvarende sett med distraherende stimuli i det andre synsfeltet. SPCN observeres som en relativt mer negativ ERP ved bakre elektroder som er kontralaterale til det kodede synsfeltet (f.eks. Er spenningen mer negativ ved elektrode PO8 enn ved PO7 for stimuli kodet fra det venstre synsfeltet).

SPCN ble først foreslått å være en indeks for hjerneaktivitet knyttet til lagring av informasjon i VSTM av Klaver, Talsma, Wijers, Heinze og Mulder (1999), som de beskrev som en kontralateral negativ saktebølge. Dette synet har mottatt sterk støtte fra arbeidet til McCollough, Machizawa og Vogel (200) og Vogel og Machizawa (2004). I disse studiene ledet en sentral visuell cue deltakerne til å kode stimuliene som vises i enten venstre eller høyre synsfelt. En målvisning som består av enkle stimulusformer ble deretter presentert i 100 ms. Etter et retensjonsintervall på 900 msek, ble et annet sett med stimuli presentert og deltakerne bestemte seg for om det andre settet var det samme som det første på det kodede halvfeltet. I løpet av oppbevaringsintervallet, som begynte omtrent 300 msek fra begynnelsen av minnearrayet, ble det observert en SPCN -effekt. Det er viktig at amplituden til spenningsforskjellen mellom kontralaterale og ipsilaterale elektroder økte ettersom antall målelementer økte og nådde et maksimum når antallet stimuli som skulle kodes ble lik eller overskred den estimerte kapasiteten til VSTM (på emne-til-emne-basis) Vogel & Machizawa, 2004, se også Perron et al., 2009). Videre var spenningsforskjellen mindre på feilresponsforsøk i forhold til korrekte forsøk, noe som tyder på at denne aktiviteten bidrar til nøyaktig ytelse. I varianter av oppmerksomhetsblinkoppgaven som krever behandling av lateraliserte visuelle mål, observerer man også et SPCN som kovarierer med nøyaktighet i oppgaven (f.eks. Dell'Acqua, Sessa, Jolicoeur, & amp Robitaille, 2006 Jolicoeur et al., 2006a, 2006b ).

SPCN observeres også i oppgaver som ikke krever vedlikehold av visuell informasjon over et lengre oppbevaringsintervall, inkludert oppgaver som krever rask respons. I samsvar med forslaget om at VSTM brukes som en mellomliggende behandlingsbuffer når det er nødvendig med fin analyse av kort presentert stimuli (f.eks. Bravo & amp Nakayama, 1992), observeres SPCN i diskrimineringsoppgaver (Jolicoeur, Brisson, & amp Robitaille, 2008 Brisson & amp Jolicoeur, 2007a, 2007b Mazza, Turatto, Umilta, & Eimer, 2007), men ikke i lokaliseringsoppgaver (McDonald, Hickey, Green, & amp Whitman, 2009 Mazza et al., 2007). Videre fremkaller irrelevante distraktorer som ufrivillig fanger oppmerksomhet, en N2pc, men ikke en SPCN (Leblanc, Prime og Jolicoeur, 2008), noe som indikerer at SPCN bare observeres når stimuli er aktivt kodet. Nylig har Jolicoeur et al. (2008) demonstrerte at amplituden til SPCN observert i en oppgave som krever umiddelbar respons, var følsom for minnebelastning. I denne studien ble identiske stimuli brukt på tvers av forhold, og minnelast ble manipulert av instruksjoner for å kode og svare på enten en eller to stimuli. I samsvar med tidligere studier som benyttet konvensjonelle VSTM -minneoppgaver (f.eks. Vogel & amp Machizawa, 2004), økte SPCN -amplituden etter hvert som minnelasten økte. Det faktum at SPCN -amplituden er følsom for minnebelastning i både tradisjonelle minneoppgaver og oppgaver uten retensjonsintervall, kombinert med det faktum at SPCN -hodebunnsfordelingene som er observert i disse to oppgavetypene, samsvarer nøye (f.eks. Jolicoeur et al., 2008 McCollough et al., 2007), indikerer at SPCN indekserer de samme prosessene i begge typer oppgaver.

I sammenheng med et dual-task-paradigme som krever to hurtige svar, fant Brisson og Jolicoeur (2007a, 2007b) at starten på SPCN kan forsinkes av samtidig interferens med to oppgaver (den såkalte psykologiske refraktære periodeeffekten). Disse resultatene antyder at studier som undersøker det detaljerte tidsforløpet til SPCN kan avsløre når informasjon kommer inn i VSTM (ved å måle begynnelsestider) og når informasjon ikke lenger opprettholdes i VSTM (ved å måle offset -tider). Perron et al. (2009) viste at SPCN-en vender tilbake til grunnlinjen senere når minnesonden blir presentert senere, noe som tyder på at representasjoner i VSTM blir forkastet en stund etter at oppgavekritisk informasjon ikke lenger er nødvendig.


Abstrakt

Romlige prosessferdigheter er en viktig komponent i kognitiv utvikling. Det har blitt vist at det er mange studenter som på grunn av deres perseptuelle forskjeller kan bruke hjelp til å utvikle romlige konsepter og relasjoner gjennom erfaring i flerperseptuelle alternative læringsmiljøer. Virtuell virkelighet har potensial som ramme for multi-perseptuell, erfaringslæring. Denne studien evaluerer effekten av å designe og oppleve en virtuell verden som en metode for forbedring av ferdigheter i romlig prosessering, og som et hjelpemiddel for kognitiv utvikling. En gruppe på ti 12-14 år gamle, nevrologisk funksjonshemmede barn deltok i en intensiv, ukes lang virtuell virkelighetstime på slutten av sitt vanlige sommerskoleprogram. Disse barna ble valgt fordi alle hadde problemer med romlig behandling som påvirket deres akademiske prestasjoner så vel som deres daglige liv. Alle ble forhåndstestet for romlig prosesseringsevne ved hjelp av Inventory of Piagets Developmental Tasks (IPDT). I løpet av timen ble 3D-designprogramvare brukt til å utvikle "puslespillbrikker", som ble kombinert til en sammenhengende helhet på slutten av uken. Den resulterende "Puzzle World" ble opplevd av hvert av barna ved slutten av klassen, hvoretter åtte av de ti igjen ble testet på IPDT. I tillegg til ettertesten ble det gjennomført personlige intervjuer. En tohale t test indikerer at effekten av det ukelange kurset var signifikant, t = 5.16, df = 7, s & lt .001. Gjennomsnittlig poengsum forbedret for gruppen, fra et gjennomsnitt før testen på (M = 45,00), til et gjennomsnitt etter testen (M. = 49,75). Disse resultatene stemte overens med hypotesen om at en intensiv 3D-behandlingsklasse som kulminerte med en virtuell opplevelse kan forbedre romlige behandlingsevner. Den intensive opplæringen kan ha oppmuntret disse barna til å tenke på romlige spørsmål på en måte som ikke tidligere er opplevd, og kan ha skapt dypere romlig forståelse gjennom muligheten til å direkte manipulere objekter og navigere gjennom et 3D-miljø. Denne dypere forståelsen kan ha bidratt til høyere testresultater.


Å ha en mannlig tvilling forbedrer mental rotasjonsytelse hos kvinner

Å ha et søsken, spesielt en tvilling, påvirker livet ditt. Din tvilling kan være din beste venn eller din største rival, men gjennom livet påvirker du hverandre. Imidlertid er en nylig studie publisert i Psykologisk vitenskap, en journal fra Association for Psychological Science, viser at det å ha en tvilling av motsatt kjønn kan påvirke deg allerede før du blir født: Hunnene med en mannlig tvilling scorer høyere på mental rotasjonsoppgave enn kvinner med en kvinnelig tvilling.

Hanner, helt ned til tre måneders alder, overgår kvinner på mental rotasjonsoppgaver, tester som krever rotasjon av tredimensjonale objekter i det mentale rommet. Testosteron har blitt foreslått å redegjøre, i det minste delvis, for kjønnsforskjeller i denne oppgaven, noe som tyder på at kvinner med eksponering for høyere nivåer av prenatal testosteron kan prestere bedre enn kvinner med lavere nivåer av testosteron.

Eero Vuoksimaa fra Universitetet i Helsinki og medforfattere vurderte mulig prenatal maskulinisering av romlig evne hos kvinner med en mannlig tvilling. "Tidligere studier har testet mulig maskulinisering av kvinner med en mannlig tvilling, men tiltakene i disse studiene har ikke alltid vært ideelle," sier Vuoksimaa. "Hvis prenatal maskulinisering forekommer hos kvinnelige tvillinger fra par av motsatt kjønn, forventes det å være mest tydelig i atferd som er relatert til testosteronnivå og viser en stor og robust mannlig fordel, for eksempel mental rotasjonsoppgave."

For studien ble poengsummen for mental rotasjon mellom tvillinger fra par av samme kjønn og motsatt kjønn sammenlignet. Ikke overraskende scoret menn høyere enn kvinner, men kvinner med en hann-tvilling scoret høyere enn kvinner med en kvinnelig med-tvilling. I kontrast var det ingen forskjell i utførelsen av mental rotasjonsoppgave for menn fra par av motsatt kjønn og samme kjønn.

For kvinner med en tvillingbror er det fortsatt uklart om det er forskjeller i ytelse på grunn av eksponering for testosteron før fødsel eller på grunn av deres tendens til å delta i mer mannstypiske aktiviteter. "Selv om resultatene våre stemmer overens med hypotesen om maskulinisering før fødselen," sier Vuoksimaa, "opplever jenter som vokser opp med en tvillingbror en annen sosial verden enn jenter som vokser opp med en tvillingsøster. Vi kan ikke utelukke effekter av sosialisering etter fødselen."

De psykologiske forskerne inkluderte imidlertid en dataspilloppgave i studien, en mulig indikator på praksiseffekter. "Interessant nok var dataspillopplevelse ikke relatert til mental rotasjonstestytelse i vår studie," sier Vuoksimaa. Dette antyder at resultatene ikke er fullt ut forklart av postnatal miljø, men ruten for maskulinisering av mental rotasjonsevne er fortsatt ukjent. "Mer forskning er nødvendig for å løse opphavet til maskuliniseringen av mental rotasjonsytelse hos kvinner med en mannlig tvilling."


Kjønnsspørsmål ved bruk av virtuelle miljøer

Kjønnsforskjeller i kognitiv og atferdsmessig ytelse har blitt rapportert gjennom den psykologiske litteraturen. Følgelig bør kjønnsforskjeller vurderes og kontrolleres når kognitiv forskning utføres i virtuelle miljøer (VE). Disse variablene kan omfatte kjønnsrelaterte forskjeller i kognitiv ytelse, følsomhet for cybersykdom og virkningen av kjønnshormoner på kognisjon. Slike spørsmål tas opp i sammenheng med en nylig VE -studie av visuospatial evne referert til som mental rotasjon. Mental rotasjonstest (MRT), et papir- og blyantmål, har vist seg å gi en av de største kjønnsforskjellene i den kognitive litteraturen. Resultatene av MRT er til fordel for menn. Resultatene rapportert fra en Virtual Reality Spatial Rotation (VRSR) -test viser imidlertid ingen kjønnsforskjeller når forsøkspersoner manuelt kunne manipulere stimuliene i en VE. Videre analyse avdekker kjønnsforskjeller i mønstrene for assosiasjoner mellom verbale og romlige oppgaver og ytelse på VRSR. Resultatene diskuteres når det gjelder dimensionalitetsfaktorer og hemisfærisk lateralisering.


Konklusjon og fremtidige retninger

Det fortsetter å samle seg bevis som antyder at både kort og omfattende erfaring med videospill kan resultere i et bredt spekter av kognitive forbedringer som kan generaliseres utover konteksten for videospill (se seksjoner Hånd-øye-koordinering og reaksjonstid, romlig visualisering, Visuospatial oppmerksomhet, visuell forventning og visuelle søkestrategier, Temporal Dynamics of Sensory Attention, Exogenous and Endogenous Attention, Task Switching, Fundamental Properties of the Visual System, Visual Perception and Use of Sensory Evidence, Videospill som kognitiv intervensjon). Det er imidlertid bekymringer for gjeldende forskningspraksis som må tas opp (Boot et al., 2011) for å avklare gyldigheten av de nåværende resultatene. I tillegg til bekymringene fra Boot et al. forskere bør også overvåke kjønnsforskjeller i sine VGP- og NVGP -prøver, seriøst vurdere ekspertisen til sitt ekspert -VGP -utvalg, og ta mer hensyn til sjangrene de har ekspertise på og som brukes i opplæringsstudier.

Til tross for et imponerende korpus av funn, er forskning på praktisk anvendelse av videospill begrenset til å minimere effekten av kognitiv tilbakegang hos eldre voksne (se avsnitt Videospill som en kognitiv intervensjon). I tillegg har alle disse studiene manglet tilstrekkelige kontrollforhold, noe som gjør resultatene spesielt problematiske å tolke. Dette er spesielt overraskende, ettersom potensialet for videospill kan påvirke et så bredt spekter av kognitive domener ser ut til å tilby mange muligheter for praktisk bruk. Fremtidig grundig forskning som er i stand til å avgjøre om bruk av videospill kan hindre kognitiv tilbakegang hos eldre voksne, er høyt prioritert. Alternativt kan forskere sikte på å bruke videospill som et inngrep for å lette kognitive underskudd hos pasientpopulasjoner eller ytterligere forbedre kognitiv ytelse i spesialistpopulasjoner.

Tidlige neuroimaging-studier (se avsnitt Neuroimaging og videospillspill) har med hell begynt å undersøke de funksjonelle nevrale korrelatene til forbedret kognitiv ytelse i ekspert VGP-er. Så langt har bare motorplanlegging, selektiv oppmerksomhet og visuelt søk blitt vurdert. Fremtidig neuroimaging -forskning er nødvendig for å vurdere de funksjonelle nevrale korrelatene til forbedret kognitiv ytelse. Det er også behov for å undersøke de strukturelle endringene som følger med videospillkompetanse. En langsgående randomisert kontrollopplæringsforsøk som også inneholder neuro-imaging-studie, ville være en verdifull tilnærming. Anbefalingene for å fremme beste atferdsforskningspraksis er like gjeldende for nevrobilder.

Resultatene i avsnittet Grunnleggende egenskaper for det visuelle systemet, visuell oppfatning og bruk av sensoriske bevis er spesielt spennende, ettersom de antyder at grunnleggende elementer i det visuelle systemet kan forsterkes av ekspertise og spill i videospill. Endringer på dette nivået av det visuelle systemet underbygger potensielt et mangfoldig utvalg av nedstrøms ytelsesforbedringer som presenteres i denne anmeldelsen, for eksempel romlig visualisering (seksjon romlig visualisering), visuospatial oppmerksomhet (seksjon Visuospatial oppmerksomhet), visuelt søk (seksjon visuell forventning og visuelle søkestrategier ) og tidsbestemte dommer (seksjon Temporal Dynamics of Sensory Attention). Dessverre har vi fremdeles liten forståelse for hva med videospill, annet enn praksis — gjør det mulig å forme kjerneelementer i det visuelle systemet. Å svare på dette spørsmålet kan også belyse hvorfor videospill har potensial til å generere et så bredt spekter av generaliserte forbedringer. Å forstå mekanismene som ligger til grunn for hvordan videospillkompetanse gir opphav til så mange forbedringer, kan føre til effektiv og målrettet anvendelse av videospill (og andre former for ekspertise-relaterte inngrep) på både utdanning og kliniske omgivelser, og mer generelt tillate enkeltpersoner til å ta mer informerte beslutninger om potensiell bruk av fritiden.


Mental rotasjonstest i et virtuelt miljø - Psykologi

Dette er et oppbevaringssted for en webapplikasjon som inneholder et psykologisk eksperiment jeg utførte for masteroppgaven min, for å utforske kognitive ferdigheter og teamsamhold i League of Legends -spillere. Eksperimentet består av et informert samtykke, en undersøkelse for demografisk informasjon, to spørreskjemaer, fire kognitive oppgaver og en målside for kommentarer og tilbakemeldinger. Hvis du vil se eksperimentet 'in action', kan du besøke leagueoflegends.web-psychometrics.com, og hvis du vil blande deg gjennom papiret jeg skrev, kan du gjøre det her.

Eksperimentets komplette struktur er som følger:

  1. Landingsside - informert samtykke
  2. Demografiske varer
  3. Gruppemiljø Spørreskjema
  4. Nasa oppgavebelastningsindeks
  5. Eriksen Flanker oppgave
  6. To-dimensjonal mental rotasjonsoppgave
  7. Spatial Span oppgave
  8. Tower of London
  9. Fullfør siden

Alle de enkelte delene av eksperimentene har sine egne visninger, under visningsmappen, med .ejs -utvidelser (jeg brukte EJS -malmotoren siden den fungerer bra med rå html).

Eksperimentet og dets formål

Formålet med eksperimentet var å utforske rollen som kognitive ferdigheter i å forutsi spillernes prestasjoner i forskjellige spillestiler i League of Legends - et online kamparena -spill for flere spillere. I tillegg var jeg interessert i spillernes oppfatning av deres oppgavebelastning under spillet, og hvordan lagets sammenheng forholder seg til prestasjoner i lag.

Instrumenter og implementering av dem

Eksperimentet består av to spørreskjemaer og fire kognitive oppgaver. I tillegg er det et informert samtykke som forklarer formålet og strukturen i studien med generelle instruksjoner, fulgt opp av en undersøkelse av demografiske elementer, for eksempel spillernavn, region, nivå, rangeringer, lagnavn osv. Etter de kognitive oppgavene, det er en sluttside som spør om deltakerne ønsker å bli kontaktet med resultatene av studien.

Spørreskjemaene ble konstruert ved hjelp av en modifisert Likert-plugin for JsPsych-et JavaScript-bibliotek for å lage web-eksperimenter. Alle jsPsych -pluginene som brukes til testbatteriet, finnes i offentlige/scripts/plugins.

Gruppens miljøspørreskjema

Gruppemiljøspørreskjemaet (GEQ) ble valgt som et mål på gruppesammenheng fordi det er godt etablert med en lang historie med bruk innen idrettspsykologi og gruppeforskning, med nyere bevis som tyder på tilstrekkelig faktoriell validitet på flere nivåer (Fletcher & amp Whitton, 2014). Et instrument fra idrettspsykologi ble foretrukket fremfor de fra organisasjonspsykologi, ettersom intervjuer med spillere indikerte at elementene beregnet på atletiske lag ble ansett som mer relevante for deres spillopplevelse. Spillernes tilfredshet med instrumentet drev beslutningen om ikke å utvikle et nytt instrument til formålet, men heller prøve å gjenbruke GEQ. Elementene ble endret litt for å matche konteksten til virtuelle spill (f.eks. Ved å bruke ordet "spillere" i stedet for "idrettsutøvere"), og de modifiserte elementene finnes i vedlegg 1. Godhetsformen til et sportspsykologisk inventar for formålet med denne studien er noe som bør tas i betraktning ved tolkning av resultatene av denne studien.

GEQ er et generelt, snarere enn situasjonsspesifikt mål for samhold i idrettslag.Den består av følgende fire delskalaer som danner en firefaktormodell for samhørighet (Brawley, Carron og Widmeyer, 1987):

  • Group Integration - Social (GI -S) konseptualiserer et teammedlems vurdering av gruppens nærhet, likhet og binding som en sosial enhet - for eksempel "medlemmer av teamet vårt holder seg ikke sammen utenfor praksis og spill".
  • Group Integration – Task (GI -T) konseptualiserer medlemmets vurdering av gruppens nærhet, likhet og binding rundt gruppens oppgave - for eksempel "teamet vårt er forent i å prøve å nå sine mål for ytelse".
  • Individuelle attraksjoner for gruppen-sosial (ATG-S) konseptualiserer til medlemmets forestillinger om sosiale interaksjoner og personlig aksept i teamet, for eksempel "noen av mine beste venner er i dette teamet".
  • Individuelle attraksjoner for gruppen - oppgave (ATG -T) konseptualiserer et medlems følelser om personlig engasjement knyttet til gruppens felles mål og produktivitet - for eksempel "Jeg liker ikke spillestilen på dette laget".

NASA Task Load Inventory (TLX) ble valgt som en veletablert, kort oppgavebelastningsinventar med gode metriske egenskaper (Hart & amp Staveland, 1988 Hart, 2006). Instrumentet besto opprinnelig av to deler. I den første delen presenteres seks delskalaer på en enkelt side, med følgende beskrivelse av hver av skalaene:

  1. Mental etterspørsel: Hvor mye mental og perseptuell aktivitet var nødvendig? Var oppgaven lett eller krevende, enkel eller kompleks?
  2. Fysisk etterspørsel: Hvor mye fysisk aktivitet var nødvendig? Var oppgaven lett eller krevende, slapp eller anstrengende?
  3. Midlertidig etterspørsel: Hvor mye tidspress følte du på grunn av tempoet der oppgavene eller oppgaveelementene skjedde? Var tempoet sakte eller raskt?
  4. Ytelse: Hvor vellykket var du med å utføre oppgaven? Hvor fornøyd var du med prestasjonen din?
  5. Frustrasjon: Hvor irritert, stresset og irritert kontra innhold, avslappet og selvtilfreds følte du deg under oppgaven?
  6. Innsats: Hvor hardt måtte du jobbe (mentalt og fysisk) for å oppnå prestasjonsnivået ditt?

Varene er vurdert på et 100-punkts område med trinn på 5 poeng. I den opprinnelige versjonen skaper den andre delen av varelageret individuell vekting etter viktighet for hver av de seks underskalaene ved å be fagene om å sammenligne kategoriene parvis basert på deres oppfattede betydning for oppgavebelastningen. De estimerte oppgavelastene veies deretter i henhold til deres betydning. Versjonen som ble brukt for denne studien, består imidlertid bare av den første delen av den originale testen, uten parvise sammenligninger. Denne endringen ble gjort for å forenkle studiens design, med bevis som indikerer at denne prosedyren (referert til som Raw TLX) er like følsom som det originale instrumentet (Hart, 2006).

Eriksen flanker-oppgaven ble sammensatt ved å bruke jsPsych-kategorisere plugin for treningsforsøkene, og jsPsych-single-stim plugin for selve forsøkene.

Flanker -oppgaven som ble brukt for dette eksperimentet ble programmert omtrent på samme måte som Flanker -oppgaven i PEBL -biblioteket (Mueller & amp Piper, 2014), som var basert på Stins, Polderman, Boomsma og deGeus (2007). Under oppgaven blir deltakeren presentert med bilder av fem piler på rad. Deres oppgave er å trykke på piltasten som tilsvarer retningen til den midtre pilen, som enten peker i samme retning som pilene som flankerer den (en kongruent prøve) eller motsatt retning (inkongruent prøve).

Tiltakene som er oppnådd på Flanker -oppgaven er hastigheten og nøyaktigheten i å svare på kongruente vs inkongruente forsøk. Forskjellen mellom responstiden i korrekte kongruente og inkongruente forsøk er et grovt mål på utøvende funksjon, ettersom den indikerer styrken til interferenseffekten.

To-dimensjonal mental rotasjonsoppgave

Den mentale rotasjonsoppgaven ble komponert ved hjelp av en ny plugin jeg skrev for jsPsych som tillater tvangsvalg sammenligning av to stimuli (jspsych-two-stim). Oppgaven inneholdt tre typer todimensjonale stimuli. Stimulus A besto av en lang linje, skjæret vinkelrett av to korte. Stimulus B og C var lik stimulus A, bortsett fra at de hadde henholdsvis én og to diagonale linjer. Under oppgaven ble deltakerne presentert for en ikke -rotert versjon av målstimulansen, og en versjon av stimulus som enten var en identisk eller speilet versjon av målet, og rotert 0, 60, 120, 180, 240 eller 300 grader. De to bildene ble vist side om side, og målstimuleringen ble tilfeldig vist på enten venstre eller høyre side. Deltakeren ble instruert om å vurdere så raskt og nøyaktig som mulig om det roterte bildet var identisk eller et speilbilde av målet, og å trykke på Q hvis de var identiske og P hvis de ble speilet.

Flere kognitive tiltak kan trekkes ut av resultatene i den mentale rotasjonsoppgaven, og sammenligne nøyaktighet og responstider ved forskjellig stimuluskompleksitet i speilet mot identiske forhold ved forskjellige rotasjonsgrader.

Det romlige spennet er en kognitiv test for å vurdere en persons visuospatiale arbeidsminne, som det maksimale sifferintervallet for romlige elementer som tilbakekalles i en todimensjonal sekvens. Versjonen her ble skrevet som et frittstående eksperiment uten jsPsych, og den ble programmert på samme måte som Owen og Hampshire (nd) som en variant av Corsi-blokkeringsoppgaven (Corsi, 1972). Stimuliene ble vist som blinkende rektangler i en fire ganger fire matrise av rektangulære elementer. Etter at stimulansen ble generert, måtte deltakeren klikke på boksene i samme rekkefølge som de blinket. Den første stimulansen hadde en lengde på fire blokker, prøveproblemer ble senket etter to feil på samme stimuluslengde og økt etter vellykket gjennomføring. Oppgaven ble avsluttet etter fire feil.

The Tower of London (en oppgave som vurderer ferdigheter i planlegging og problemløsning) bruker også jsPsych-kategorisere plugin. Den består av tjueto bilder. Det første bildet, bilde A, viser et utgangspunkt med tre pinner i forskjellige lengder og med tre kuler i forskjellige farger, og bilde B viser et sluttpunkt med et endelig oppsett. Deltakeren ble bedt om å vurdere den minste mengden bevegelser de kunne bruke for å komme fra oppsettet i bilde A til oppsettet i bilde B, og svare ved å trykke på den tilsvarende tasten på tastaturet. Bevegelsene som kreves for forsøkene varierte mellom en og seks.

Du står fritt til å bruke individuelle deler av eksperimentet til ditt eget formål, med følgende sitat:

Pöllänen, T. (2014). Test batteriet av JavaScript-baserte kognitive oppgaver. Github -depot. Hentet fra https://github.com/tuuleh/masters-battery.

Vær oppmerksom på at du kan endre stilen i eksperimentet ved å bare endre CSS (med mindre du virkelig liker League of Legends -spillkunst).

Hvordan sette opp eksperimentet

For å kjøre eksperimentet lokalt, gaffel depotet og sett opp en lokal MySQL -database fra thesis_database.sql. Skriv deretter en fil som heter database.json til rotmappen din (der app.js er plassert), med følgende struktur:

Dette er et node.js -program, så du må konfigurere node.js og pakkebehandleren på datamaskinen din. Når du har konfigurert dem, installerer du avhengighetene ved å gå til rotkatalogen og skrive npm install i terminalen. Pakkebehandleren vil automatisk installere avhengighetene som er beskrevet i package.json:

Du kan starte programmet lokalt ved å skrive node app.js i rotmappen. Dette starter programmet på port 3000, slik at du får tilgang til siden via localhost: 3000.

Carron, A. V., Widmeyer, W. N., & Brawley, L. R. (1985). Utvikling av et instrument for å vurdere samhold i idrettslag: Gruppemiljøspørreskjemaet. Journal of Sport Psychology, 7, 244-266.

Fletcher, R. B. & amp; Whitton, S. M. (2014). Gruppens miljøspørreskjema: En multilevel bekreftende faktoranalyse. Små gruppeforskning, 45 (1), 68-88. doi: 10.1177/1046496413511121

Hart, S. G. & amp; Staveland, L. E. (1988). Utvikling av NASA-TLX (Task Load Index): Resultater av empirisk og teoretisk forskning. I: Human Mental Workload (P. A. Hancock og N. Meshkati (red.)), 139-183. Nord-Holland: Elsevier Science.

Hart, S. (2006). Nasa-Task Load Index (Nasa-TLX) 20 år senere. Human Factors and Ergonomics Society Annual Meeting Proceedings, 50, 904-908.

Mueller, S. T., og Piper, B. J. (2014). Psychology Experiment Building Language (PEBL) og PEBL -testbatteri. Journal of neuroscience methods (222), 250–259.

Stins, J. F., Polderman, T. J. C., Boomsma, D. I., & de Geus, E. J. C. (2007). Betinget nøyaktighet i responsinterferensoppgaver: Bevis fra Eriksen flanker -oppgaven og den romlige konfliktoppgaven. Fremskritt innen kognitiv psykologi 3 (3), 389–396.

Corsi, P.M. (1972), Human memory and the medial temporal region of the brain, Upublisert doktoravhandling. McGill University.

Owen, A. M. & Hampshire, A. (n.d.). Spatial span ladder [programvare for online webbasert testing]. Cambridge Brain Sciences Inc, University of Western Ontario, Canada. Hentet fra http://www.cambridgebrainsciences.com/browse/memory/test/spatial-span-ladder.


Kjønnsforskjeller i mental rotasjonsevne er en konsekvens av prosedyre og kunstighet av stimuli

Mental rotasjon er en kognitiv prosess som innebærer å utføre rotasjoner på visuelle bilder eller objekter, som har spilt en betydelig rolle i menneskers evolusjonære fortid. Kjønnsforskjeller i mental rotasjonsevne har blitt grundig vurdert ved hjelp av Vandenberg og Kuse (1978) Mental Rotations Test. Denne testen gir gjennomgående høyere score for menn enn kvinner, noe som har ført til at mange forskere har konkludert med at menn har overlegen mental rotasjonsevne. Årsakene til denne kjønnsforskjellen har vært mye diskutert, og forskning er fortsatt uavgjort. Ulike forskere har utfordret legitimiteten til denne mannlige fordelen ved å undersøke modererende faktorer som er en del av vurderingsprosessen. Her viser vi, ved bruk av fotografier og tredimensjonale modeller, at stimuliens form kan eliminere kjønnsforskjellen. Våre resultater tyder på at kjønnsforskjellen som er funnet på denne testen ikke skyldes en mannlig fordel i romlig evne, men er en artefakt av stimuliene.

Dette er en forhåndsvisning av abonnementsinnhold, tilgang via institusjonen din.


Om forfatteren

Barney Beins er professor i psykologi ved Ithaca College, hvor han har undervist siden 1986. Hans stipend inkluderer humorstudier og stipendium for undervisning og læring. I løpet av karrieren har han forfattet eller redigert over 30 bøker, instruktørmanualer og leksikon, og over 130 refererte artikler, bokkapitler, oppslagsverk og anmeldelser og kommentarer.

Bøkene hans inkluderer "The Worth Expert Guide to Scientific Literacy: Thinking Like a Psychological Scientist" (med Ken Keith Worth Publishing), "Research Methods: A Tool for Life" (Cambridge University Press, 4. utg.), "Research Methods and Statistics "(med Maureen McCarthy Cambridge, 2. utg.)," APA Style Simplified "(Wiley-Blackwell)," Effective Writing in Psychology "(med Agatha Beins Wiley-Blackwell, andre utg.)," Vellykkede forskningsprosjekter "(Sage) . Han fungerte også som hovedredaktør for syv bind "Student Handbook of Psychology" (Facts on File), som han skrev ett bind (Methods and Measurements) for og skrev et andre (Learning and Cognition).

Han var 2010 -mottaker av Charles L. Brewer Distinguished Teaching Award fra American Psychological Foundation. Han er stipendiat i Association for Psychological Science APA Divs. 1 (Society for General Psychology), 2 (Society for the Teaching of Psychology, STP), 3 (Society for Experimental Psychology) og 52 (Society for International Psychology), Eastern Psychological Association og New England Psychological Association.