Name: practical methodology of cognitive tasks within a navigational assessment
Uploaded: 2015-06-01T13:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 19 s
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著者らは、このプロジェクトのパートナーシップのためにCONSEIL Scolaire公開デュグランノールドゥオンタリオ（CSPGNO）を感謝したいと思います。本研究では、カナダ保健省からの部分的な資金拠出を通じて可能になりました。ここで表明された見解は、必ずしもカナダ保健省の公式見解を示すものではありません。メリッサテリアン、メリッサLariviere、フランスレインビル、シルヴィ·ロンドーとアレクサンドラアルバート：データ収集や原稿の作成に参加した学生たちに感謝します。

この研究は、ローレンシャン大学研究倫理委員会によって承認されました。インフォ親が同意書に署名した人のための唯一の参加者が参加しました。 1.設定<ol><li>可能であれば個室の参加者を評価します。 </li><li>認知およびナビゲーションのスコア上で可能な疲労の影響を低減するためには、代わりに、2時間ごとに30分ごとに異なる​​二から四セッションで参加者を評価し、一度にすべてのテストを管理することは推奨されません。 </li><li>最後の与えられたサブテストのテストの練習の要素を制御するために、研究目的のために、この手順を使用する場合は、ランダムに航行タスクと認知サブテストが投与される順序を決定し、彼らはすべての参加者のために同じではないことを確認してください。 </li></ol> 2.手順<ol><li>ナビゲーション·タスク<ol><li>材料：コンピュータ化されたタブレットと増加的な、アルテを使用します16場所グリッドと分類学上の分類とrnative通信アプリケーション。重度障害者用意思伝達装置のアプリケーションとプリロード来る記号を使用しています。正式な評価を開始する前に、25ワード（ 表1を参照）、5練習単語の検索を伴う航行タスクを使用します。ターゲットワードの各々のシンボルが含まれている小冊子を使用してください。注：各シンボルは1ページだけでは存在します。 <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td fo:width="3.4in"> 練習部分からの言葉 </td></tr><tr><td> 1.足</td></tr><tr><td> 2.バナナ</td></tr><tr><td> 3.猫</td></tr><tr><td> 4.ボート</td></tr><tr><td> 5.フォーク</td></tr><tr><td> フォーマル航海タスクからの単語 </td></tr><tr><td> 1.犬</td></tr><tr><td> 2.藩D </td></tr><tr><td> 3.アップル</td></tr><tr><td> 4.車</td></tr><tr><td> 5.スプーン</td></tr><tr><td> 6.カエル</td></tr><tr><td> 7.靴</td></tr><tr><td> 8.口</td></tr><tr><td> 9.魚</td></tr><tr><td> 10.ニンジン</td></tr><tr><td> 11.椅子</td></tr><tr><td> 12.花</td></tr><tr><td> 13.アヒル</td></tr><tr><td> 14.テーブル</td></tr><tr><td> 15.少年</td></tr><tr><td> 16.飛行機</td></tr><tr><td> 17.亀</td></tr><tr><td> 18.クッキー</td></tr><tr><td> 19.赤ちゃん</td></tr><tr><td> 20.ベルト</td></tr><tr><td> 21.ツリー</td></tr><tr><td> 22.バス</td></tr><tr><td> 23.鉛筆</td></tr><tr><td> 24.農夫</td></tr><tr><td> 25.自転車</td></tr></tbody></table> 表1：ナビゲーション·タスクからの言葉。 </li><li>彼らは、コンピュータ、タブレット上の適切なシンボルを選択することができるかどうかを観察すると、冊子のページをめくる容易にするために、参加者からの全体で、ある角度でスタンド/座ります。部屋の照明からの反射を制御するために、平らなテーブルの上に、または45°の角度で、参加者の正面にコンピュータ化されたタブレットを置きます。自分と参加者との間の記号でイーゼルを使用して直立冊子を置きます。 </li><li>彼らは以前にスマートフォンやタブレット、コンピュータを使用している場合は、参加者を確認して下さい。注：この方法は、研究のために使用されている場合、この変数にのみ重要です。 </li><li>シンボルが第1のレベルにホームボタンのリンクということと、前のレベルに戻るボタンリンクすることを、カテゴリを表すフォルダの下に見つけることができることを説明します。状態：」のシンボルを見つけることができます異なるカテゴリ（別のフォルダをポイント）を表す別のフォルダのそれぞれに。こちらには、このボタン（ホームボタンをタッチ）このレベル（参加者のための実証）とこっちにこのボタンへのリンクは、（戻るボタンをタッチ）前のレベルにリンクします。を参照してください？ &quot; </li><li>冊子に存在する、1ページだけでは、タブレットで発見される必要があるシンボル。声を出してシンボルを表す言葉は言います。 </li><li>参加者がコンピュータ化された錠剤のレベル内をナビゲートしながらシンボルを見つけるために開いた冊子にしてください。 </li><li>練習部分中に必要に応じて、例えば、多くの言語的および物理的なプロンプトを与える： &quot;どのようなカテゴリこの言葉はに属しているのか？」 </li><li> 5練習言葉が正常に取得された後、正式なナビゲーションのタスクを開始します。 </li><li>一貫して最初のレベルから開始するために、試験の間、アプリケーションのホームボタンをタッチします。 </li><li> retrieする参加者を確認して下さいプロンプトが与えられていない例外を除いて、実際の部分と同じ手順を用いて、コンピュータタブレットのレベル内のすべての25の単語をVEの。 </li><li>シンボルを取得できない場合は、画像の冊子のページを回して、項目をスキップすることができ、参加者に伝えます。 </li><li>参加者が正しく小冊子でターゲットと一致するシンボルを選択した場合は、正しいなどの項目のスコア。 </li><li>シンボルが誤って取得されたときに、ゼロのスコアを与えます。 </li><li>参加者は5分以内に選択しない場合には、シンボル冊子のページを回すことで、その項目をスキップすることができ、参加者を思い出させます。 </li><li>一度全25項目のが提示されているテストを終了または参加した後、8連続したシンボルを取得するために、失敗の天井に達します。 </li></ol></li><li>認知テスト<ol><li> instのに応じてライター国際パフォーマンス尺度改訂版（ライター-R）の以下のサブテスト3の管理騒動マニュアル。各サブテストのために、非言語的な指示を提供した後、参加者を監視し、正しい応答の数を記録します。注：ライター-Rは、参加者や臨床医は、パントマイム、ジェスチャ、ポインティングや尋問の方法として、非言語的手がかりのみと通信するために必要な非言語的なテストです。ライター-R上のタスクは、一般的に、ポインティングやマッチング応答を伴います。材料は、刺激イーゼル、カード、発泡形状を含みます。 <ol><li>注意持続サブテストを管理します。 <ol><li>対象ピクチャとの間で前後にポイントして、ページ上の1つの正解と参加者に幾何学的形状の配列内の標的と同一である可能な限り多くのアイテムを見つけて消しする必要性を示すために、クロスアウトの動きをシミュレートします、30〜60秒3の制限時間内に。 </li></ol></li><li>画像のコンテキストサブテストを管理します。 <ol><li> participanに示すためにパントマイムを使用して、刺激カードはイーゼルイラスト3の空のボックスに関係するT。ジェスチャー前後文脈手がかり3を用いて、大型ディスプレイから削除されている画像のオブジェクトを特定する必要性を示すことができます。 </li></ol></li><li>図グラウンドサブテストを管理します。 <ol><li>参加者に複雑な刺激3内のカード上に提示埋め込 ​​み図形やデザインを特定する必要性を示すために、尋問の方法で刺激材料とイーゼルと肩をすくめとの間で前後にポイントします。 </li></ol></li><li>順番のサブテストを管理します。 <ol><li>参加者に対応するために、進行関連の刺激を選択する必要性を示すために、刺激材料とトレイスロット間の前後にジェスチャー。 「いいえ」は、例えば間違った順序で、場所の形状やカードと首を振る3。 </li></ol></li></ol></li></ol></li></ol>

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本研究は、最初に第一著者の博士論文の一部として実施しました。

このビデオの目的は、SGDをナビゲートする子供の能力に影響を与える認知要因を調査するために使用する方法の概要を説明することでした。 Robillardや同僚1による研究は、子供たちとその種の最初であったため、何も事前に確立されたプロトコルがありませんでした。 一般的な開発を持つ子どもを含める決定はこの技術18-20の使用に関する基本的な学習戦略や困難についての情報を得るために行われました。シンボルが参照先に記号を対応させるだけでナビゲーションが測定されていたことを確認するために、参加者の能力を制御するために声を出して言ったために記号は言葉と同時に（1ページ）冊子に提示されました。パイロットテストは、16の位置のグリッドが必要と判断しました。レベルごとに16以上のシンボルが使用された場合には、ナビゲーション·タスクの複雑さを大幅ためリットル当たり複数のアイテムをスキャンする必要の増加しましたシンボルを配置するEVEL。グリッドあたり16未満のシンボルを使用すると、ページを変更する必要が大きいにつながったであろうと、ナビゲーションタスクの複雑さを増加している可能性があります。ナビゲーション·タスク（25）のために識別するためのワード数は、パイロットテストを通じて決定し、その子供たちは休憩を必要とせず、単一のセッション内で合理的に完全な可能性アイテムの数に基づいていました。 彼らはProloquo2Go 21をプリロード来たので23のシンボルを使用したSymbolStix。シンボルの他のタイプも使用することができます。第4版（PPVT-4）22とエシェルドゥvocabulaireアン画像ピーボディ（ÉVIP）24 -選択した単語は、ピーボディ画像語彙テストなどの受容語彙テストの若い段階から選択されました。選択した単語が4〜6歳のほとんどの子供のために精通していると判断しました。選択された言葉は、具体的なオブジェクトを表す名詞、動物またはPEOを含まPLE。単語の提示の順序はまた、パイロット試験によって測定しました。最も低い成功率を有するものが端部に向かって配置された、一方のパイロットグループから最も高い成功率を有していた単語は、最初に置きました。アイテムは、2つの連続するシンボルが同じカテゴリーの下に配置されていないことを確実にするために入れました。一部の記号は、第四レベルで第3レベルなどで見つけることができました。実験航行作業では、難易度のレベルの進展がありました。まず、対象となる単語は、実際の部分で使用したのと同じカテゴリの下にありました。タスクが進むにつれて、新しいカテゴリが導入されました。参加者を落胆させないためには、取得するのが最も難しい言葉は、タスクの最後に置かれ、これはタスクの終了を促したとして、8つの連続した​​エラーの天井に達した小児に投与されませんでした。参加者は、f 0のスコアを与えましたまたは投与されなかったアイテム。 すべてのサブテストは、非言語的であるため、認知の対策としては、ライター-Rを選択したため、複雑な通信ニーズを持つ子供たちに投与することができます。持続的注意の注意を維持する能力を測定するために選択しました。画像コンテキストを分類を測定するために選択しました。図グラウンドは、認知の柔軟性の指標として選択しました。順序は、流体推論を測定するために選択しました。ライター-R 3の新バージョンでは、ライター-3 25はまた、認知の良好な尺度となります。 Robillardや同僚1による結果は、認知スキルがAACの使用に新しく追加され、通常、発展途上の子供たちの航行能力に影響を与えることを示しました。持続的注意（注意、ライター-R持続）、分類（ピクチャー·コンテキストおよび分類、ライター-R）、流体推論（フォームの完了順序と担当者eatedパターン、ライター-R）は、すべてのナビゲーション1と相関していました。結果のより詳細な議論はRobillardと共同研究者1に記載されています。認知の柔軟性（図グラウンド、ライター-R）は、自閉症スペクトラム障害（ASD）2と診断された小児および青年のナビゲーションと相関していたが、一般的な開発と幼児のためのナビゲーションとは相関していませんでした。ナビゲーションと相関因子の中で、最高の分類学上の組織と子供のナビゲーションスキルを開発し、一般的に予測サブセットが持続的注意、分類、および流体推論が含まれていました。によるASDの研究の参加者の数が少ないために、線形回帰は不可能でした。しかし、相関結果は、認知の柔軟性がASD児の航行能力を予測するための重要な要因であるという可能性を開きます。新しい研究は、参加者の大多数に必要とされます。ザシンボルを選択する速度は、以前の研究における変数はなかったが、処理速度の尺度として添加することができます。 手続きの制限は、この方法に存在しています。評価ツールの投与は、複数の設定（ すなわち個室、バックグラウンドノイズと学校、診療所）で実施しました。これは、参加者のパフォーマンスに影響を与えている可能性があります。視力は、ビジョンを持って困難を除外するために評価されている可能性があります。一部の参加者は、シンボルは、ナビゲーションタスク中の冊子に提示されていても言葉の表現を理解することが困難である可能性があります。ナビゲーションのタスクは、実際の通信を表し、実際には最小限のトレーニング後のAACデバイスの最初の使用だったしません。ナビゲーションのスキルは、認知需要を減少させることができる装置を、パーソナライズによって支援することができました。この手順では、子どもたちを評価するために概説され、成人人口を調べていませんでした。また、それらは単離することが困難であるため、認知的要因の妥当性が疑問視される可能性があります。 上記の制限を低減するために、すべての参加者がない気晴らしやバックグラウンドノイズと個室で評価すべきです。これができない場合は、気晴らしは、参加者のパフォーマンスに影響を与えないために制限されるべきです。聴力と視力検査ができない場合は、困難が聴覚と視覚視力について参加者の家族を尋ねることによって排除することができました。 Proloquo2Go 21,25以外のアプリケーションを使用することができます。その他の非言語的認知テストはまた、それらが異なる認知成分を分離する多数のサブテストを含むように、認知を測定するために使用することができます。このホワイトペーパーで説明されている手順を変更する場合、または代替を使用している場合、このような非標準化認知試験として認知を、評価に近づい注意が結果COUとして、必要とされていますldが期待される結果とは異なります。 それはなナビゲーション機能に貢献する方法を認知要因を理解することが重要です。 SGDの不適切な選択は、子どもたちとその介護者は欲求不満になるとコミュニケーション目的のための装置の使用を放棄する可能性があります。幼児、注意、分類、および推論のスキルのためのSGDを選択する際の分類学的組織1を使用して動的ページングと彼らの成功を予測するために評価することができます。 ASDの小児および青年のために、認知の柔軟性は、ナビゲーションスキル2の最良の予測を提供することができます。記載された方法を用いて、他の、より大きな臨床人口より多くの研究が必要であり、重度障害者用意思伝達装置の戦略を使用して子供のナビゲーションの認知の影響を決定するために必要とされます。

方法は、認知機能を評価するために使用され、ナビゲーション技術は、広く変動し得ます。いくつかの研究は、認知やナビゲーションのスキルに関して発表されています。以前は、ウォレス、HUX、およびBeukelman（2010）、外傷性脳損傷4を経験した大人とナビゲーションの認知の影響を研究しました。彼らは、認知的柔軟性がこの集団のためのナビゲーションのスキルに影響を与えたことがわかりました。 Robillard、メイヤー·クリッテンデン、ロイ·Charland、マイナー-CorriveauとBélangerによって行われ、この論文に記載された方法は、2013年に公開されている1。ロンドー、Robillardとロイ·Charlandも同様の研究2に、この方法を使用します。本稿の目的のために、視覚的な担体とステップバイステップの手順は、研究目的のために他の集団とのこの技術の複製を促進するため、およびクライアントの航行や認知能力を評価するために必要な臨床医を支援するために使用される方法論を紹介しますCを持っている人omplex通信が必要です。 音声発生装置（SGD）5,6（ すなわち、別のシンボルのページから変更するには）合成機を用いて電子音声を生成し、ユーザが変化レベルによって新しい単語にアクセスすることを可能にするリンクと動的レベルを持つことができます。これらのレベル間をナビゲートする機能は、SGD 6,7の複数のレベル内のシンボルを見つけるために必要とされます。 SGDのレベルをナビゲートする能力の認知能力の重要性は1,2,4を実証されています。ナビゲーションのスキルに語学力の影響を分析した研究の結果は、言語スキルが子供8の間でのナビゲーションスキルの良好な予測因子ではなかったことを明らかにしました。ナビゲーションに影響を与える可能性が認知要因の理解を有することにより、臨床医は、複雑な通信ニーズを持つ子どもたちのより信頼性の高い評価を提供することができます。本研究で解決される予定の認知要因注意、分類、認知の柔軟性と流体推論を持続：されています。これらの認知的要因1の説明については、Robillardや協力者を参照してください。 非常に少数の研究は、ナビゲーションの認知的要因の影響を見てきましたので、評価プロトコルはまだ実用化されていません。長年にわたり、音声言語病理学の他のフィールドは、より良いこれらのサービスを必要とする子どもたちを識別するために、評価電池を設置しています。例えば、非単語反復と文の模倣、選択した言語評価ツールとともに、口頭ワーキングメモリに大きく依存している2つのタスクは、正常に言語障害9-14で子供を識別することができることは周知の事実です。しかし、重度障害者用意思伝達装置（AAC）の分野では、ほとんど注意が認知およびAACデバイスをナビゲートする能力との関係について説明しました。でもあまり注目はに与えられています体系的な方法の開発が追従します。非常にいくつかのツールは、子供のナビゲーションのスキルを評価するために存在します。非言語認知能力を評価するために使用することができる評価ツールが種々存在するので、工具やタスクを使用するかを決定することは、臨床家15のための非常に圧倒的であり得ることが理解できます。臨床医は、一般的にAACを使用する個人との特徴マッチングを使用します。これは、SGDの設計上の特徴に人の能力に一致することを含みます。これは、臨床医が適切なデバイスに認知スキルレベルと個人のナビゲーション能力に合わせて最高のことができることが重要です。 最近まで、非常にいくつかの研究では、電子タブレットを使用して行われています。ワディントンと共同研究者16は、無制限されているか、ASDのある子どもへのコンピュータ化タブレットの使用を含む介入アプローチを使用して、機能的コミュニケーションスキルを教えられることが示唆されましたスピーチ。また、Kagoharaおよび共同研究者17による全身レビューは、発達障害を持つ子どもたちはこのような通信の種々の目的のために、錠剤などの技術を使用するように教えられることが示唆されました。このホワイトペーパーに記載された方法は、認知やナビゲーションのスキルを評価する際に使用するための詳細なガイドと一緒に研究者や臨床医を提供します。

<table><tbody><tr><td>iPad</td><td>Apple, 2015</td><td>MD786C/A</td><td>tablet with dynamic screen</td></tr><tr><td>Proloquo2Go</td><td>AssistiveWare, 2015</td><td>available on iTunes</td><td>applicaiton for augmentative and alternative communication</td></tr><tr><td>SymbolStix</td><td>N2Y inc, 2015</td><td>https://www.n2y.com/products/symbolstix/</td><td>Symbols used with Proloquo2Go (preloaded)</td></tr><tr><td>Leiter International Performance Scale - Revised, Roid &amp;amp; Miller), 1997</td><td>Stoelting</td><td>37050M</td><td>cognitive non-verbal test</td></tr></tbody></table>

practical methodology of cognitive tasks within a navigational assessment

This paper describes an approach for measuring navigation accuracy relative to cognitive skills. The methodology behind the assessment will thus be clearly outlined in a step-by-step manner. Navigational skills are important when trying to find symbols within a speech-generating device (SGD) that has a dynamic screen and taxonomical organization. The following skills have been found to impact children&#8217;s ability to find symbols when navigating within the levels of an SGD: sustained attention, categorization, cognitive flexibility, and fluid reasoning1,2. According to past studies, working memory was not correlated with navigation1,2.
The materials needed for this method include a computerized tablet, an augmentative and alternative communication application, a booklet of symbols, and the Leiter International Performance Scale-Revised (Leiter-R)3. This method has been used in two previous studies. Robillard, Mayer-Crittenden, Roy-Charland, Minor-Corriveau and B&#233;langer1 assessed typically developing children, while Rondeau, Robillard and Roy-Charland2 assessed children and adolescents with a diagnosis of Autism Spectrum Disorder. The direct observation of this method will facilitate the replication of this study for researchers. It will also help clinicians that work with children who have complex communication needs to determine the children&#8217;s ability to navigate an SGD with taxonomical categorization.

この方法論の1,2を使用し、両方の研究のために、認知は、ナビゲーションのスコアに相関しました。認知スコアがあったが高いほど、は、ナビゲーション得点1,2ました。正の相関係数は、ASDの人口調査における認知の柔軟性とナビゲーションについて得られました。これらの結果は、ウォレスらのものと、より類似していた。その参加者一般的に発展途上の子供たちとの研究によって得られたものに比べて外傷性脳損傷を経験した大人を含め4。実際には、後に、認知の柔軟性は、ナビゲーションとは相関していませんでした。ただし、特定の認知能力は、典型的には、開発、人口1の航行能力を予測することができました。これらの子供たちのために、持続的注意、分類や推論のスキルは、ナビゲーションスキル1を予測する能力を可能にしました。年齢は、ナビゲーションを予測するための重要な因子ではなかったですスキル。結果は表2に示されている。これらの研究の結果に関する詳細は、上記論文の結果セクションに見出すことができます。これは、認知能力SGDをナビゲートする能力の重要な要因であったことは明らかです。しかし、次の1つの著者で変動予測因子ので、さらなる研究がより明確に、ナビゲーションスキルに認知要因の基本的な役割を決定するために、異なる臨床亜集団との年齢層で必要とされています。より大きな集団で、ならびに複雑な通信ニーズを持っていると通信するためにSGDSを使用し、子供と大人との研究も必要とされています。 <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td fo:width="2in" style="width:300px"> 人口 </td><td fo:width="2in"> 航海スキルと相関認知要因 </td></tr><tr><td rowspan="3">一般的な開発を持つ子供</TD&gt; <td>持続的注意</td></tr><tr><td>カテゴリー化</td></tr><tr><td>流体推論</td></tr><tr><td rowspan="4">自閉症スペクトラム障害と診断された小児および青年</td><td>認知の柔軟性</td></tr><tr><td>持続的注意</td></tr><tr><td>カテゴリー化</td></tr><tr><td>流体推論</td></tr></tbody></table> 表2：この方法を使用Robillardや同僚1とロンドーによる研究や同僚2からの結果。

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Practical Methodology of Cognitive Tasks Within a Navigational Assessment

複雑な通信ニーズを持つ子どもは、音声発生装置（SGD）の使用から利益を得ることができます。認知能力は、SGDSのレベル間を移動する能力に影響を有すると同定されました。このプロトコルは、認知能力と航行能力を評価するためにスピーチ言語病理学者のために必要な手順について説明します。

ナビゲーション·アセスメントの中で認知課題の実践的方法論

This paper describes an approach for measuring navigation accuracy relative to cognitive skills. The methodology behind the assessment will thus be ...

practical-methodology-cognitive-tasks-within-navigational

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Behavior

13.5K ビュー.  Laurentian University. 複雑な通信ニーズを持つ子どもは、音声発生装置（SGD）の使用から利益を得ることができます。認知能力は、SGDSのレベル間を移動する能力に影響を有すると同定されました。このプロトコルは、認知能力と航行能力を評価するためにスピーチ言語病理学者のために必要な手順について説明します。 

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Using Pharmacological Manipulation and High-precision Radio Telemetry to Study the Spatial Cognition in Free-ranging Animals

An animal&#39;s ability to perceive and learn about its environment plays a key role in many behavioral processes, including navigation, migration, dispersal and foraging. However, the understanding of the role of cognition in the development of navigation strategies and the mechanisms underlying these strategies is limited by the methodological difficulties involved in monitoring, manipulating the cognition of, and tracking wild animals. This study describes a protocol for addressing the role of cognition in navigation that combines pharmacological manipulation of behavior with high-precision radio telemetry. The approach uses scopolamine, a muscarinic acetylcholine receptor antagonist, to manipulate cognitive spatial abilities. Treated animals are then monitored with high frequency and high spatial resolution via remote triangulation. This protocol was applied within a population of Eastern painted turtles (Chrysemys picta) that has inhabited seasonally ephemeral water sources for ~100 years, moving between far-off sources using precise (&#177; 3.5 m), complex (i.e., non-linear with high tortuosity that traverse multiple habitats), and predictable routes learned before 4 years of age. This study showed that the processes used by these turtles are consistent with spatial memory formation and recall. Together, these results are consistent with a role of spatial cognition in complex navigation and highlight the integration of ecological and pharmacological techniques in the study of cognition and navigation.

This paper describes a novel protocol that combines the pharmacological manipulation of memory and radio telemetry to document and quantify the role of cognition in navigation.

放し飼いの動物における空間認知を研究するために薬理学的操作と高精度ラジオテレメトリーを使用しました

An animal&#39;s ability to perceive and learn about its environment plays a key role in many behavioral processes, including navigation, migration, ...

環境学

Using MazeSuite and Functional Near Infrared Spectroscopy to Study Learning in Spatial Navigation

MazeSuite is a complete toolset to prepare, present and analyze navigational and spatial experiments1. MazeSuite can be used to design and edit adapted virtual 3D environments, track a participants' behavioral performance within the virtual environment and synchronize with external devices for physiological and neuroimaging measures, including electroencephalogram and eye tracking.
Functional near-infrared spectroscopy (fNIR) is an optical brain imaging technique that enables continuous, noninvasive, and portable monitoring of changes in cerebral blood oxygenation related to human brain functions2-7. Over the last decade fNIR is used to effectively monitor cognitive tasks such as attention, working memory and problem solving7-11. fNIR can be implemented in the form of a wearable and minimally intrusive device; it has the capacity to monitor brain activity in ecologically valid environments. 
Cognitive functions assessed through task performance involve patterns of brain activation of the prefrontal cortex (PFC) that vary from the initial novel task performance, after practice and during retention12. Using positron emission tomography (PET), Van Horn and colleagues found that regional cerebral blood flow was activated in the right frontal lobe during the encoding (i.e., initial na&iuml;ve performance) of spatial navigation of virtual mazes while there was little to no activation of the frontal regions after practice and during retention tests. Furthermore, the effects of contextual interference, a learning phenomenon related to organization of practice, are evident when individuals acquire multiple tasks under different practice schedules13,14. High contextual interference (random practice schedule) is created when the tasks to be learned are presented in a non-sequential, unpredictable order. Low contextual interference (blocked practice schedule) is created when the tasks to be learned are presented in a predictable order.
Our goal here is twofold: first to illustrate the experimental protocol design process and the use of MazeSuite, and second, to demonstrate the setup and deployment of the fNIR brain activity monitoring system using Cognitive Optical Brain Imaging (COBI) Studio software15. To illustrate our goals, a subsample from a study is reported to show the use of both MazeSuite and COBI Studio in a single experiment. The study involves the assessment of cognitive activity of the PFC during the acquisition and learning of computer maze tasks for blocked and random orders. Two right-handed adults (one male, one female) performed 315 acquisition, 30 retention and 20 transfer trials across four days. Design, implementation, data acquisition and analysis phases of the study were explained with the intention to provide a guideline for future studies.

MazeSuite is a complete toolset to prepare, present and analyze navigational and spatial experiments. Functional near-infrared spectroscopy (fNIR) is an optical brain imaging technique that enables noninvasive and portable monitoring of cerebral blood oxygenation changes. This paper summarizes collective use of MazeSuite and fNIR within a cognitive processing learning paradigm.

空間ナビゲーションで学習研究するために近赤外分光法をMazeSuiteおよび機能の使用

MazeSuite is a complete toolset to prepare, present and analyze navigational and spatial experiments1. MazeSuite can be used to design and edit adapted ...

神経科学

A Networked Desktop Virtual Reality Setup for Decision Science and Navigation Experiments with Multiple Participants

Investigating the interactions among multiple participants is a challenge for researchers from various disciplines, including the decision sciences and spatial cognition. With a local area network and dedicated software platform, experimenters can efficiently monitor the behavior of the participants that are simultaneously immersed in a desktop virtual environment and digitalize the collected data. These capabilities allow for experimental designs in spatial cognition and navigation research that would be difficult (if not impossible) to conduct in the real world. Possible experimental variations include stress during an evacuation, cooperative and competitive search tasks, and other contextual factors that may influence emergent crowd behavior. However, such a laboratory requires maintenance and strict protocols for data collection in a controlled setting. While the external validity of laboratory studies with human participants is sometimes questioned, a number of recent papers suggest that the correspondence between real and virtual environments may be sufficient for studying social behavior in terms of trajectories, hesitations, and spatial decisions. In this article, we describe a method for conducting experiments on decision-making and navigation with up to 36 participants in a networked desktop virtual reality setup (i.e., the Decision Science Laboratory or DeSciL). This experiment protocol can be adapted and applied by other researchers in order to set up a networked desktop virtual reality laboratory.

This paper describes a method for conducting multi-user experiments on decision-making and navigation using a networked computer laboratory.

意思決定科学の複数の参加者とナビゲーション実験ネットワーク デスクトップ仮想現実のセットアップ

Investigating the interactions among multiple participants is a challenge for researchers from various disciplines, including the decision sciences and ...

行動学

Development of an Audio-based Virtual Gaming Environment to Assist with Navigation Skills in the Blind

Audio-based Environment Simulator (AbES) is virtual environment software designed to improve real world navigation skills in the blind. Using only audio based cues and set within the context of a video game metaphor, users gather relevant spatial information regarding a building's layout. This allows the user to develop an accurate spatial cognitive map of a large-scale three-dimensional space that can be manipulated for the purposes of a real indoor navigation task. After game play, participants are then assessed on their ability to navigate within the target physical building represented in the game. Preliminary results suggest that early blind users were able to acquire relevant information regarding the spatial layout of a previously unfamiliar building as indexed by their performance on a series of navigation tasks. These tasks included path finding through the virtual and physical building, as well as a series of drop off tasks. We find that the immersive and highly interactive nature of the AbES software appears to greatly engage the blind user to actively explore the virtual environment. Applications of this approach may extend to larger populations of visually impaired individuals.

Audio-based Environment Simulator (AbES) is virtual environment software designed to improve real world navigation skills in the blind.

ブラインドのナビゲーションスキルを支援するためにオーディオベースのバーチャル·ゲーム環境の開発

Audio-based Environment Simulator (AbES) is virtual environment software designed to improve real world navigation skills in the blind. Using only audio ...

医学

Virtual Reality Experiments with Physiological Measures

Virtual reality (VR) experiments are increasingly employed because of their internal and external validity compared to real-world observation and laboratory experiments, respectively. VR is especially useful for geographic visualizations and investigations of spatial behavior. In spatial behavior research, VR provides a platform for studying the relationship between navigation and physiological measures (e.g., skin conductance, heart rate, blood pressure). Specifically, physiological measures allow researchers to address novel questions and constrain previous theories of spatial abilities, strategies, and performance. For example, individual differences in navigation performance may be explained by the extent to which changes in arousal mediate the effects of task difficulty. However, the complexities in the design and implementation of VR experiments can distract experimenters from their primary research goals and introduce irregularities in data collection and analysis. To address these challenges, the Experiments in Virtual Environments (EVE) framework includes standardized modules such as participant training with the control interface, data collection using questionnaires, the synchronization of physiological measurements, and data storage. EVE also provides the necessary infrastructure for data management, visualization, and evaluation. The present paper describes a protocol that employs the EVE framework to conduct navigation experiments in VR with physiological sensors. The protocol lists the steps necessary for recruiting participants, attaching the physiological sensors, administering the experiment using EVE, and assessing the collected data with EVE evaluation tools. Overall, this protocol will facilitate future research by streamlining the design and implementation of VR experiments with physiological sensors.

Virtual reality (VR) experiments can be difficult to implement and require meticulous planning. This protocol describes a method for the design and implementation of VR experiments that collect physiological data from human participants. The Experiments in Virtual Environments (EVE) framework is employed to accelerate this process.

仮想現実実験生理学的対策

Virtual reality (VR) experiments are increasingly employed because of their internal and external validity compared to real-world observation and ...

Multimodal Protocol for Assessing Metacognition and Self-Regulation in Adults with Learning Difficulties

Learning disabilities (LDs) encompass disorders of those who have difficulty learning and using academic skills, exhibiting performance below expectations for their chronological age in the areas of reading, writing, and/or mathematics. Each of the disorders making up the LDs involve different deficits; however, some commonalities can be found within that heterogeneity, such in terms of learning self-regulation and metacognition. Unlike in early ages and later educational levels, there are hardly any evidence-based evaluation protocols for adults with LDs. LDs influence academic performance but also have serious consequences in professional, social, and family contexts. In response to this, the current work proposes a multimodal evaluation protocol focused on metacognitive, self-regulation of learning, and emotional processes, which make up the basis of the difficulties in adults with LDs. The assessment is carried out through analysis of the on-line learning process using a variety methods, techniques, and sensors (e.g., eye tracking, facial expressions of emotion, physiological responses, concurrent verbalizations, log files, screen recordings of human-machine interactions) and off-line methods (e.g., questionnaires, interviews, and self-report measures). This theoretically-driven and empirically-based guideline aims to provide an accurate assessment of LDs in adulthood in order to design effective prevention and intervention proposals.

The current work proposes a multimodal evaluation protocol focused on metacognitive, self-regulation of learning, and emotional processes, which make up the basis of the difficulties in adults with LDs.

学習困難を有する成人におけるメタ認知と自己調節を評価するためのマルチモーダルプロトコル

Learning disabilities (LDs) encompass disorders of those who have difficulty learning and using academic skills, exhibiting performance below expectations ...

ゲームベースの探索:人間の空間ナビゲーション能力を解き放つ

Assessing Human Spatial Navigation in a Virtual Space and its Sensitivity to Exercise

Spatial navigation (SN) is the ability to locomote through the environment, which requires an understanding of where one is located in time and space. This capacity is known to rely on the sequential firing of place cells within the hippocampus. SN is an important behavior to investigate as this process deteriorates with age, especially in neurodegenerative disorders. However, the investigation of SN is limited by the lack of sophisticated behavioral techniques to assess this hippocampal-dependent task. Therefore, the goal of this protocol was to develop a novel, real-world approach to studying SN in humans. Specifically, an active virtual SN task was developed using a cross-platform game engine. During the encoding phase, participants navigated their way through a virtual city to locate landmarks. During the remembering phase, participants remembered where these reward locations were and delivered items to these locations. Time to find each location was captured and episodic memory was assessed by a free recall phase, including aspects of place, order, item, and association. Movement behavior (x, y, and z coordinates) was assessed through an asset available in the game engine. Importantly, results from this task demonstrate that it accurately captures both spatial learning and memory abilities as well as episodic memory. Further, findings indicate that this task is sensitive to exercise, which improves hippocampal functioning. Overall, the findings suggest a novel way to track human hippocampal functioning over the course of time, with this behavior being sensitive to physical activity training paradigms.

著者スポットライト:心-体-運動の実践が脳機能に及ぼす影響の調査

Here, we present a novel, brief, and active spatial navigation task that assesses both spatial navigation and episodic memory ability. Importantly, spatial navigation and episodic memory were associated with one another, and this task demonstrated sensitivity to exercise.

仮想空間における人間の空間ナビゲーションと運動感受性の評価

Spatial navigation (SN) is the ability to locomote through the environment, which requires an understanding of where one is located in time and space. ...

<meta charset="utf8"></head><body>体と脳のトレーニングのためのオリエンテーリングの実施

Orienteering as a Tool for Cognitive Research: An Implementation Guide

The sport of orienteering combines physical activity with spatial navigation. Using only a map and a compass, the orienteer must locate a series of checkpoints over unfamiliar terrain using any navigational route they choose and while moving as quickly as possible. Although expert orienteers have superior spatial memory and navigational abilities, even a single session of orienteering can benefit cognition, suggesting that orienteering may be a promising way to train the brain. Research interventions involving orienteering may be especially beneficial for staving off Alzheimer's disease and related dementias that are afflicted by early impairments in wayfinding and spatial cognition. Though orienteering has gained traction in recent literature, certain barriers exist for researchers who are unfamiliar with the sport and wish to implement an intervention. Specifically, a lack of research-based resources for creating orienteering maps and courses may prevent those wishing to study orienteering from designing an intervention. Therefore, this report provides the fundamental information needed to develop orienteering maps and courses and how to implement orienteering interventions in a research setting.

<meta charset="utf8"></head><body>認知研究のツールとしてのオリエンテーリング:実装ガイド

The sport of orienteering is emerging as an effective way to train both the body and brain as it combines physical activity with spatial navigation. The current manuscript offers a guide on how to implement the sport of orienteering in research.

認知研究のツールとしてのオリエンテーリング:実装ガイド

The sport of orienteering combines physical activity with spatial navigation. Using only a map and a compass, the orienteer must locate a series of ...

ナビゲーション·アセスメントの中で認知課題の実践的方法論

要約

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放し飼いの動物における空間認知を研究するために薬理学的操作と高精度ラジオテレメトリーを使用しました

空間ナビゲーションで学習研究するために近赤外分光法をMazeSuiteおよび機能の使用

意思決定科学の複数の参加者とナビゲーション実験ネットワークデスクトップ仮想現実のセットアップ

ブラインドのナビゲーションスキルを支援するためにオーディオベースのバーチャル·ゲーム環境の開発

仮想現実実験生理学的対策

学習困難を有する成人におけるメタ認知と自己調節を評価するためのマルチモーダルプロトコル

仮想空間における人間の空間ナビゲーションと運動感受性の評価

仮想空間における人間の空間ナビゲーションと運動感受性の評価

仮想空間における人間の空間ナビゲーションと運動感受性の評価

認知研究のツールとしてのオリエンテーリング:実装ガイド

ナビゲーション·アセスメントの中で認知課題の実践的方法論

要約

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空間ナビゲーションで学習研究するために近赤外分光法をMazeSuiteおよび機能の使用

意思決定科学の複数の参加者とナビゲーション実験ネットワーク デスクトップ仮想現実のセットアップ

ブラインドのナビゲーションスキルを支援するためにオーディオベースのバーチャル·ゲーム環境の開発

仮想現実実験生理学的対策

学習困難を有する成人におけるメタ認知と自己調節を評価するためのマルチモーダルプロトコル

仮想空間における人間の空間ナビゲーションと運動感受性の評価

仮想空間における人間の空間ナビゲーションと運動感受性の評価

仮想空間における人間の空間ナビゲーションと運動感受性の評価

認知研究のツールとしてのオリエンテーリング:実装ガイド

意思決定科学の複数の参加者とナビゲーション実験ネットワークデスクトップ仮想現実のセットアップ