(57)【要約】  本開示は、被験者の知覚認知シグネチャを決定するためのシステムおよび方法に関する。一連のコア試行のそれぞれにおいて所定期間の間、複数の物体が制御下の速度で視覚ディスプレイ上を移動する。被験者は、複数の物体のうちから1つまたは複数の目標物を識別する。被験者の知覚認知シグネチャが、目標物の数、物体の速度、一連のコア試行のそれぞれの所定期間、および、各所定期間の後の、一連のコア試行にわたる被験者による目標物の識別結果の正確さによって決定される。
2017511891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の知覚認知シグネチャを決定するためのシステムであって、
複数の物体を表示するディスプレイと、
表示された前記複数の物体のうちの1つまたは複数の目標物の識別結果を前記被験者から受信するように構成されたインタフェースと、
コントローラと
を備え、
前記コントローラは、
目標物の数を指定することと、
一連のコア試行のそれぞれにおいて所定期間の間前記ディスプレイ上で移動する前記物体の速度を設定することと、
前記目標物の数、前記一連のコア試行のそれぞれの前記所定期間、および各所定期間の後の前記被験者による前記一連のコア試行にわたる前記目標物の前記識別結果の正確さに基づいて、前記被験者の前記知覚認知シグネチャを決定することと
を行うように構成される、システム。
【請求項２】
前記被験者の前記知覚認知シグネチャが、前記被験者の注意能力のレベルを定める、請求項1に記載のシステム。
【請求項３】
コア試行が、
前記ディスプレイ上に位置する前記物体の提示と、
前記1つまたは複数の目標物の視覚的識別子の提示と、
前記1つまたは複数の目標物の前記視覚的識別子の消去と、
前記所定期間の間の前記ディスプレイ上の前記物体の移動と、
前記1つまたは複数の目標物の前記識別結果の受信と、
前記被験者に対する前記1つまたは複数の目標物の前記識別結果の前記正確さのフィードバックの提供と、
前記1つまたは複数の目標物の前記識別結果の前記正確さに応じた前記物体の前記速度の増加または減少と
によって定められる、請求項1または2に記載のシステム。
【請求項４】
前記コントローラが、
所与の数の目標物を有する所与のコア試行で前記一連のコア試行を開始することであって、前記物体が前記所与のコア試行で所与の速度で移動する、ことと、
前記1つまたは複数の目標物の前記識別結果が正しい場合に、前記一連のコア試行の過程で複数の段階にわたって前記物体の前記所与の速度を増加させることと、
前記一連のコア試行の前記所与の速度が合格速度閾値に達した場合に、後続する一連のコア試行のための目標物の前記所与の数を超えるように後続の目標物の数を増加させることと、
前記所与のコア試行の前記所与の速度が前記合格速度閾値に到達できなかった場合に、後続する一連のコア試行を迂回することと
を行うようにさらに構成される、請求項1から3のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
最後の一連のコア試行における目標物の最終的な数が4つである、請求項4に記載のシステム。
【請求項６】
前記一連のコア試行が、選択的注意力テスト系列の一部であり、
前記選択的注意力テスト系列には、持続的注意力テスト系列が続き、
前記持続的注意力テスト系列には、持久的注意力テスト系列が続く、請求項1から5のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記コントローラが、
合格速度閾値よりも高い成功速度閾値に速度が達した前記選択的注意力テスト系列の前記物体の速度および前記目標物の数に応じて、前記持続的注意力テスト系列のための前記物体の速度および前記目標物の数を設定することと、
前記持続的注意力テスト系列のために設定された前記物体の前記速度および前記目標物の前記数を使用して所定の回数の繰り返しを実行し、前回の繰り返しで定められた数の目標物が正しく識別された場合には、次回の繰り返しの期間が延長され、前回の繰り返しで定められた数の目標物が正しく識別されなかった場合には、次回の繰り返しの期間が短縮されることと、
最後の5回の繰り返し期間の平均を計算することと
を行うようにさらに構成される、請求項6に記載のシステム。
【請求項８】
前記繰り返しの所定の回数が50回である、請求項7に記載のシステム。
【請求項９】
前記コントローラが、
前記1つまたは複数の目標物の前記識別結果が正しかった3回のコア試行における前記物体の速度および前記目標物の数に応じてコア試行のベースラインを決定することと、
前記コア試行のベースラインを前記持久的注意力テスト系列に使用することと、
終了基準が満たされたときに前記持久的注意力テスト系列を終了することであって、前記終了基準が、ある数の直近の連続する試行内でのある数の失敗した試行として定められる、ことと
を行うようにさらに構成される、請求項6から8のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記終了基準が、前記被験者が直近の連続的な試行3回のうち3回失敗、4回のうち4回失敗、5回のうち5回失敗、6回のうち5回失敗、7回のうち5回失敗、または8回のうち7回失敗することと定められる、請求項9に記載のシステム。
【請求項１１】
前記コントローラに動作可能に接続され、前記一連のコア試行のパラメータを受信するように構成された入力インタフェースと、
前記コントローラに動作可能に接続され、前記被験者の前記知覚認知シグネチャを出力するように構成された出力インタフェースと
を備える、請求項1から10のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
3次元ディスプレイを備える、請求項1から11のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
完全没入型仮想環境を備える、請求項1から11のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１４】
ヘッドマウントディスプレイを備える、請求項1から11のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１５】
被験者の知覚認知シグネチャを決定するための方法であって、
一連のコア試行のそれぞれにおいて所定期間の間ディスプレイ上で移動する複数の物体の速度を設定するステップと、
前記複数の物体のうちの1つまたは複数の目標物の数を指定するステップと、
前記複数の物体のうちの前記1つまたは複数の目標物の識別結果を前記被験者から受信するステップと、
前記目標物の数、前記物体の前記速度、前記一連のコア試行のそれぞれの前記所定期間、および各所定期間の後の前記被験者による前記一連のコア試行にわたる前記目標物の前記識別結果の正確さに基づいて、前記被験者の前記知覚認知シグネチャを決定するステップと
を含む方法。
【請求項１６】
前記被験者の前記知覚認知シグネチャが、前記被験者の注意能力のレベルを定める、請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
コア試行が、
前記ディスプレイ上に位置する前記物体の提示と、
前記1つまたは複数の目標物の視覚的識別子の提示と、
前記1つまたは複数の目標物の前記視覚的識別子の消去と、
前記所定期間の間の前記ディスプレイ上の前記物体の移動と、
前記1つまたは複数の目標物の前記識別結果の受信と、
前記被験者に対する前記1つまたは複数の目標物の前記識別結果の前記正確さのフィードバックの提供と、
前記1つまたは複数の目標物の前記識別結果の前記正確さに応じた前記物体の前記速度の増加または減少と
によって定められる、請求項15または16に記載の方法。
【請求項１８】
所与の数の目標物を有する所与のコア試行で前記一連のコア試行を開始するステップであって、前記物体が前記所与のコア試行で所与の速度で移動する、ステップと、
前記1つまたは複数の目標物の前記識別結果が正しい場合に、前記一連のコア試行の過程で複数の段階にわたって前記物体の前記所与の速度を増加させるステップと、
前記一連のコア試行の前記所与の速度が合格速度閾値に達した場合に、後続する一連のコア試行のための目標物の前記所与の数を超えるように後続の目標物の数を増加させるステップと、
前記所与のコア試行の前記所与の速度が前記合格速度閾値に到達できなかった場合に、後続する一連のコア試行を迂回するステップと
を含む、請求項15から17のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
最後の一連のコア試行における目標物の最終的な数が4つである、請求項18に記載の方法。
【請求項２０】
前記一連のコア試行が、選択的注意力テスト系列の一部であり、
前記選択的注意力テスト系列には、持続的注意力テスト系列が続き、
前記持続的注意力テスト系列には、持久的注意力テスト系列が続く、請求項15から19のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
合格速度閾値よりも高い成功速度閾値に速度が達した前記選択的注意力テスト系列の前記物体の速度および前記目標物の数に応じて、前記持続的注意力テスト系列のための前記物体の速度および前記目標物の数を設定するステップと、
前記持続的注意力テスト系列のために設定された前記物体の前記速度および前記目標物の前記数を使用して所定の回数の繰り返しを実行し、前回の繰り返しで定められた数の目標物が正しく識別された場合には、次回の繰り返しの期間が延長され、前回の繰り返しで定められた数の目標物が正しく識別されなかった場合には、次回の繰り返しの期間が短縮されるステップと、
最後の5回の繰り返し期間の平均を計算するステップと
を含む、請求項20に記載の方法。
【請求項２２】
前記繰り返しの所定の回数が50回である、請求項21に記載の方法。
【請求項２３】
前記1つまたは複数の目標物の前記識別結果が正しかった3回のコア試行における前記物体の速度および前記目標物の数に応じてコア試行のベースラインを決定するステップと、
前記コア試行のベースラインを前記持久的注意力テスト系列に使用するステップと、
終了基準が満たされたときに前記持久的注意力テスト系列を終了するステップであって、前記終了基準が、ある数の直近の連続する試行内でのある数の失敗した試行として定められる、ステップと
を含む、請求項20から22のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記終了基準が、前記被験者が直近の連続的な試行3回のうち3回失敗、4回のうち4回失敗、5回のうち5回失敗、6回のうち5回失敗、7回のうち5回失敗、または8回のうち7回失敗することと定められる、請求項23に記載の方法。
【請求項２５】
前記一連のコア試行のパラメータを受信するステップと、
前記被験者の前記知覚認知シグネチャを出力するステップと
を含む、請求項15から24のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
3次元ディスプレイ上に前記移動する物体を表示するステップを含む、請求項15から25のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
完全没入型仮想環境内に前記移動する物体を表示するステップを含む、請求項15から25のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
ヘッドマウントディスプレイを使用して前記移動する物体を表示するステップを含む、請求項15から25のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、被験者の知覚認知能力の分野に関する。より具体的には、本開示は、被験者の知覚認知シグネチャを決定するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
運動選手の脳にとって競技中の最も難しい作業の1つは、移動する複雑なパターンを知覚および統合しながら、注意に関する資源を動的な光景の中の様々な重要領域に割り当てることである。運動選手は、小さな領域に留まることなく、変化する視野領域に情報を統合する必要がある。さらに、競技者および、ボールまたはホッケーパックなどの競技用物体の動きは極めて速く変動的であり得る。例えば、ボールまたはホッケーパックはスピードおよび方向を突然変える可能性がある。また、これらの要素の軌道経路は予測不可能で、方向および形状が突然変化し、ある物体が他の物体への視界を遮ったり、視界から消えたりするなどの多数の遮蔽および分断がある。スポーツのレベルが向上するにつれて、これらの精神的作業を行うために必要な敏捷性もまた上昇する。基本的な心理的能力および努力に関わらず、運動選手に要求される知覚認知処理の複雑さと速度の組合せは、運動選手が上位レベルに進み、そこで十分に活躍するかどうかの主要な決定要因の1つになる可能性がある。
【０００３】
別の試みの分野では、高齢者またはトラウマを負う人が、知覚認知能力に影響する認知障害をもつことがある。この認知障害によって、例えば、自動車の運転または雑踏での歩行などの日常作業を行うための彼らの能力が損なわれることがある。
【０００４】
2010年4月8日に公開され、その開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、FaubertとTinjustに対するPCT公開公報WO2010/037222 A1(特許文献1)(以下「Faubert'2010」)に、被験者の知覚認知能力を評価、訓練、および改善するための方法および装置について記載されている。Faubert'2010の教示は、運動選手ならびに認知障害を負うあらゆる人に適用することができる。
【０００５】
Faubert'2010には、テストの被験者による追跡および認識のために、ディスプレイ上で移動する目標物の数および速度を含む、様々なパラメータが記載されている。当然ながら、これらのパラメータは、特定の被験者の特性によって、および訓練遂行時の被験者の上達度によって大きく変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０３７２２２号
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】"Demonstrations of decreased sensitivity to complex motion information not enough to propose autism-specific neural etiology"，Bertone A., Faubert J.，Journal of Autism and Developmental Disorders，Vol.36，No.1，January 2006，pages 55-64
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、被験者の知覚認知訓練の必要に応じてパラメータを最適に設定するために、被験者の知覚認知シグネチャを決定するためのシステムおよび方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示によれば、被験者の知覚認知シグネチャを決定するためのシステムが提供される。このシステムは、ディスプレイ、インタフェース、およびコントローラを備える。ディスプレイは、複数の物体を表示する。インタフェースは、被験者から、表示された複数の物体のうちの1つまたは複数の目標物の識別結果を受信する。コントローラは、目標物の数を指定し、一連のコア試行のそれぞれの所定期間中にディスプレイ上で移動する物体の速度を設定し、被験者の知覚認知シグネチャを決定する。シグネチャは、目標物の数、一連のコア試行のそれぞれの所定期間、および、各所定期間の後の、一連のコア試行にわたる被験者による目標物の識別結果の正確さによって決定される。
【００１０】
本開示によれば、被験者の知覚認知シグネチャを決定するための方法が提供される。所定の期間中にディスプレイ上で移動する複数の物体の速度が、一連のコア試行のそれぞれにおいて設定される。複数の物体のうちの1つまたは複数の目標物の数が指定される。被験者から、複数の物体のうちの1つまたは複数の目標物の識別結果が受信される。被験者の知覚認知シグネチャが、目標物の数、物体の速度、一連のコア試行のそれぞれの所定期間、および各所定期間の後の、一連のコア試行にわたる被験者による目標物の識別結果の正確さによって決定される。
【００１１】
前述およびその他の特徴は、下記の、それらの特徴の説明的実施形態の非制限的な記述を読めばより明らかになり、その記述は添付図面を参照しながら説明のみを目的として提供される。図面の様々な図形において、同様の番号は同様の機能を表す。
【００１２】
本開示の実施形態について、添付図面を参照しながら例示のみを目的として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】被験者の知覚認知シグネチャを決定するためのシステムのブロック線図である。
【図２】知覚認知コア試行の例における5つのフェーズを示す図である。
【図３】完全没入型仮想環境を備える図1のシステム例の斜視図である。
【図４】図3の環境内の被験者の位置を示す斜視図である。
【図５】知覚認知評価プロセスの全体図である。
【図６】選択的注意力テスト手順のシーケンス線図である。
【図７】図6の選択的注意力テスト手順のコア試行の詳細を示すシーケンス線図である。
【図８】図6の選択的注意力テスト手順を行ったときに取得される一連の速度閾値の例を示す図である。
【図９】持続的注意力テスト手順の試行の詳細を示すシーケンス線図である。
【図１０】持久的注意力テスト手順のシーケンス線図である。
【図１１】複数の試行にわたってテストされた速度値の相関関係を示す一連のグラフである。
【図１２】複数の試行にわたって正しく認識された目標物の平均数を示す一連のグラフである。
【図１３】複数の試行にわたる正しい試行の割合を示す一連のグラフである。
【図１４】複数の試行にわたる速度の差を示す一連のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本開示の様々な態様は全体として、被験者の知覚認知訓練の必要に応じて最適にパラメータを設定することに関する問題の1つまたは複数に対処する。
【００１５】
本開示は、知覚認知シグネチャを決定するためのシステムを紹介する。このシステムは非限定的に、Faubert'2010で紹介されたシステムの増強版を使用することができる。
【００１６】
被験者の知覚認知シグネチャは、被験者の成績の特徴パターンとして記述することができる。シグネチャは、被験者の注意能力のレベルを定めることを目的として、様々な刺激に対する被験者の感受性を測定することによって決定されてもよい。知覚認知シグネチャの概念は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、"Demonstrations of decreased sensitivity to complex motion information not enough to propose autism-specific neural etiology"，Bertone A., Faubert J.，Journal of Autism and Developmental Disorders，Vol.36，No.1，January 2006，pages 55-64(非特許文献1)に、より詳細に記載されている。
【００１７】
知覚認知シグネチャを決定するためのシステムはコア試行を規定し、コア試行は、例えば、8秒間に移動する4つの妨害物の間にある4つの目標物を被験者によって追跡し、それを連続して20回試行することを伴う。速度閾値の測定プロセスによって、被験者の知覚認知の成績を微細な粒度の尺度で高精度に評価することができる。このプロセスに準拠する速度閾値は、無次元の相対値である。
【００１８】
このシステムは高水準の精神的資源を引き出すので、コア試行を行う能力は被験者の間で大きく異なる。例えば、注意力に影響する認知障害をもつ高齢者では、標準のコア試行で得られる速度閾値は一般的に0.5未満となるが、精鋭運動選手は概して1.5と3.0の間の速度閾値を得点する。
【００１９】
速度閾値スペクトルの低域に位置する被験者は、被験者の認知レベルに対して難しすぎるパラメータを使用してコア試行が定められたために速度閾値の測定に不確実性が生じた場合には、2次最適化された条件付けを受けることもできる。この問題を克服するために、知覚認知シグネチャを決定するための本システムは、2つの基本的パラメータを使用し、そのパラメータを修正して、人間の成績スペクトラム全体にわたりコア試行の難度を予測的に調整することができる。第1の変数は、被験者が追跡すべき目標の数である。第2のパラメータは、コア試行の期間である。この2つのパラメータを変更することによって、特定の被験者の訓練の必要性にコア試行を合わせることができ、測定の信頼性が確保される。
【００２０】
従来、コア試行パラメータの設定の正しい調整は、適切な速度閾値が達成されるまで、複数のセッションにわたってパラメータを推測し、テストし、主観的にリセットする経験的手法に依存していた。
【００２１】
本システムは、あらゆる被験者の知覚認知訓練に対して最適なパラメータ設定を決定するための解決策を提供する。加えて、このシステムによって、特定の注意特性を識別することが可能になる。
【００２２】
システム
ここで図面を参照すると、図1は、被験者の知覚認知シグネチャを決定するためのシステムのブロック線図である。図1のシステム10は、Faubert'2010のシステムに比較して簡略化されているが、それでも被験者の知覚認知シグネチャの決定を支援するためには十分である。システム10は、ディスプレイ12、被験者インタフェース14、およびコントローラ16を備えており、また、入力インタフェース18および出力インタフェース20を備えてもよい。コントローラ16は、ディスプレイ12、被験者インタフェース14、ならびに存在する場合には入力および出力インタフェース18、20に動作可能に接続されている。ディスプレイ12は、2次元ディスプレイまたは3次元(3D)ディスプレイから構成されてもよい。
【００２３】
コントローラ16は、ディスプレイ12に動作可能に接続され、複数の物体22の数を制御し、ディスプレイ12上を移動する複数の物体22の速度を設定する。コントローラ16はまた、物体22のうち、被験者によって追跡される目標物の数も指定する。コントローラ16は、一連のコア試行のそれぞれの所定期間の間、物体22がディスプレイ12上で確実に移動するようにする。被験者インタフェース14は、所与のコア試行の最後に複数の物体22のうちの1つまたは複数の目標物の識別結果を被験者から受け取り、その識別結果をコントローラ16に提供する。被験者が目標物を識別するために使用できる被験者インタフェース14の非限定的な例には、実物のキーボード、仮想キーボード、マウスなどのポインタ装置、音声認識システム、被験者に装着された、モーションセンサおよび/または位置センサを含む1つまたは複数のセンサなどが含まれてもよい。コントローラ16は、目標物の数、物体22の速度、一連のコア試行のそれぞれの期間、および各所定期間の後の、一連のコア試行にわたる被験者による目標物の識別結果の正確さに基づいて、知覚認知シグネチャを決定する。識別結果の正確さは、起こり得る正確な識別結果の総数に対する、正確な識別結果の割合または正確な識別結果の比率として表現されてもよい。被験者の知覚認知シグネチャは、被験者の注意能力のレベルを定める。
【００２４】
入力インタフェース18が存在する場合は、コントローラ16に一連のコア試行のパラメータを提供するために使用される。出力インタフェース20が存在する場合は、コントローラ16によって判断されたとおりの被験者の知覚認知シグネチャを出力するために使用される。また、コントローラ16が、収集された値(目標物の数、物体22の速度、一連のコア試行のそれぞれの期間、および識別結果の正確さ)を、被験者の知覚認知シグネチャを決定するため、また、その他の考え得る収集された値の処理のために、出力インタフェースを通して外部および/または遠隔のコンピュータに提供し、最終的には通信リンクを通して提供することもまた、本開示の範囲内にある。
【００２５】
図2は、知覚認知コア試行の一例における5つのフェーズを示す。図1の前述の説明で紹介した物体22が、4つの目標物24(球体)および、それを取り囲む、追跡する必要はないが妨害物26として働く4つの別の球体として示されている。画面2aは、ディスプレイ上にランダムに配置された、目標物24および妨害物26を含む8つの物体22(球体)を示し、例えば、ディスプレイに3D機能がある場合は仮想立体空間内に表示される。画面2bは、4つの特定の目標物24の視覚的識別子を示し、ここで目標物はコア試行の過程で追跡される球体である。視覚的識別子は短時間、例えば1秒間だけ表示される。画面2cは、識別子が消去され、すべての球体が、例えば動的に相互作用しながら所定の期間中、移動する様子を示す。移動している間、球体は衝突することがあり、その結果、方向を突然変える可能性がある。あるいは、球体が他の球体と重なることもあり、一時的にその球体を遮蔽して見えなくする可能性がある。画面2dで、被験者は追跡していた4つの目標物24を識別する。最後に画面2eで、追跡する必要のあった4つの目標物24を識別することによって、被験者にフィードバックが与えられる。図2の各画面は、被験者による正確な識別結果を示す。被験者が4つの球体をすべて正しく識別した場合は、移動の速度を上げてコア試行を繰り返してもよい。一方で、被験者が4つの球体のすべてを正しく識別しなかった場合は、移動の速度を下げてコア試行を繰り返してもよい。このように、下記に定める速度階段の手順に従ってコア試行の中のプロセスを繰り返して、最終的には速度閾値を確定することができる。
【００２６】
図2に示す例では、妨害物26の数が目標物24の数と等しい。特定の実現例においては、コントローラ16は、ディスプレイ12が妨害物26および目標物24の数を図2に示されるものより多く、または少なく表示するように制御してもよい。加えて、妨害物26の数は目標物24の数より多くても少なくてもよい。図2は説明の目的で8つの物体22を示すが、本開示を制限するものではない。
【００２７】
図1に戻ると、ディスプレイ12は、3Dディスプレイまたはヘッドマウントディスプレイ(Head-Mounted Display，HMD)として実現することができる。システム10の変形例では、代替として完全没入型仮想環境が組み込まれてもよい。図3は、完全没入型仮想環境を備える図1のシステム例の斜視図である。図4は、図3の環境内での被験者の位置を示す斜視図である。図3および図4の完全没入型仮想環境はFaubert'2010で紹介されており、図1のシステムに組み込むことができる。図3および図4を同時に参照すると、図1のディスプレイ12は完全没入型仮想環境(Fully Immersive Virtual Environment，FIVE)室101(図3)に置き換わり、この中で被験者は所与の3次元環境に完全に没入し、刺激が提示される。FIVE室101は、例えば8×8×8フィートのサイズで、4つの投影面(3つの壁102、103および104、ならびに床105)を備える。ディスプレイは4つの投影面(3つの壁102、103および104、ならびに床105)に立体像を表示して所与の3D環境を形成し、そこに仮想物体が提示される。その目的のために、ディスプレイは、プロジェクタ106、107、108および109、ならびに関連する平面リフレクタ110、111、112および113をそれぞれ備え、例えばコンピュータ(図示せず)の形態のディスプレイコントローラの制御下で、4つの投影面(3つの壁102、103および104、ならびに床105)に画像を投影および表示する。被験者を115に示すように座らせるために、FIVE室101(図4)のほぼ中心位置に眼科用の椅子106が置かれる。
【００２８】
注意力テストの系列
図1のシステムは、図3および図4の環境を含む可能性があり、選択的注意、持続的注意、および持久的注意の3タイプの注意力テスト系列の組をサポートする。コア試行には特殊パラメータのいくつかのバリエーションがあり、それらは知覚認知に関する特定の要求を強調し、注意の遂行および一定の神経生物学的変性に統合される様式において互いに異なっている。
【００２９】
被験者の完全な評価を終了するには約30分を要する。テスト要素は6つあり、これには選択的注意力テスト系列のために4つ、持続的注意力テスト系列のために1つ、および持久的注意力テスト系列のために1つの要素が含まれる。各テスト要素では進行式のプロファイリングを行い、各テスト要素の結果によって、次にどのテストを使用するかが決定されるか、またはテストの基本的なパラメータが設定される。例えば、選択的注意力テスト系列が、持続的注意力テスト系列に設定される目標物の速度および数を決定する。
【００３０】
3タイプのテスト系列のそれぞれの結果によって、選択的注意、持続的注意、および持久的注意に特有の測定値が得られる。これらの得点の相互の差異によって、個別の注意特性について各被験者の知覚認知シグネチャが得られる。これらの注意特性は実世界の認知能力および神経生物学的障害に大きく関連すると予想される。例えば、注意欠陥多動性障害をもつ小児は、選択的注意力が低く、持続的注意力が非常に低く、持久的注意は正常である可能性が高い。
【００３１】
被験者の知覚認知シグネチャを決定することは、例えば選択的注意力テスト系列のセッションを追加して選択的注意力の弱点の克服を早めるなど、被験者の弱点であるタイプの注意力の条件付けをさらに強化する特別な訓練セッションを設定するときにも役立つ。
【００３２】
評価の結果をプロファイルとして使用して、評価の中のテスト要素のパラメータおよび条件を決定し、被験者の注意に関する必要を特異的に満たすことによって長期的な訓練プログラムの設定を最適化することができる。この結果はまた、様々な神経生物学的条件に直接関連することのある注意能力のシグネチャを明らかにすることができる。
【００３３】
例えば3Dの複数物体追跡(Multiple Object Tracking，MOT)を伴う一連のコア試行および、パラメータが変化する単一ボールの追跡テストを使用して、「選択的注意力」、「持続的注意力」および「持久的注意力」の3つの専用テストを通して3タイプの注意力が累進的に評価される。次に、テストフェーズのそれそれで、特定の注意能力に関する知覚認知属性を強化することができる。訓練プログラム全体で定期的に再評価を行うことにより、進化する訓練の要求に適応するために使用することもできる。
【００３４】
被験者の知覚認知シグネチャおよび訓練プログラムは、30分以内の評価で明らかになる。特定の被験者に合わせた手法によって、その被験者の知覚認知能力における特異的な向上が促進される。他の評価と併せて、この結果は、特定の注意力に関する障害の判断および発見の支援になることもある。
【００３５】
図5は、知覚認知評価プロセスの全体図である。知覚認知評価プロセス200は、コントローラ16の管理下でシステム10によって行われる。プロセス200は複数の操作を含み、それらは様々な順序で行ってもよく、操作のいくつかを同時に行うこともでき、また、操作のいくつかは任意選択である。プロセス200は、4つまでの選択的注意力テスト系列210、220、230および240、休憩250、持続的注意力テスト系列260、ならびに持久的注意力テスト系列270を含む。各テスト系列において、ディスプレイ12上で移動する物体22の速度変化をコントローラ16が調節する。本明細書で前述したとおり、速度値および速度閾値は無次元の相対的な観点から表現される。後の図に、各タイプの注意力テスト系列の操作の詳細を示す。
【００３６】
選択的注意力テスト系列210は追跡対象の1つの単独目標物を有し、それが被験者に対してディスプレイ12上に表示される。被験者の能力が非常に高く、4より高い速度で目標物の正確な識別結果が得られたときは、選択的注意力テスト系列210は直ちに中止され、プロセスは選択的注意力テスト系列220に進む。それ以外の場合は、選択的注意力テスト系列210のすべてのコア試行が実行されてから、選択的注意力テスト系列220にプロセスが進む。選択的注意力テスト系列220、230および240は、被験者に対してディスプレイ12上に表示された2つ、3つ、および4つの目標物をそれぞれ使用する。選択的注意力テスト系列220または230のいずれでも、被験者が4より高い速度で目標物の正確な識別結果を提供したときは、そのテスト系列の実行は中止され、プロセスは次のテスト系列に進む。被験者が合格速度閾値0.4を満たすことができないときは、プロセスは直ちに休憩250に進む。そうではなく、被験者が合格速度閾値0.4を超える一定の速度を達成したときは、プロセスは、あるテスト系列から次のテスト系列に進む。最後に成功したテスト系列に続いて、少なくとも3分間継続する休憩250があり、その後、所与の数の目標物(1つから4つの間の目標物)について被験者が取得した速度値を含むパラメータを使用して、持続的注意力テスト系列260のためのプロファイルが決定される。
【００３７】
選択的注意力および持続的注意力のテスト系列の結果を操作265で使用して、個人用コア訓練プログラムを設定するためのプロファイルが決定される。コアベースラインを使用して、持久的注意力テスト系列270のパラメータを設定するためのプロファイルが決定される。コアベースラインは、1つまたは複数の目標物が正確に識別された3回のコアセッションに基づく。選択的、持続的、および持久的注意力テスト系列の結果から、選択的プロファイル、持続的プロファイルおよび持久的プロファイルを含む知覚認知シグネチャ280が取得される。再評価290を使用して、被験者の知覚認知的向上に従って被験者の訓練プログラムを適応させ、新しいシグネチャを経時的に取得することができる。
【００３８】
選択的注意力テスト手順
選択的注意力テスト手順の目的は、動的な注意力または注意力分配の要求がほとんどない、ごく低いレベルの追跡から、より多くの目標物に向けて、選択的注意の困難さを増しながら進むことによって、集中的に選択的注意能力を測定することである。この手順は、持続的注意の要求を最小限に抑えるために、例えば6秒間などの短い所定期間の物体の移動を使用する。異なった数の目標物についてテストを行うことにより、選択的注意力を様々なレベルで被験者の成績に対して比較的に測定することができる。
【００３９】
目標物の数の漸進的な変化は、被験者のコア訓練プログラムに適した目標物の数を決定することに直接関連する。
【００４０】
ある被験者の選択的注意力テスト系列200または230の速度閾値の結果が合格速度閾値0.4よりも低い場合は、次の選択的注意力テスト系列230または240への移行は試みられない。その理由は、被験者は追跡対象の目標物の数に関して、その人の最大能力にすでに達しているからである。選択的注意力テスト系列210、220または230のいずれか1つで4を超える試行速度が達成されている場合は現在のテスト系列は終了し、プロセスは、目標物を1つ追加して次の選択的注意力テスト系列に進む。しかし、次の選択的注意力テスト系列で被験者が合格速度閾値未満の得点を得た場合には、前回の結果が速度4を超えたという事実に関わらず、プロセスは前のテスト系列に戻る。
【００４１】
選択的注意力テスト系列210から選択的注意力テスト系列220に進むために必要な最低速度閾値はない。その理由は、単一の物体の追跡は、複数の物体の追跡とは大きく異なる精神的資源を引き出すからである。実際、選択的注意力テスト系列210で得られる結果は(目標物が2つ、3つ、および4つのときに得られる成績の間での比較とは異なり)、複数物体追跡の成績の安定した指標にならないことがある。よって、選択的注意力テスト系列210の結果は、例えば、中心視覚追跡に関する問題を特定することによって、または一定の運動追跡の欠如が複数物体の追跡に特有のものではないことを確認することによって、知覚認知シグネチャに対する特殊な情報に寄与し得る。
【００４２】
図6は、選択的注意力テスト手順のシーケンス線図である。図7は、図6の選択的注意力テスト手順のコア試行の詳細を示すシーケンス線図である。図6は、良好だが例外的ではない知覚認知能力を有する被験者が、選択的注意力テスト系列210、220、230および240の中で、各テスト系列において少なくとも合格速度閾値を満たして1つのテスト系列から次のテスト系列に進む、典型的なシーケンスを示す。図7のコア試行300は、選択的注意力テスト系列210、220、230および240のいずれにも適用可能な操作の詳細を示す。コア試行300は複数の操作を含み、それらは様々な順序で行ってもよく、操作のいくつかを同時に行うこともでき、また、操作のいくつかは任意選択である。
【００４３】
コア試行300は、第1の試行305を、速度を0.3に設定して定めることによって開始する。この速度は、知覚認知能力が非常に低い被験者に適応するように定められている。正答には、すべての目標物を正確に識別することが必要である。それ以外の応答はすべて誤答と見なされる。被験者がコア試行300で1つまたは複数の目標物(すなわち、現在のコア試行300が選択的注意力テスト系列210、220、230または240のいずれの一部であるかどうかに応じて1つから4つの間の目標物)を正しく識別することに失敗すると、第2の試行310が同じ速度で試みられる。第2の試行310に失敗すると、第3の試行320が同じ速度で試みられる。第3の試行に失敗すると、下記に説明する階段手順325でコア試行300が終了する。第1、第2、または第3の試行305、310または320のいずれかに成功すると、コア試行300は操作330に進み、ここでは、ある最終的な速度レベルで試行が失敗するまで、連続する試行のそれぞれで現在の速度に0.5を加算することによって段階的に速度が引き上げられる。このような比較的大きな速度ステップ(0.5)が選択されるのは、優れた能力をもつ被験者が実際の速度閾値に早く到達できるようにするためである。操作330の失敗した試行に続いて、再試行335が最終的な速度レベルで試みられる。被験者が再試行335に失敗すると、コア試行300は階段手順340で終了する。被験者が再試行335に無事合格すると、コア試行300は操作345に進み、ここで再び、ある最終的な速度レベルで試行が失敗するまで、連続する試行のそれぞれで現在の速度に0.5を加算することによって段階的に速度が引き上げられる。次にコア試行300は階段手順350で終了する。
【００４４】
階段手順325、340および350を行うために、コントローラ16は適応的なプロトコルを使用して、ディスプレイ12上で移動する物体22の速度を変化させる(増加または減少させる)。コントローラ16は、連続する試行への被験者の応答の正確さに関連させて、1つの試行と他方の試行との間で物体22の速度を調節する。階段状の速度変化は、4回の反転(反転は、増加方向から減少方向に転換すること、または減少方向から増加方向に転換することと定義される)を使用して設定することができ、または、1回目の失敗が速度0.5のときであった場合には3回の反転を使用することができる。例えば、2回目の反転の前には、物体22の速度は試行ごとに+0.5だけ上げられる(正答)か、または下げられる(誤答)。2回目の反転から4回目の反転までの間は、物体22の速度は試行ごとに26%だけ上げられる(正答)か、または下げられる(誤答)。階段手順は20回の試行の後に終了し、続いて特定のコア試行300のためにその被験者のための最終的な速度閾値が決定される。階段手順325、340および350は、主に被験者が達成した初期の速度閾値の点において互いに異なる。
【００４５】
持続的注意力テスト手順
持続的注意力テスト手順の目的は、被験者にとって適度な難度の追跡のレベルを設定し、次に被験者の持続的追跡の速度閾値に見合う期間を見つけることである。加えて、ある固定速度に関する持続的注意力テスト全体を通して正しく識別された目標物の総数について、被験者の成績が測定される。下記に説明する過負荷の式を使用して、この測定値は適切なコア速度閾値に変換される。これにより、選択的注意力テスト系列と持続的注意力テスト系列との間で基本的な成績比較が可能になる。
【００４６】
持続的注意力テスト系列では、例えば下記のパラメータを使用してもよい。
【００４７】
すべての試行について固定された所定速度での20回の試行。
【００４８】
所定数の目標物。
【００４９】
試行の成否によって変化する試行時間の長さ。
【００５０】
被験者が上達して成功速度閾値を達成した選択的注意力テスト系列から、目標物の数が決定される。成功速度閾値は、合格速度閾値よりも高く、例えば0.7に設定される。被験者が目標物の数については上達したが成功速度閾値を達成できなかった場合には、前回の選択的注意力テスト系列の目標物の数が使用される。換言すれば、次の選択的注意力テスト系列に進むには合格速度閾値を満たす(例えば、速度0.5に達し、よって合格速度閾値0.4を超える)必要があるが、持続的注意力テスト系列のパラメータを設定するには成功速度閾値(例えば0.7)を満たす必要がある。速度は、目標物の数が導かれた選択的注意力テスト系列と同じテスト系列で達成された速度閾値の値に基づいて設定され、テスト間での上達に適応するように最大10%の増加によって修正されてもよい。
【００５１】
図8は、図6の選択的注意力テスト手順の実行時に得られる一連の速度閾値の例を示す。この例では、被験者は、4つの目標物にまで上達し、選択的注意力テスト系列210、220、230および240のすべてで合格速度閾値0.4を超えた。しかし、被験者は、最後の選択的注意力テスト系列240で成功速度閾値0.7を満たすことができなかった。その結果、持続的注意力テスト系列260ではパラメータとして3つの目標物および、1.1に設定された固定速度を使用する。この速度は、選択的注意力テスト系列230で被験者が達した速度閾値である。
【００５２】
知覚認知シグネチャ特性の特定およびプロファイリングの目的のために、持続的注意力テスト手順で得られた結果によって被験者間で持続的注意力のレベルを区別することができる。また、この結果を使用して、コア訓練プログラムに使用される最適な試行時間の期間を決定することもできる。
【００５３】
図9は、持続的注意力テスト手順の試行の詳細を示すシーケンス線図である。図9の試行400は、持続的注意力テスト系列260に適用可能な操作の詳細を示す。試行400は複数の操作を含み、それらは様々な順序で行ってもよく、操作のいくつかを同時に行うこともでき、また、操作のいくつかは任意選択である。試行400は第1の試行405で開始し、その期間は4秒間である。被験者が第1の試行405に失敗すると次の試行410が行われ、被験者が持続的注意力テスト手順に定められた1つまたは複数の目標物を正しく識別するまで、連続した試行の各回で期間が1秒ずつ減らされるが、試行期間は1秒未満には減らされない。被験者が第1の試行405に成功すると、次の試行415が行われ、被験者が失敗するまで、連続する試行の各回で期間が1秒ずつ増やされる。試行410の成功または試行415の失敗に続いて、操作420が同じ速度で最後の試行を繰り返す。操作420の試行の成否に応じて、試行400は次の試行の期間を1秒だけ増やすか減らし、操作415または410に続く。20回の試行が行われたときに、操作430は試行400を終了する。その時点で被験者の試行期間の長さは、その人の持続的注意力の閾値、すなわち最適化された目標物の数および速度で追跡しているときの試行期間の閾値に近くなっている。操作440は、最後の数回の試行の期間を平均すること、例えば最後の5回の試行の期間を平均することによって持続的注意力テストの結果を判断する。任意選択として、操作440は、この平均期間を1秒単位に切り捨ててもよい。
【００５４】
任意選択として、操作430は、連続して6回試行に失敗したときに試行400を終了することができる。この場合、その被験者により適した持続的注意力テスト手順のパラメータ設定を決定するために、選択的注意力テスト手順を再び行ってもよい。
【００５５】
持久的注意力テスト手順
持久的注意力テスト手順によって、ある被験者がコアセッションを終了した直後に所与の速度閾値レベルを維持しながら対処することのできる試行の数量を特定できる。この数量は注意力の衰弱によって決定され、それによって試行の失敗が群発して臨界に達し、テストが終了する。持久的注意力テスト手順の結果は、個人用に固定の追跡速度および目標物の数に関して達成された試行の総数である。
【００５６】
持久的注意力テスト手順が信頼性のある被験者の注意持久力の測定を確実に行うために、この手順は、コアベースラインに基づく固定の速度値を使用する。これを行うために、まず選択的および持続的注意力テスト手順を使用して、目標物の数および試行の期間の最適なコアパラメータに被験者を設定する。次に、最低でも3回のコア訓練セッションの完了によって、確実なベースラインの測定値を決定することができる。
【００５７】
持久的注意力テスト手順の間の追跡時間と非追跡時間との比率を標準化するために、被験者は、各試行を試みて10秒以内に応答を選択するよう要請され、任意選択で、目立たないタイミングバーによるガイドがディスプレイ12に提示される。回答時間が10秒を超えた試行は、テストの合計回答時間と共に記録される。回答時間のデータはまた、注意持久力の分析に使用されてもよい。
【００５８】
被験者は、選択的注意力テスト系列210、220、230および240(または少なくともこれらの系列のうちのいくつか)、持続的注意力テスト系列250、ならびに、最低でも3回のコアセッションを含む訓練プログラムを終了した後に持久的注意力テスト手順に従い、コアセッションの目標物の数および試行期間は選択的および持続的注意力テスト手順の結果によって操作265(図5)で決定される。
【００５９】
図10は持久的注意力テスト手順のシーケンス線図である。図10のシーケンス500は、持久的注意力テスト系列270に適用可能な操作の詳細を示す。シーケンス500で、設定される目標物の数は選択的注意力テストの結果が提供するものと同じである。持久的注意力テスト系列の第1段階510では、標準コアセッションのために操作265で決定されたパラメータを使用し、これには試行期間を8秒に設定した20回の試行が含まれる。続いて、最後の3回のコア速度閾値の平均として定義される被験者のコアベースラインと、持久的注意力テスト系列の第1段階510で取得されたコア速度閾値との平均に設定された固定速度試行を使用して、第2段階520が行われる。しかし、コア速度閾値がコアベースラインの値の30%を下回る場合は、被験者は、少なくとも3分間の休憩を取ってから、もう一度、第1のコアセッションを終了する。この場合、被験者が第2のコアセッションを遂行した後に、この2つのコアセッションの平均が、次に持久的注意力テスト系列の第2段階520の固定速度として使用される。
【００６０】
第2段階520は最大で60回の試行を含む。試行の合計がこの最大回数60回に達した後では、持久的注意力テスト系列の結果には信頼性がないと考えられる。シーケンス500は、試行の失敗が群発して臨界に達すると、操作530で終了する。臨界的群発に達するのは、一定の終了基準が満たされたときである。終了基準は、被験者が、ある数の直近の連続する試行内で、ある数の試行に失敗したときに満たされてもよい。例えば、終了基準は、一定の回数の連続的な試行に失敗したとき、例えば連続的な試行3回のうち3回失敗、4回のうち4回失敗、もしくは5回のうち5回失敗したとき、または、被験者が直近の一連の試行のほとんどに失敗したとき、例えば(失敗回数の最低測定値として)直近の6回の試行のうち任意の5回失敗、7回のうち5回失敗、もしくは8回のうち7回失敗したときに満たされてもよい。終了基準を判断することができる方法のこれらの例は非限定的であり、他の基準も企図され得る。
【００６１】
終了基準が満たされたとき、例えば3/3、4/4、5/5、5/7、6/7または7/8回の試行に失敗すると、テストは操作530で終了して、第2段階520で試みられた試行の総数が最終結果となり、最低得点は5である。持久的注意力テスト手順で使用された固定の物体速度および目標物の数を参照して、さらに最終結果が修正され得る。ただし、試行の回数は被験者自身の注意力に関する速度閾値において達成されたものなので、単独で測定値として適切である。実際、持久的な成績の全体的な概念は、被験者自身の速度閾値に関連して評価が行われる場合に適切であると考えられる。
【００６２】
持久的注意力テスト手順は、単一の目標物を追跡するように設定された被験者には適さないと考えてもよい。その理由は主として、持久的注意力テスト手順は認知的持久力を測定するように設計されており、単一の目標物を追跡する際の中心視覚追跡の要求が、眼筋の疲労によって意図せず影響されることがあるからである。
【００６３】
過負荷の式
過負荷セッションでは、被験者をその被験者のコアベースライン速度閾値より少し高い固定速度で、例えば20もしくは50回、またはそれ以上の一定回数の試行で訓練する。コアセッションと異なり、過負荷セッションは試行の失敗には依存しない。その代わり、過負荷セッションの過程で正しく識別された目標物の総数が基本の過負荷の結果となり、例えば、2に設定された固定速度で、考え得る60個の目標物から45個の目標物が正しく識別されたと表現される。
【００６４】
過負荷の式では過負荷セッションの得点が計算され、この得点は、その被験者のコア速度閾値が正しく決定されていれば、その速度閾値にほぼ等しくなるはずである。過負荷の式は、過負荷セッションの固定速度および目標物数の両方に適応する。例えば、目標物が2つの過負荷セッションでは、固定速度が1.0、1.5、または2.0のいずれに設定されていても、目標物が2つのコアセッションと等しい得点が得られる。
【００６５】
過負荷の式は下記のとおりに得られる。
T=Nx20 (1)
RT=T-TG (2)
TS=TI-TG (3)
TR=TS/RT (4)
過負荷の結果=TRxS+S/OF (5)
【００６６】
ここで、
【００６７】
Tは、過負荷セッションの目標物の総数、すなわち、その過負荷セッションに定められる目標物の数Nにその過負荷セッションごとの試行回数20を乗算したものである。
【００６８】
TGは、統計的分布に基づく純粋な推測から得られる、正しく識別される目標物の平均数(所与の値Nに対する経験的な値)である。
【００６９】
RTは、残りの目標物の数である。
【００７０】
TIは、識別された目標物の数である。
【００７１】
TSは、正しく識別された、推測ではない目標物の数として定められる、成功回数である。
【００７２】
TRは、成功率である。
【００７３】
Sは、過負荷セッション中の物体の速度である。
【００７４】
OFは、過負荷の式を調節するための過負荷係数であり、OFは経験的に設定され、例えば値2(無次元)を有する。
【００７５】
表1は、いくつかの値Nに対するTおよびTGの値をまとめたものである。
【００７６】
【表１】
2017511891.tif 000003
【００７７】
例として、目標物の数Nが3で、物体の速度Sが2に設定された過負荷セッションの過程で被験者が40の目標物を正しく識別した(TI)とする。式(1)〜(5)および表1を適用すると、次の結果が得られる。
T=Nx20=3x20=60 (1')
RT=T-TG=60-22.5=37.5 (2')
TS=Tl-TG=40-22.5=17.5 (3')
TR=TS/RT=17.5/37.5=0.47 (4')
過負荷の結果=TRxS+S/2=0.47x2+2/2=1.9 (5')
【００７８】
上記において、過負荷係数(OL)は2に設定される。よって、その被験者のための過負荷セッションの結果は、無次元値1.9となる。この値によって、その被験者に対してコア速度閾値2が正しく決定されていることが確認される。
【００７９】
式(5)は「過負荷の結果」として定められ、上記では過負荷セッションに適用されると説明されているが、同じ式を持久的注意力テスト系列にも適用することができる。
【００８０】
階段成績基準
階段試行中の、例えば疲労または学習による成績の変化を検出するのに有用な基準が確立される。統計により、一定数の試行について4つの候補基準、すなわち、(1)速度閾値の相関関係、(2)正しく識別された目標物の平均数、(3)合格した試行の平均数、および(4)速度閾値の変化、を推定してきた。階段の機構に起因して、基準(1)および(4)では非正規の分布が得られ、それにより統計的な分析が困難になることが分かる。一方、基準(2)および(3)の両方で、二項分布によって良く適合する分布が得られる。基準(3)を使用すると、6/6または8/9の連続した正しい(または正しくない)試行の切り捨てを使用すれば、両側検定を使用して、統計的に有意な成績の向上(または低下)を検出できることが分かる。片側検定を使用するなら、5/5または7/8の基準で十分である。
【００８１】
学習または疲労のどちらかに起因する速度閾値の変化を検出するためには、まず、既知の分布を使用して信頼性のある測定値を確定する必要がある。ここで、(1)相関関係、(2)正しく識別された目標物の平均数、(3)正答の割合、および(4)速度の変化、の4つの測定値が推定される。最適化するには成績の変化を数回の試行にわたって検出すべきであり、この方法によって成績の変化を素早く検出することができる。このようにして、これらの4つの測定値の成績が一定数の試行にわたり比較される。
【００８２】
複数の試行にわたる速度の相関関係が確立される。正の(または負の)相関は、複数の試行にわたって速度が増加(または減少)することを示す。図11は、複数の試行にわたってテストされた速度値間の相関関係を示す一連のグラフである。図11には、直近20回の試行のうちの最後の2回の試行を省いた18回にわたってテストされた速度値間の相関関係が示されている。このグラフは、インデックスMによって特定され、MはM=20〜3に降順に変化する。M=19〜10として特定される試行では、分布における負のバイアスが、試行を重ねるにつれて速度閾値が減少する傾向にあるということを示し、全体的な成績向上が示される。この成績向上はM=9〜3として特定される試行からは消失するが、起こり得る相関値は含まれる試行の数に依存するようになり、非正規の分布が得られる。
【００８３】
図11は、測定値として相関関係を使用する方法は最適ではないことを示す。その理由は、そのデータが正規性の仮定を破るからである。つまり、階段手法を使用すると、連続する試行のそれぞれのテストを、現在の値より1段階高いか低い値を使って行うように指示される。このように正規性の仮定が破られると、サンプルサイズが小さい場合には相関関係の分布が非正規になる。中程度のサンプルサイズの場合でも、分布には正規性からの明白な逸脱が含まれる。よって、相関関係(および傾斜)の測定値は、この目的のためには破棄される。
【００８４】
サンプリングが実際の速度閾値の近くで行われる限り、成績は一定に保たれるはずである。速度閾値が変化したことを示すために突然の成績の変化を使用することができる。この状況での成績は、正しく識別された目標物の平均数または正しい試行の割合のいずれかとして測定することができる。
【００８５】
図12は、複数回の試行にわたって正しく識別された目標物の平均数を示す一連のグラフである。図12は、M値=20〜3について、前述した図11の説明で紹介した直近20回の試行のうちの18回にわたって正しく識別された目標物の平均数(棒)および、二項分布を使用した予測(円)を示す。階段手法では二項分布によって仮定されるよりも速度閾値に近いところでサンプリングを行うので(急尖的な)小さな中央傾向バイアスが発生する。図13は、複数の試行にわたる正しい試行の割合を示す一連のグラフである。図13は、M値=20〜3について、直近20回の試行のうちの18回にわたる正しい試行の(すなわち、すべての目標物が正しく識別された)割合(棒)および、二項分布を使用した予測(円)を示す。階段手法では二項分布によって仮定されるよりも速度閾値に近いところでサンプリングを行うので(急尖的な)小さな中央傾向バイアスが発生する。
【００８６】
図12および図13の両方を考慮すると、平均成績を測定値として使用することは2つの理由から実現可能である。その理由は、(1)分布が二項分布で非常に良く近似され、二項分布基準を使用した孤立値の検出が簡単になること、および(2)分布はある程度の系統的バイアスを示す(例えば、二項分布に比べて急尖的(ピークが高く、両側が低い))が、その結果の誤差によって成績変化の基準の設定が控えめになるだけである。「正しい試行の割合」の測定値は、「正しく識別された目標物の平均数」の測定値よりも好ましい。その理由は、(1)後者では二項分布の値を近似する必要があるが、前者には階段手法によって定められた値が設定されていること、(2)前者は試行の関数として、速度閾値がどのように変化したかに、より密接に結び付いていること、および(3)前者は直近の試行にわたって対称なので、成績変化の検出もまた対称になることである。
【００８７】
表2は、正答(または誤答)の確率を示す。見出し「2p」の列を、両側検定の望ましいアルファレベルと比較すべきである。見出し「p」の列は片側検定に使用することができる。これらの値は、ファミリーワイズエラー(すなわち、K回の連続試行のセットごとのテストの累積エラー)について補正されていない。前述した急尖的バイアスに起因してこれらの推定が控えめになっているとすれば、これらの未補正の基準は、テストセッションが非常に長くならない限り許容されることが示唆される。片側検定(例えば、集中力の低下に起因する)では、5/5または7/8(例えば、連続する5回の試行が正しくないか、または、少なくと7/8回の連続する試行が正しくない)という基準が許容される。両側検定では、6/6または8/9の連続試行という基準が許容される。
【００８８】
【表２】
2017511891.tif 000004
【００８９】
速度の差を使用する方法は実現不可能である。その理由は、サンプルサイズが小さいか中程度の場合の分布は標準分布であまり良く近似されないので、孤立値の検出が難しくなるからである。図14は、複数の試行にわたる速度の差を示す一連のグラフである。図14には、M値=20〜3について、直近20回の試行のうちの18回にわたる速度差が示される。隣り合う試行の間の差をテストするとき、分布は2つのパターンのうちの1つに従う。(1)速度閾値が奇数回変化する場合は、0にピークがあって両側に分布し、(2)速度閾値が偶数回変化する場合は、両側に1つずつの2つの分布が存在する。多くの(12回以上)の試行にわたって差が計算されると、それにつれて分布は正規分布に近づく。
【００９０】
この、被験者の知覚認知シグネチャを決定するためのシステムおよび方法の記載が説明のみを目的とし、決して制限を課すものではないということが当業者には理解される。本開示の利益を有する当業者は、容易に他の実施形態を思いつく。さらに、本開示のシステムおよび方法は、被験者の知覚認知訓練の必要に応じた最適なパラメータの設定に関する既存の要求および問題に有益な解決策を提供するためにカスタマイズされてもよい。
【００９１】
明確化のために、システムおよび方法の実装の慣例的な特徴のすべては図示および説明されていない。当然ながら、そのようなシステムおよび方法の実際の実装を開発する際に、アプリケーション、システム、およびビジネスに関する制約への準拠などの、開発者の特定の目標を達成するために実装に特定される多数の決定を行う必要がある場合もあり、それらの特定の目標は実装ごとに、また開発者ごとに異なることが理解される。さらに、開発業務は複雑で時間がかかることがあるが、それでも、本開示の利益を有する、被験者の知覚認知能力に関する分野の当業者にとっては、慣例的なエンジニアリング作業の引き受けになることが理解される。
【００９２】
本開示によれば、本明細書に記載の構成要素、処理操作、および/またはデータ構造は様々なタイプのオペレーティングシステム、コンピューティングプラットフォーム、ネットワーク装置、コンピュータプログラム、および/または汎用マシンを使用して実装されてもよい。加えて、ハードワイヤード装置、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、特定用途向け集積回路(ASIC)、その他のものなどの、汎用性の低い性質をもつ装置もまた使用されてよいことが当業者には理解される。一連の操作を含む方法がコンピュータまたはマシンによって実装され、かつ、それらの操作がそのマシンによる読み取りが可能な一連の命令として格納され得る場合には、それらの命令は有形の媒体に格納されてもよい。
【００９３】
本明細書に記載されるシステムおよびモジュールは、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、または、本明細書に記載される目的に適するソフトウェア、ファームウェア、もしくはハードウェアの任意の組合せを含んでもよい。ソフトウェアおよびその他のモジュールは、サーバ、ワークステーション、パーソナルコンピュータ、タブレット型コンピュータ、携帯情報端末(PDA)、および、本明細書に記載される目的に適するその他の装置上にあってもよい。ソフトウェアおよびその他のモジュールは、ローカルメモリを介して、ネットワークを介して、ブラウザもしくは他のアプリケケーションを介して、または、本明細書に記載される目的に適する他の手段を介してアクセス可能であってもよい。本明細書に記載されるデータ構造は、コンピュータファイル、変数、プログラミング配列、プログラミング構造、または、本明細書に記載される目的に適する任意の電子情報格納方式もしくは方法、あるいはそれらの任意の組合せを含んでもよい。
【００９４】
本開示をその非制限的で例示的な実施形態を使用して上記で説明してきたが、これらの実施形態は、添付の特許請求の範囲内で、本開示の趣旨および本質から逸脱することなく、任意に修正されてもよい。
【符号の説明】
【００９５】
10  システム
12  ディスプレイ
14  被験者インタフェース
16  コントローラ
18  入力インタフェース
20  出力インタフェース
22  物体
24  目標物
26  妨害物
101  完全没入型仮想環境(FIVE)室
102，103，104  壁
105  床
106  眼科用の椅子
106，107，108，109  プロジェクタ
110，111，112，113  平面リフレクタ
115  座位の被験者
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図２ｅ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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