Neural and ocular correlates of visuospatial problem solving processes

Abstract

Bu tez, görsel uzamsal problem çözme süreçlerinin prefrontal ve oküler izdüşümlerini farklı problem özelliklerine ve farklı problem alanlarına göre tasarlanmış iki boyutlu üç farklı problem türüyle anlamaya çalışmaktadır. Görsel-uzamsal problem çözme süreçleriyle ilişkili yakın zaman çalışmaları, göz izleme ve fonksiyonel near-infrared spektroskopi yöntemlerinin odaklanma paternlerinin ve işler bellek yüklerinin anlaşılmasında yararlı olduklarını öne sürmektedir. Tez çalışması kapsamında farklı görsel-uzamsal görevlerin bulunduğu bir deney protokolü yaklaşık 20 genç yetişkine uygulanmıştır. Analizler kapsamında davranışsal sonuçlar için tamamlama süresi ve doğruluk yüzdeleri hesaplanırken göz izleme sonuçları için odaklanma süresi, odaklanma sayısı ve odaklanma oranı ve fNIR sonuçları için maksimum oksijenleşme değerleri (örn. tepe nokta değerleri) hesaplanmıştır. Problem çözücülerin görsel uzamsal problemlerin çözümü sırasında modele uzaklık, modele benzerlik ve modelin konumu gibi bilgileri referans aldığı gözlemlenmiştir. Sonuçlar, farklı görsel-uzamsal görevler için farklı işler bellek yüklerinin ve odaklanma paternlerine sebep olduğunu göstermektedir.Anahtar kelimeler: görsel-uzamsal problem çözme, göz izleme, fnir, prefrontal korteks

Current thesis analyzes the neural and ocular correlates of visuospatial problem solving processes by investigating three different two-dimensional problems which are constructed with regard to different problem features and problem spaces. Recent studies focused on visuospatial problem solving processes suggest that eye tracking and functional near-infrared spectroscopy methodologies can provide better understanding of fixation patterns and working memory demands respectively. Experimental protocol including various visuospatial problem tasks was applied to approximately 20 young adults. While completion times and accuracy percentage were calculated for behavioral results, fixation duration, the number of fixation and fixation rate were calculated for eye-tracking results and maximum oxygenation values (i.e. peak values) were calculated for fNIR results. During problem solvers engaged in visuospatial tasks, behaviors which were categorized as distance, similarity and orientation were observed from scan path analysis. Results revealed that different working memory load and fixation related patterns occurred for different visuospatial reasoning tasks.Keywords: visuospatial problem solving, eye-tracking, fnir, prefrontal cortex