Détection de la mesure de référence

Les données de l’EMG faciale obtenues lors de la mesure de référence étaient utilisées pour obtenir un point de comparaison avec les contractions musculaires lors de la session de jeu (Van Boxtel, 2010). Tel que mentionné précédemment, la mesure de référence enregistrée était d’une durée de trois minutes. Néanmoins, aucune fonction n’était incluse dans le script pour délimiter le début et la fin des enregistrements des mesures de références. De plus, les premières ainsi que les dernières secondes de ces trois minutes étaient généralement sujettes à du bruit expérimental dans les données de l’EMG faciale pour différentes raisons : (a) des tests réalisés par l’expérimentateur avec cette mesure pour s’assurer de son bon fonctionnement ou (b) des artéfacts de mouvements dans les dernières secondes des fichiers. Par exemple, lorsque la tâche se terminait, les participants cessaient généralement de suivre les règles de la prise de mesure de référence (p. ex., fixer la croix et ne penser à rien) ce qui pouvait amener du bruit dans les données. Pour pallier ces problèmes expérimentaux, les 15 dernières secondes des signaux de la mesure de référence étaient enlevées et les deux minutes avant ces 15 dernières secondes étaient conservées et utilisées pour les analyses subséquentes. Le signal restant était soumis au même traitement et filtrage que les signaux lors des missions. À l’intérieur de ces deux minutes, quatre fenêtres temporelles de 30 secondes étaient séparées afin de limiter la présence de contractions musculaires dans une des fenêtres. Le plus faible écart-type de ces fenêtres était retenu comme valeur tampon. La fenêtre temporelle ayant le plus faible écart-type était utilisée en vue de diminuer les probabilités d’utiliser une mesure de référence comprenant une contraction musculaire (voir Hodges & Bui, 1996).

2.4.3 Détection des contractions musculaires

Dans un premier temps, une évaluation de la distribution des données sur les signaux filtrés du ZM et du CS était effectuée. Les histogrammes permettaient d’observer l’activité électrique de base enregistrée tout au long de la session de jeu en vérifiant le changement de la distribution (voir Hodges & Bui, 1996). Cette procédure permettait d’évaluer l’étendue de l’activité électrique de base des signaux filtrés lors des sessions de jeu en identifiant un seuil permettant de distinguer les niveaux de base (aucune contraction musculaire) au niveau d’intérêt (contraction musculaire). Puisque cette différence dépendait de la durée de l’enregistrement (un

enregistrement plus long s’illustre en plus de points sur l’histogramme et une augmentation de la valeur des colonnes), il était estimé que la différence successive entre deux colonnes (largeur de 10 × 10-6) devait être inférieure à la durée en seconde de l’enregistrement × 0,05 (un paramètre d’erreur similaire à un seuil alpha). Dans les travaux antérieurs, le seuil était généralement établi avec un niveau de référence où la moyenne était additionnée au produit d’un multiplicateur et de l’écart-type du signal14,15 _{(Hodges & Bui, 1996; Li et al., 2007; Solnik et al., 2010). Cependant,} l’activité de base pendant les missions et la mesure de référence variaient souvent, ce qui a forcé l’application d’une règle légèrement différente. Pour être conservateur dans l’estimation, un point de coupure était employé en utilisant la distribution des contractions musculaires auquel l’écart-type observé lors de la mesure de référence était ajouté et multiplié par un facteur de 7 en vue de seulement conserver les contractions musculaires réelles et les distinguer du niveau de base (voir Figure 6) (Li et al., 2007). Entre autres, Li et son équipe (2007) ont observé qu’un multiplicateur se situant entre 6 et 8 permettait d’obtenir une excellente détection des contractions musculaires. Finalement, une comparaison finale était effectuée entre les signaux filtrés totaux et le seuil de détection stable pour identifier l’ensemble des contractions musculaires valides. Les valeurs au-dessus de ce seuil étaient considérées comme des contractions musculaires réelles.

Figure 6. Exemple du traitement de signal réalisé à l’aide de la distribution des contractions musculaires pour un muscle. représente l’activité de

base et représente les contractions musculaires valides. La ligne rouge représente le seuil de détection initiale, soit avant l’application de la correction.

Histogramme de la distribution des contractions musculaires du CS

F ré q u en ce d ’ob se rvat ion s

Amplitude des contractions (mV) Signal CS filtré

Les cinq paramètres des contractions musculaires du ZM et du CS évalués dans le présent projet de recherche étaient déterminés dans MATLAB (MathWorks inc.) de la façon suivante (voir Figure 7) :

Amplitude = amplitude moyenne évaluée à l’aide du point maximum d’une contraction musculaire auquel est soustrait le seuil de détection;

Nombre = nombre moyen de contractions musculaires valides;

Aire = aire moyenne sous la courbe d’une contraction musculaire16_;

Moyenne = contraction musculaire moyenne en microvoltes (mV) filtrées; Durée = durée moyenne en ms des contractions musculaires.

Figure 7. Illustration des paramètres des contractions musculaires utilisés (valide pour le CS également). 2.4.4 Exclusion des données extrêmes

Une exclusion de certaines contractions musculaires était réalisée en vue de réduire la présence de données extrêmes observées à la suite d’une inspection visuelle. Afin d’être considéré valide, il était établi que les contractions musculaires devaient : (a) atteindre une

ms et (c) être séparées par plus de 100 ms (autrement les contractions musculaires étaient combinées). Conséquemment, les données rencontrant un des critères suivants étaient exclues des analyses : (a) contractions musculaires d’une durée de moins de 100 ms; (b) contractions musculaires d’une durée de plus de 2 000 ms ou (c) contractions musculaires avec une amplitude inférieure à 0,0005 mV.

Premièrement, les contractions musculaires avec une durée de moins de 100 ms étaient retirées des analyses puisque la présence de contractions aussi rapides semblait improbable (voir Schmidt, Ambadar, Cohn, & Reed, 2006). Deuxièmement, les contractions musculaires avec une durée de plus de 2 000 ms étaient retirées des analyses subséquentes puisque ces contractions musculaires représentaient généralement du bruit expérimental résiduel, ce qui contaminait les analyses subséquentes (identifié à l’aide d’une inspection visuelle). Finalement, les contractions musculaires avec une amplitude inférieure à 0,0005 mV étaient supprimées des analyses puisque ces contractions musculaires semblaient être des erreurs d’identification du script plutôt que des réelles contractions musculaires des participants (voir Figure 8). Les Tableaux 1 et 2 présentent les pourcentages de contractions musculaires conservées sur le total des contractions musculaires identifiées en fonction de la mission jouée et du groupe de joueurs (experts ou non experts). Tableau 1. Pourcentages des contractions musculaires du ZM conservées chez les joueurs

experts et les joueurs non experts en fonction de la mission jouée

Experts

a _{Non experts}b

Missions Moyenne É.-T. Moyenne É.-T.

S4M1 25,93% 30,82% 12,64% 14,86%

S5M3 19,83% 17,85% 21,65% 19,46%

a _{n = 15.} b _{n = 15.}

Tableau 2. Pourcentages des contractions musculaires du CS conservées chez les joueurs

experts et les joueurs non experts en fonction de la mission jouée

Experts

a _{Non experts}b

Missions Moyenne É.-T. Moyenne É.-T.

S4M1 19,04% 26,35% 11,06% 21,38%

S5M3 18,47% 26,28% 10,57% 16,23%

Figure 8. Exemple du nombre de contractions musculaires valides pour un participant durant une session de jeu. É ne rgi e É ne rgi e Zygomatique majeur

---- Signal ---- Seuil Réponses non valides Réponses valides

Corrugateur du sourcil

2.5 Analyses