The NeuroTracker (NT), a computerized three-dimensional multiple object tracking (3D-MOT) training device, has potential benefits for concussion assessment and management, as well as maintenance of cognitive function. Accessing 3D technology is a limiting factor for 3D-MOT, so we assessed the performance of MOT training in 2D and 3D environments in both healthy and concussed individuals (8-91 years of age). The participants (n=86) who completed all ten training sessions over the three-month period, were assigned to one of three different studies: (1) an environment comparison (2D versus 3D), (2) an age comparison (youth, young adult, and older adult), or (3) a concussed population comparison (non-concussed, recently concussed, and prolonged concussed). In all studies, performance increased with training, indicating all individuals could increase perceptual cognitive function in all environments. Significant differences were apparent when 2D and 3D environments were compared, with participants in the 3D environment out performing participants in the 2D environment. Furthermore, switching from the 3D to the 2D environment was detrimental to learning performance. When comparing learning performance between different aged individuals, a linear regression demonstrated learning performance increased at a lesser rate with age(p<0.05). Concussed populations also demonstrated correlative trends when comparing learning performance, as well as initial NT scores. The longer an individual was suffering from concussion symptoms, the lower the initial NT score was, but the higher the rate of learning performance was through out training. Further investigation into attention, memory, and visual processing speeds in each population may help to better resolve the relationship between these domains and clarify if NT can serve as a means for concussion assessment and rehabilitation for individuals at any age in the future. / Graduate

Durant la dernière décennie, la recherche sur les jeux vidéo et leur implication sur les habiletés perceptivo-cognitives a gagné en intérêt. Plusieurs études ont démontré que les jeux vidéo (particulièrement les jeux d’action) possèdent la capacité d’influencer et d’améliorer différentes aptitudes perceptives et cognitives telles que l’attention visuo-spatiale, la vitesse de traitement de l’information, la mémoire visuelle à court terme ainsi que la poursuite d’objets en mouvement. Cependant, plusieurs autres études n’ont pas réussi à reproduire les mêmes résultats. D’un autre côté, un nouveau type d’entraînement perceptivo-cognitif, nommé 3-Dimensional Multiple-Object Tracking (3D-MOT), et qui consiste à traiter des scènes visuelles dynamiques dénuées de contexte, a démontré son implication sur différents types d’attention, la mémoire de travail ainsi que la vitesse de traitement de l’information. L’étude actuelle a examiné quatre groupes de joueurs inexpérimentés qui s’entrainaient durant 10 séances à l’aide d’un exercice perceptivo-cognitif (3D-MOT), ou d’un jeu de haut niveau visuel (jeu vidéo d’action : Call of Duty), de bas niveau visuel (Tetris) ou d’un jeu non-visuel (Sudoku). Des mesures d’électroencéphalographie quantitative et des tests neuropsychologiques effectués avant et après l’entraînement ont démontré que le 3D-MOT, par comparaison aux autres jeux testés, améliorait de façon plus efficace les fonctions reliées à l’attention, la mémoire de travail ainsi que la vitesse de traitement de l’information. Pour la première fois, cette étude démontre que l’entraînement non-contextuel de 3D-MOT améliore les habiletés perceptivo-cognitives plus efficacement que l’entraînement à des jeux de divertissement tels que les jeux vidéo. / In the past decade, research on video games and their implications on cognitive abilities have gained significant interest. Various studies suggest that video games (in particular action video games) have the inherent ability to influence and improve attentional abilities such as visual spatial attention, processing speed, visual short-term memory and multiple-object tracking. However, many other studies have been unable to replicate similar results. On the other hand, a recent cognitive enhancement tool that is visually dynamic and void of context called 3-Dimensional Multiple-Object tracking (3D-MOT), has demonstrated robust effects on cognitive-perceptual abilities such as divided, selective, and sustained attention as well as working memory and information processing speed. The current study examines four groups of non-video game players that train for 10 sessions on the cognitive enhancing technique (3D-MOT) or on one of three different visually stimulating games: highly visually stimulating game (Call of Duty), lowly visually stimulating game (Tetris), or non-visually stimulating puzzle (Sudoku). A battery of cognitive tests and quantitative electroencephalography preformed before and after training, demonstrated that training on 3D-MOT improved cognitive functions related to attention, working memory, and visual information processing compared to video games. For the first time, this study demonstrated that non-contextual training with 3D-MOT improves perceptual-cognitive abilities more efficiently than video game playing.

Des interventions ciblant l’amélioration cognitive sont de plus en plus à l’intérêt dans nombreux domaines, y compris la neuropsychologie. Bien qu'il existe de nombreuses méthodes pour maximiser le potentiel cognitif de quelqu’un, ils sont rarement appuyé par la recherche scientifique. D’abord, ce mémoire examine brièvement l'état des interventions d'amélioration cognitives. Il décrit premièrement les faiblesses observées dans ces pratiques et par conséquent il établit un modèle standard contre lequel on pourrait et devrait évaluer les diverses techniques ciblant l'amélioration cognitive. Une étude de recherche est ensuite présenté qui considère un nouvel outil de l'amélioration cognitive, une tâche d’entrainement perceptivo-cognitive : 3-dimensional multiple object tracking (3D-MOT). Il examine les preuves actuelles pour le 3D-MOT auprès du modèle standard proposé. Les résultats de ce projet démontrent de l’augmentation dans les capacités d’attention, de mémoire de travail visuel et de vitesse de traitement d’information. Cette étude représente la première étape dans la démarche vers l’établissement du 3D-MOT comme un outil d’amélioration cognitive. / Cognitive enhancement is a domain of burgeoning interest in many domains including neuropsychology. While there are different methods that exist in order to achieve cognitive enhancement, there are few that are supported by research. The current work examines the state of cognitive enhancement interventions. It first outlines the weaknesses observed in these practices and then proposes a standard template for assessing cognitive enhancement tools. A research study is then presented that examines a novel cognitive enhancement tool, 3-dimensional multiple object tracking (3D-MOT), and weighs the current evidence for 3D-MOT against the proposed standard template. The results of the current work demonstrate that 3D-MOT is effective in enhancing attention, working memory and visual information processing speed, and represent a first step toward establishing 3D-MOT as a cognitive enhancement tool.