3. While I was reading a book, my brother ______ (play) video games.

3. While I was reading a book, my brother was playing video games.

Обоснование: В этом предложении два действия происходили одновременно в прошлом. Одно действие (reading a book) длительное и занимает фон, поэтому используется Past Continuous (was reading). Другое действие (playing video games) также было длительным и происходило параллельно, поэтому используется Past Continuous (was playing).