Summary
ويصف هذا البروتوكول اييبلينك تكييف نموذج مناسب للتجارب مع رضيعا عمره سنة واحدة. يمكن استخدام المعدات التجارية أو مصنوعة خصيصا لإيصال المحفزات، وجمع البيانات وتحليلها ينبغي أن يقوم على تسجيلات الفيديو.
Abstract
اييبلينك الكلاسيكية تكييف (EBC) يشير إلى اقتران المستفادة بين حافز مشروط (لهجة سمعية) وحافز أونكونديتيونيد (نفخة هواء للقرنية). تكييف اييبلينك غالباً ما يستخدم تجريبيا للكشف عن تشوهات في الدماغ تعتمد على التعلم والذاكرة الذي يكمن وراء هذا النوع من التعلم النقابي. بينما التجارب في البالغين والأطفال الأكبر سنا بسيطة نسبيا لإدارة استخدام المعدات التجارية، يتم تكييف اييبلينك في الرضع أكثر تحديا بسبب امتثالها الفقيرة، الأمر الذي يجعل تحديد المواقع الصحيحة للمعدات صعبة. لتحقيق التكييف في رضيعا عمره سنة واحدة، يمكن استخدامها نظام تجاري تكييفها أو مصنوعة خصيصا تسليم نفخة الهواء إلى القرنية الرضيع. أن التحدي الرئيسي يكمن في اكتشاف وتصنيف الردود السلوكية بنجاح. ونحن التقرير أن أساليب الكشف الآلي الطرفة التي يمكن الاعتماد عليها في هذه الفئة من السكان، وأن تكييف التجارب ينبغي تحليله باستخدام تحليل الإطار حسب الإطار للتسجيلات التكميلية كاميرا الفيديو. يمكن تطبيق هذا الأسلوب لدراسة التغيرات الإنمائية في تكييف اييبلينك ودراسة ما إذا كان هذا النموذج يمكن الكشف عن الأطفال الذين يعانون من اضطرابات عصبية.
Introduction
EBC هو شكل من أشكال الاشراط الكلاسيكي الذي يستخدم عادة لتقييم التعلم والذاكرة في البشر والحيوانات الأخرى. نموذج EBC التقليدية تشير إلى ارتباط المستفادة بين حافز 'مكيفة' حميدة (لهجة السمع) مع حافز 'غير المشروطة' (هواء القرنية نفخة بالحث اييبلينك انعكاسية، استجابة أونكونديتيونيد). التعلم النقابي يقيم عن طريق تقديم حافز مشروط وتصنيف اييبلينكس كما مكيفة وردود أونكونديتيونيد زيادة في عدد الاستجابات مشروط على مر الزمن، أو قد يشير إلى أكثر من جلسة واحدة، النقابي ويحدث التعلم.
يمكن استخدام اييبلينك تكييف نموذج لتحديد الأشخاص المصابين بضعف في التعلم النقابي. تأخير تكييف-أين حافز مشروط (CS) يبدأ قبل لكن يتداخل مع حافز أونكونديتيونيد (الولايات المتحدة)-يتم التحكم بواسطة الدوائر الدماغ1،2، وهو عطل في البالغين والأطفال الذين يعانون من اضطرابات عصبية، بما في ذلك مرض الفصام3والتوحد4،5والكحول الجنيني طيف اضطراب6،7. من وجهة نظر سريرية، دراسة اييبلينك تكييف في الرضع قد دعم سابق كشف وعلاج هذه الاضطرابات العصبية. ومع ذلك، بينما الأطفال الأكبر سنا قد تحمل هواء القرنية نفخة6،،من78 ويمكن الحفاظ على وضع مستقر رأس/عين خلال مدة التجربة، الرضع متوافقة مع أقل، والتقليدية اييبلينك الكشف عن المعدات والبرمجيات ليست كافية.
هنا يمكننا وصف بروتوكول بسيط لدراسة تأخير قصيرة تكييف اييبلينك في الأطفال عمرها سنة واحدة، والتي قد تم تكييفه من البروتوكولات المذكورة سابقا في أماكن أخرى9،،من1011. هذا البروتوكول يمكن أن تدار باستخدام أي نظام تجاري أو مصنوعة خصيصا القادرة على إيصال نفخة الخاضعة لمراقبة الجوية للقرنية. ومع ذلك، بدلاً من برنامج الكشف عن اييبلينك التجارية (مثلاً، "نظام الكشف عن اييبلينك سان دييغو الصك"، الذي يعالج الإشارات من كاميرا الأشعة تحت حمراء)، ونحن وآخرون10،،من911، نوصي باستخدام تحليل الإطار حسب الإطار لتسجيلات كاميرا فيديو لكشف وتصنيف الردود اييبلينك في رضيعا عمره سنة واحدة.
Protocol
نالت موافقة جميع الأساليب الموصوفة هنا أن الصحة ب الشمالي والعجز لجنة الأخلاقيات، رقم المرجع: 13/التجارب النووية/181.
1-المتطلبات التقنية
- استخدم وحدة نفخة هواء قادرة على إدارة نفخة هواء مباشرة للقرنية. وهذا يمكن تحقيقه باستخدام مرنة أنبوب إرفاقه هواء دبابات عن طريق ضاغط هواء. لضمان سلامة الرضيع، تناسب هذا مع منظم ضغط قابل لتعديل الذي يحد من الضغط الجوي والحدود الجوية مدة النفخ.
ملاحظة: النظم المتاحة تجارياً تتضمن الضاغط داخل النظام، ولا تتطلب خزان هواء. - استخدام عقال قابل للتعديل أو القبعة يمكن أن يرتديها الرضع ويسمح بتحديد المواقع المناسبة لنفخة الهواء أنابيب بجوار العين.
- إعداد مكبرات الصوت المحمولة اثنين مع إعدادات حجم قابل للتعديل.
- تصميم وإعداد المراقبة الحسابية للمعدات حتى نفخة لهجة والهواء يمكن أن تدار تلقائياً مع التوقيت الدقيق وعلى فترات متفاوتة.
- إعداد كاميرا الفيديو محمولة مع معدل إطار 60 هرتز على الأقل لتسجيل الاستجابات اييبلينك يدوياً. لقياس أوقات الاستجابة، استخدام كاميرا الفيديو التي يمكن التقاط في بداية المحاكمة، أما بتسجيل نغمة مسموعة أو بتصوير مؤشر بداية محاكمة المبرمجة إلى حزمة البرامج.
- تثبيت وتشغيل أي برامج تحرير الفيديو الذي يسمح الإطار حسب الإطار التنقل من مكونات كل من الصوت والفيديو (مثلاً، أدوبي بريمير برو) للسماح للباحث لقياس الفاصل الزمني بين الحافز والاستجابة طرفه.
2. نموذج تجريبي
- إدارة المحاكمات في كتل من 10. ينبغي أن تتضمن كل كتلة الأنواع التالية للمحاكمة.
- وتشمل ثماني محاكمات المزدوجة، حيث يتكون كل تجربة التعلم من لهجة 750 مللي ثانية (80 ديسيبل، 1 كيلو هرتز) أن التداخل وينتهي مع 100 مللي ثانية هواء النفخ (~1/20 psi)9،10،11.
- وتشمل إجراء محاكمة مزاوج، يتكون من لهجة 750 مللي ثانية واحدة قدمت وحدها في غياب نفخة الهواء لاختبار استجابة مكيفة اييبلينك التي تشير إلى التعلم النقابي.
- وتشمل المحاكمة somatosensory تتألف من محاكمة نفخة الهواء 100 مللي ثانية واحدة قدمت وحدها في غياب لهجة لاختبار حساسية القرنية إلى نفخة الهواء والموضع الصحيح لعقال.
- الفاصل الزمني بين المحاكمات على التوالي بطريقة عشوائية (مثلاً، ق 8-16، مع فاصل زمني متوسط وقت محاكمة لما يقرب من 12 s)9،،من1011.
- قياس خمس كتل متتالية (أي، ما مجموعة 50 المحاكمات) في جلسة واحدة، لفترة دورة إجمالي من حوالي 12 دقيقة.
- لاختبار ما إذا كان استمرار تكييف، إدارة دورتين EBC المحاكمات 50 على الأقل 1 ساعة بعيداً.
3-إجراء اختبار
- أداء EBC في غرفة مضاءة بشكل معتدل (~ 300 لوكس) مع مستويات الإضاءة متسقة بين التجارب.
- ضع اثنين من المتكلمين المحمولة على جانبي للرضع، من حوالي 40 سم من جانبي الرأس.
- ضع عقال مصنوعة خصيصا على رأس الرضيع وضبط حجم الرأس.
- ضع أنبوب مرن عقد فوهة نفخة الهواء وجهاز استشعار الأشعة تحت الحمراء المجاورة حيث أن هذه حوالي 1-3 سم من العين اليمنى للطفل بزاوية ° ~ 45 من الطائرة المحوري للرأس (الشكل 1).
- قبل البدء بالتجربة، تحقق من أن الإعداد التجريبية هو الأمثل لتسليم الهواء القرنية نفخة. تسليم هواء اختبار واحدة نفخة العين الرضيع ومراقبة ما إذا كان اييبلينك يحدث ومرئياً على كاميرا الفيديو. إذا كان يتم ملاحظة لا اييبلينك، ضبط عقال الموضع حيث أن وحدة نفخة الهواء أقرب إلى العين.
- تسجيل الاستجابات اييبلينك الرضيع طوال فترة التجربة. ضع كاميرا الفيديو حيث أن مجال الرؤية موجه نحو عيون الرضيع. وينبغي أن تكون الكاميرا قريبة بما فيه الكفاية لتمييز حركات العين صغيرة، ولكن ليس ذلك إغلاق مثل أنه نقل الرضع خارج الإطار إذا كان عليه أن يصبح صعب.
- ضمان المجربون تكون مقنعة بتوقيت التحفيز. إذا كانت واجهة المستخدم EBC تشير إلى متى سوف تحدث المحاكمة المقبلة، طرح الباحث إلى توجيه أنفسهم بعيداً عن واجهة الكمبيوتر حيث أن هم لا يدركون عندما ستنجز حافز القادم. وهذا يمنع الباحث من الاستجابة للتحفيز أنفسهم ويحتمل أن تكون المساهمة في الردود المستفادة الرضيع.
4-تحسين الإعداد التجريبية للرضع عمرها سنة واحدة
- التأكد من وجود اثنين من الباحثين إجراء التجربة.
- عندما وضع عقال على الرضيع، اسأل مقدم الرعاية لوضع الرضيع في اللفة ما تواجه جانبية. يسمح هذا الباحث إلى النهج من الجانب وخلف رأس الرضيع، بينما يشارك باحث ثاني الرضيع.
- ينبغي أن يجري وضع عقال ووضع الفوهة بسرعة وبهدوء قدر الإمكان لضمان الامتثال للرضيع. وضع يد على غيض الفوهة يمنع الرضيع من تحول رؤوسهم في الفوهة أثناء تحديد المواقع.
- إبقاء الرضيع في اللفة لمقدم الرعاية في جميع أنحاء هذه التجربة.
ملاحظة: حين كرسي عال قد توفر بيئة أكثر اتساقا بين التجارب، هذا قد يزيد القلق والحد من الامتثال في العديد من الرضع. - للرضع يميلون إلى التدخل عقال خلال التجربة، استخدام الهاء لطيف.
- عقال ينتقل عادة أثناء التجربة. إذا كان الرضيع لم يعد ردا على الهواء نفخة أو عقال انتقلت إلى حد كبير بعيداً عن العين، ووقفه التجربة وضبط الموضع عقال قبل المتابعة.
- تشجيع الطفل على البحث عن خلال التجربة بغية زيادة حجم تحركات اييبلينك؛ وبهذه الطريقة، يمكن تحسين الكشف عن اييبلينك.
ملاحظة: وهذا يتحقق بوضع الرضيع أمام شاشة اللعب فيديو ودية الرضع (مثلاً، الكرتون العمر المناسب مع إيقاف تشغيل الصوت) قليلاً أعلاه على خط الأفق.
5-اييبلينك الكشف عن استخدام تسجيلات كاميرا الفيديو
- السماح لاثنين من الباحثين بشكل مستقل في تحديد الردود اييبلينك لكل تجربة.
- استخدام برامج تحرير الفيديو لتحليل كل محاكمة كمون 2,000 مللي ثانية بعد بداية المحاكمة.
- استخدام الصوت الموجي للكشف عن الإطار الأول من بداية المحاكمة.
- لإقران (CS + الولايات المتحدة) ومزاوج (CS فقط) المحاكمات، تحدد بداية المحاكمة ابتداء من نغمة مسموعة.
- لمحاكمات somatosensory التي عرضت فيها سوى الولايات المتحدة (نفخة الهواء)، أداء حسية للتأكد من أن ميكروفون الكاميرا يمكن الكشف عن الضوضاء 100 مللي ثانية خفية تم إنشاؤها بواسطة نفخة الهواء. خلاف ذلك، الفيديو تسجيل مؤشر بداية المحاكمة المبرمجة في البرنامج الحزمة سوف تساعد في الكشف عن ظهور نفخة الهواء.
- استخدام مسار الفيديو للكشف عن رد طرفه. تسجيل الكمون طرفه ككل ما يلي: وميض الإطار الأول بداية، حيث تبدأ الجفون في إغلاق؛ وميض الإطار الأول الذروة، حيث يتم إغلاق الجفون بشكل أقصى.
- حسب الحاجة، وضع استراتيجيات للتعامل مع الردود غامضة. راجع الأمثلة التالية.
- معقول استبعاد يومض الجزئية، التي يمكن أن تحدث عندما تفشل الجفون لإغلاق تماما قبل أكثر من ~ 50%.
- تستبعد المحاكمات حيث أخفى ظهور نفخة لهجة الجوية بالضوضاء الدخيلة، أو حيث تحجب استجابة طرفه من وجهة نظر، من مزيد من التحليلات.
- في المحاكمات التي تحترم فيها يومض متعددة، تحليل الاستجابة الطرفة الأولى بعد بداية المحاكمة.
- سجل عدد إطارات الفيديو بين بداية التحفيز وذروة طرفه. تحويل زمن الوصول في الوقت الحقيقي على أساس معدل أخذ العينات من كاميرا الفيديو.
6-تصنيف استجابة EBC
- بعد الكشف عن تلك المحاكمات التي وقع فيها استجابة اييبلينك، تحديد نوع طرفه، استناداً إلى أن الكمون بالنسبة لظهور حافز (الشكل 2).
- تعريف غمضة باغت استجابة إذا حدث داخل الفترة 200-مرض التصلب العصبي المتعدد الأولى بعد اللهجة؛ وهذه تمثل استجابة منعكس بلهجة السمع، أو يومض توقيت الصدفة مع بداية النغمة التي كانت ستحدث في معزل عن نفخة الهواء.
ملاحظة: جفل ويمكن ملاحظة استجابات لإقران (CS + الولايات المتحدة) أو مزاوج المحاكمات (CS فقط)، حيث يتم تسليم لهجة السمعية. - تعريف غمضة رد سوماتوسينسوري إذا حدث استجابة لنفخة الهواء؛ فإنه يشير إلى ما إذا القرنية حساسة لنفخة الهواء مع التكوين الحالي لغطاء الرأس. وهذا نوع من الاستجابة أونكونديتيونيد (انظر أدناه).
- تعريف أونكونديتيونيد الردود كردود somatosensory للمحاكمات نفخة أثناء الاقتران (CS + الولايات المتحدة) الجوية التي تحدث أكثر من 650 ms بعد بداية النغمة.
- تحديد الاستجابات مشروط كالومضات التي يتم على النحو الأمثل وقت يتزامن مع نفخة الهواء. وهي تبدأ بين 350 إلى 650 مللي ثانية بعد بداية النغمة لمحاكمات المزدوجة أو مزاوج وتشير إلى أنه قد يكون حدث التعلم الترابطي بين CS والولايات المتحدة.
- تعريف محاكمة فشل الاستجابات إذا تم الكشف عن لا وميض ردا على نفخة الهواء؛ وهذه يمكن ملاحظتها لإقران (CS + الولايات المتحدة) محاكمات أو محاكمات سوماتوسينسوري. تشير هذه الردود إلى أن نفخة الهواء لا تصل إلى العين.
- تعريف غمضة باغت استجابة إذا حدث داخل الفترة 200-مرض التصلب العصبي المتعدد الأولى بعد اللهجة؛ وهذه تمثل استجابة منعكس بلهجة السمع، أو يومض توقيت الصدفة مع بداية النغمة التي كانت ستحدث في معزل عن نفخة الهواء.
7-تحليل التعلم النقابي
ملاحظة: عددا من الأساليب وقد سبق وصف لتقييم التعلم النقابي9،،من1011 (وصفت بإيجاز هنا). وينبغي تعديل هذه الأساليب الباحثين أو تطوير خاصة بها لتحديد ما إذا كان قد حدث التعلم النقابي، اعتماداً على التصميم التجريبي.
- أولاً، تستبعد المحاكمات التي تم جمع أية بيانات قابلة للاستخدام، مثل تلك التي تحتوي على أخطاء تقنية.
- حساب الحساسية لنفخة الهواء عن طريق حساب النسبة المئوية للردود اييبلينك من جميع المحاكمات somatosensory الممكنة.
- تقييم ما إذا كان قد حدث التعلم النقابي خلال التجربة بمقارنة النسبة المئوية للاستجابات مشروط في كتل متتابعة من 10 محاكمات. وتشير إلى زيادة في النسبة المئوية للاستجابات مشروط على مدى التجربة قد حدث تكييف.
ملاحظة: بدلاً من ذلك، نماذج التغيير في الاختفاء اييبلينك مع مرور الوقت يمكن لتقييم ما إذا كان الرضيع قد تكيفت مع أوقات الاستجابة الخاصة بهم خلال فترة التجربة. - تقييم ما إذا كان يتم حدوث التعلم النقابي عبر دورات تجريبية أو بين مجموعتين تجريبية. استخدام معيار تعسفي لتحديد ما إذا كان قد حدث تكييف (مثلاً، > 40% مشروط الردود ضمن جلسة عمل تجريبية)6،9.
Representative Results
Testability تكييف اييبلينك عمرها سنة واحدة عند الرضع:
الإعداد التجريبية اللازمة للنظر في تكييف اييبلينك يمثل تحديا للرضع عمرها سنة واحدة. في هذه التجارب وقد أجرينا، فشل 35% (11 رضيعا) للمشاركة في التجربة لأنها لن تتسامح مع ارتداء عقال أو تلقي نفخة الهواء للقرنية (n = 31 الرضع حاول). ما يقرب من نصف (52%، n = الرضع 16) إكمال أو مكتمل جزئيا أول مجموعة من المحاكمات 50 (الوسيط [IQR] = 22.5 [0-50] المحاكمات المنجزة). الباقي شارك في دورتين التجريبية.
ويتطلب تحقيق موثوقية النتائج التجريبية الموضع الصحيح لوحدة نفخة عقال والهواء في جميع أنحاء هذه التجربة. للرضع الذين يشاركون في هذه التجربة، يمكن أن يتحقق التسليم نفخة الهواء للقرنية لمعظم المحاكمات (77 ± 6% من نفث الهواء الناجم عن رد طرفه؛ n = 13 رضيعا/557 المحاكمات نفخة الهواء حاول). وتمثل التجارب الباقية 'فشل المحاكمات' الذي لم يكن الرضيع الحساسة لنفخة الهواء.
ويوضح الشكل 3 نجاح التسليم نفخة الهواء أثناء تكييف تجربتين من تجارب 50. ويرد عدد اييبلينكس الملاحظة كنسبة مئوية من المحاكمات نفخة الهواء (أي، المحاكمات أما سوماتوسينسوري أو إقران). وميض الردود من أول انخفاض الرضع في كل كتلة المتعاقبة من 10 محاكمات، مما يشير إلى أن عقال كان قد تم وضع الفرعية على النحو الأمثل نهاية التجربة. وفي المقابل، يوضح الرضيع الثاني حساسية جيدة نسبيا لنفخة الهواء، مع 90 في المائة على الأقل من المحاكمات نفخة الهواء بنجاح الحصول على استجابة طرفه في كل كتلة اللاحقة من 10 محاكمات.
اييبلينك الكشف عن معدلات النجاح باستخدام كاميرا فيديو التحليل:
كاميرا الفيديو المحمولة باليد يوفر طريقة موثوقة لالتقاط استجابات اييبلينك بالسماح للباحث المسار يدوياً عيون الرضيع. دليل تحليل الإطار حسب الإطار استخدمت لتحديد الاستجابات من ± 3% 90 من المحاكمات (n = 13 رضيعا/608 محاكمات حاول). المحاكمات المتبقية التي تمثل تلك التي كانت تحجب العيون الرضيع أثناء التصوير.
ورغم أن تحليل أشرطة الفيديو تتطلب تفسيرات ذاتية، يمكن استخدام هذا الأسلوب لقياس موثوق بها الكمون اييبلينك من بداية التحفيز. يوضح تحليلنا لأوقات الاستجابة الطرفة تقاس باثنين من المراقبين المستقلين موثوقية بين التصنيفات جيدة حيث كان متوسط الفرق بين القياسات 28.4 مرض التصلب العصبي المتعدد وحدود 95% من الاتفاق ± 263.9 مرض التصلب العصبي المتعدد (الشكل 4: n = 4 وميض تجارب تحليلها من قبل مراقبين اثنين/94 الردود). وبالنظر إلى أن اييبلينكس مكيفة تم تعريفها كتلك التي تندرج ضمن إطار 300-مرض التصلب العصبي المتعدد، هذا يسمح الدقة الكافية التمييز بين مكيفة من الاستجابات أونكونديتيونيد. علما بأن هذه المحاكمات مع اختلاف كبير يمكن أن تكون بسهولة تقييم بعد التشاور بين المراقبين.
تكييف اييبلينك عمرها سنة واحدة عند الرضع:
تكييف اثنين توضح التجارب المبينة في الشكل 5A و 5B الاختفاء استجابة اييبلينك على مدى التجربة بالنسبة لكلتا التجربتين المزدوجة ومزاوج. اييبلينك ردود الرضيع الأولى خلال ذروة EBC الدورة الأولى بعد بداية نفخة الهواء، وخارج الإطار الكمون الذي يحدد استجابة مشروط. وعلاوة على ذلك، يفشل هذا الرضيع للاستجابة لأي من مزاوج المحاكمات (لهجة فقط). معا، وهذا يدل على أن هذا الرضيع لم يتعلم لإقران اللهجة والجو نفخة خلال تعرضها الأولية للنموذج EBC. وبالمقارنة، الرضيع الثاني، الذي يشارك في هذه الدورة الثانية EBC، بشكل روتيني يومض قبل ظهور نفخة الهواء، ويستجيب لجميع المحاكمات مزاوج، تشير إلى الأطفال الرضع قد حققت تكييف اييبلينك عقب الدورة الأولى من 50 المحاكمات. ويوضح الشكل 5 طريقة نموذجية لتقييم التعلم النقابي عبر عدة محاكمات للدورات6،9،،من1011. يرد وصف عدد الردود مشروط من الرضع على حد سواء في كتل المتتالية من 10 محاكمات كنسبة مئوية من جميع المحاكمات المزدوجة ومزاوج في كل كتلة. في هذه الحالة، كل الرضع تظهر تغيرات طفيفة في التعلم النقابي خلال التجربة، توضح عدم تكييف (الرضيع 1، الدورة 1) أو تكييف هذا قد حدث بالفعل (الرضيع 2، الدورة 2).
الشكل 1 : اييبلينك تكييف الهيكل مع مشارك واحد عاماً الرضع. ويرد عقال مصنوعة خصيصا دعم وحدة نفخة الهواء. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 2 : المحفزات واستجابة تعريفات لنموذج تكييف اييبلينك المناسبة للتجارب مع الأطفال واحد عاماً. (أ) أثناء المحاكمات المزدوجة، يتداخل مع نغمة مسموعة 750 مللي ثانية (التحفيز مشروط [CS]) وينهي مع نفخة هواء 100 مللي ثانية (التحفيز أونكونديتيونيد [الولايات المتحدة]). الردود الطرفة تختلف وفقا لتوقيتها بالنسبة لظهور حافز (باغت استجابة: 0-200 مرض التصلب العصبي المتعدد؛ مشروط استجابة [CR]: ms 350-650؛ ورد أونكونديتيونيد [أور]: 650-2,000 ms). تعريفات استجابة متطابقة للمحاكمات (CS فقط) مزاوج. المحاكمات Somatosensory (ب) تسليم هواء 100 مللي ثانية واحدة نفخة (الولايات المتحدة) فقط، ويومض التي تحدث داخل إطار 300-ms تصنف الاستجابات somatosensory (SSR). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 3 : مثال لتكييف التجارب في الرضع واحدة عاماً يوضح الاختلاف في حساسية نفخة الهواء اييبلينك. الحساسية لنفخة الهواء توصف بأنها عدد الاستجابات الملاحظة إلى نفخة الهواء (تسليم في محاكمة سوماتوسينسوري أو كمحاكمة المزدوجة) كنسبة مئوية من جميع المحاكمات نفخة الهواء، وكل كتلة اللاحقة من 10 محاكمات. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 4 : الأرض ألتمان بلاند توضح الاتفاق في أوقات الاستجابة الطرفة يقاس من تسجيلات كاميرا الفيديو باثنين من المراقبين المستقلين. تشير الخطوط الرمادية إلى التحيز بين القياسات (معرف على أنه يعني الفرق بين القياسات)، والحدود العليا والدنيا للاتفاق (لوا، ويعرف الفرق يعني ± 1.96 الانحرافات المعيارية). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 5 : مثال لتكييف التجارب في الرضع واحدة عاماً توضح التباين في استجابات مشروط اييبلينك. تظهر وميض أوقات الاستجابة لإقران (CS + الولايات المتحدة) المحاكمات (دوائر سوداء)، والمحاكمات (CS فقط) مزاوج (المربعات الرمادية). شريط رمادي يشير إلى توقيت نفخة الهواء وخطوط سوداء تشير إلى زمن الوصول بين 350-650 ms المستخدمة لتحديد استجابة مشروط. تظهر التجارب التي أخفقت في الحصول على رد على س-المحور. (أ) الاستجابات الطرفة تقع عموما خارج إطار تكييف، والمحاكمات مزاوج فشل في الحصول رد اييبلينك. (ب) الاستجابات هي وقت كاف يتزامن مع حدوث نفخة الهواء، واستجابات مزاوج والمحاكمات إقران بدء استجابة مشروط. (ج) تكييف على مدى التجربة يتضح كعدد الردود مشروط (وصف كنسبة مئوية من جميع المحاكمات المزدوجة ومزاوج)، كل كتلة تالية من 10 محاكمات. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
Discussion
التعديلات واستكشاف الأخطاء وإصلاحها:
ينبغي تقديم المحفزات لهذا الموضوع بطريقة الخاضعة للرقابة تجريبيا اييبلينك التجارية أو مصنوعة خصيصا تكييف النظم وتكون قادرة على الكشف عن الاستجابات السلوكية. على الرغم من أن هذا إجراء غير الغازية، تحدي الشروط التقنية لإجراء هذه التجارب في السكان أقل متوافقة (مثل، الأطفال الرضع). من الممكن إرفاق فعلياً على الرأس الجبل للعين للتجارب على الحيوانات، مثل تكييف التجارب في الأغنام12،13. الأطفال الأكبر سنا قد تسمح بارتداء عقال مع نفخة هواء مرفقة تسليم وحدة6،،من78 ويمكن أن تشجع على الحفاظ على وضع عين مستمر باستخدام التلفزيون كإلهاء. على الرغم من أن الامتثال في الرضع الصغار جداً يمكن أن يتحقق بتكييف أثناء النوم14، الرضع الأكبر سنا تقترب من سنة واحدة من العمر هي عادة يصرف بسهولة، مما يجعل منهم عدد سكان تحديا فريداً. ورغم التحديات، اييبلينك تكييف التجارب الممكنة لبعض الرضع مستيقظا، وعمره سنة واحدة. معدلات النجاح لدينا مماثلة لتلك التي أبلغ عنها سابقا في الأدب (~ 40 ٪-50 ٪ الامتثال)9، مع احتمال نجاح ربما ينعكس بمزاج الرضيع في يوم التجربة.
الخطوات الحاسمة في إطار البروتوكول:
نوصي بتكييف هيكل EBC متاحة تجارياً، أو باستخدام مولد ضغط جوي المواصفات كما هو موضح سابقا، للرضع الأصغر سنا9،،من1011. التحدي الأول هو الحفاظ على وحدة التسليم نفخة الهواء في الموضع الصحيح في جميع أنحاء هذه التجربة، الأمر الذي يتطلب أصغر، تعديل لغطاء الرأس. سلامة العين هو مصدر قلق خاص للرضع غير متوافقة مع الذين يحاولون إزالة غطاء الرأس أنفسهم. ولذلك، يجب رصد الرضع عن كثب في جميع الأوقات. نسبة من الأطفال لن يتسامح مع ارتداء عقال أو تلقي نفخة الهواء للعين (هنا، ~ 35 ٪)، على الرغم من أن هذا قد تحسنت بتشتيت الرضيع بلطف إذا كان البروتوكول التجريبي يسمح بذلك وإذا كان هذا لا يتعارض صراحة مع الرضع السلوك. بالنسبة للأطفال الذين يكملون التجربة المحاكمات نفخة الهواء فقط ضرورية للتأكد من أن غطاء الرأس كان المتمركزة بشكل صحيح، كنقص أو انعكاس لتكييف الاستجابات قد تنجم عن سوء إيصال نفخة الهواء طوال التجربة.
حين تحليل الفيديو اليدوية تستغرق وقتاً طويلاً، حاليا من الصعب تحقيق التدابير التلقائية للردود اييبلينك الرضع. أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء الموفر مع التكوينات EBC التجارية (المتمركزة في عقال المتاخمة لوحدة نفخة الهواء) تسجيل الانعكاس لحظة بلحظة من القرنية بمعدل أخذ عينات 1-كيلوهرتز، ويمكن اكتشاف يومض بقياس التغيير في الانعكاس عقب بداية التحفيز. تغيرات هامة من الانعكاس الأساس تشير إلى أن حدث اييبلينك، ويمكن استخدام التحليل الآلي لكشف وتصنيف الردود طرفه. ومع ذلك، نحن وآخرون9،،من1011 تشير إلى أن الباحثين لا يجب الاعتماد على قياسات الأشعة تحت الحمراء الانعكاس القرنية المقدمة مع التكوينات EBC التجارية للكشف عن يومض في الأطفال سنة واحدة. في حين قد تكون هذه الطريقة مناسبة للمشاركين البالغين أو الأطفال الأكبر سنا6،7، لم نتمكن من اكتشاف موثوق يومض في الأطفال البالغين من العمر سنة واحدة باستخدام هذا الأسلوب. هنا، يلاحظ تغير يذكر في الانعكاس الأساس على طول العصر للمحاكمة، مشيراً إلى أن اييبلينك لم يتم الكشف عن جهاز استشعار الأشعة تحت الحمراء. وباﻹضافة إلى ذلك، قمم إيجابية كاذبة هي عادة لاحظ، التي تسببها حركات الرأس الرضيع أن تغيير الموضع من أجهزة الاستشعار. طيار اختبار في البالغين يوحي بأن المشارك يجب أن يركز على أو أعلى بشكل طفيف عن خط الرؤية الأفقية، مع وحدة نفخة الجوية المتمركزة داخل 1-2 سم القرنية، لكشف اييبلينكس-الشروط التي لا يمكن الاحتفاظ بنجاح دائماً مع الطفل رضيع. وبالإضافة إلى ذلك، قد يقلل من حجم الشق إينتيربالبيبرال الصغيرة في الرضع الانعكاس القرنية، مما يجعل الكشف عن وميض الأطفال أكثر صعوبة من البالغين أو كبار السن.
أهمية فيما يتعلق بالأساليب القائمة:
على الرغم من الحاجة إلى التحليل اليدوي كاميرا فيديو والأزمنة أقل فيديو 60 هرتز بالمقارنة مع قياسات الانعكاس 1 كيلوهرتز، جعل هذا معدلات نجاح تحسين تسجيلات الفيديو طريقة متفوقة على استشعار الأشعة تحت الحمراء. على الرغم من أن يتم تسليم نفخة الهواء القرنية أيضا بإرفاق غطاء الرأس نفسه كجهاز استشعار الأشعة تحت حمراء تجاري، يظهر تسليم الحافز لتكون أكثر مرونة لتحديد المواقع من استشعار الأشعة تحت الحمراء، كما يمكن تعديل قوام نفخة الهواء كالمطلوب. هذا يتجنب التكيف المفرط من عقال، الذي يميل إلى الحد من التوافق الرضع. قد تتطلب الباحثين الذين يمكن تحقيق أعلى معدلات النجاح باستخدام جهاز استشعار الأشعة تحت الحمراء لا تزال تدعم التحليل كاميرا الفيديو. للمحاكمات حيث لا يوجد أي رد اييبلينك يمكن كشفها مسجل من قبل جهاز استشعار الأشعة تحت الحمراء، تسجيلات الفيديو يمكن أن نميز بين الاستجابات الحقيقية أو المحاكمات غير صالحة (أيما إذا كان يرتدي الطفل وحدة نفخة الهواء في الموضع الصحيح، إذا لم وميض، أو ما إذا كان فشل استشعار الأشعة تحت الحمراء للكشف عن الطرفة). على قدم المساواة، تسجيلات الفيديو ضرورية للتأكد من النتائج الإيجابية الكاذبة، كما الحركات أثناء المحاكمة يمكن أيضا إنتاج المصنوعات اليدوية يتنكر يومض. العين تتبع جهاز15،16 والكهربائي9،،من1014 عضلة الدويريه العينية هي الأخرى الآلي أساليب الكشف الطرفة التي خارجة عن نطاق هذه الورقة، على الرغم من دون تأكيد البصرية لوحدة نفخة الهواء لتحديد المواقع لكل محاكمة، هذه الأساليب من المحتمل أن تعاني من عيوب نفسه كبرنامج الكشف عن الأشعة تحت الحمراء اييبلينك الموصوفة هنا.
سابقا ركزت الأعمال المنشورة في تكييف طرفه العين على الرضع الأصغر سنا، عادة من 4-5 أشهر عمر؛ ويضيف هذا العمل إلى هذه الهيئة للأدب بوصف تقنيات للاستخدام مع الرضع الأكبر سنا (12 ± 1 شهر عمر) والتحديات الفريدة التي تمثل هذه الفئة العمرية. كما استخدمت مؤلفين آخرين تحليل أشرطة الفيديو (أما وحدها أو بالاقتران مع الكهربائي) مع الرضع9،10،،من1114. النتائج المعروضة هنا تنسجم مع هذه النتائج السابقة التي تشير إلى تحليل الإطار حسب الإطار الفيديو هو أفضل طريقة للكشف عن اييبلينكس في الرضع، كما الكهربائي ورصد الأشعة تحت الحمراء يمكن أن يمثل مشكلة نظراً للوجه والرأس حركات في الأطفال الصغار جداً. ويدعم هذا العمل أيضا استنتاج أن الرضع يمكن تطوير استجابات مشروط حتى في سن مبكرة جداً، على الأقل ل الفاصل زمني تأخير 650 ms9.
التطبيقات المستقبلية:
كما حاول عدد محدود من الدراسات اييبلينك تكييف التجارب البشرية عند الرضع، المعلمات الحافز ينبغي إمعان النظر في المستقبل التجارب. وقد لوحظ تكييف أقرب وقت 10 أيام من العمر17 وعلى الأقل خلال الشهر الأول من الحياة14، على الرغم من أن فترة زمنية طويلة بين الحافز (مثلاً، 1,500 مرض التصلب العصبي المتعدد) يظهر أن تكون أكثر نجاحا في هذه المراحل المبكرة جداً من الطفولة18 . وبالمقارنة، الأطفال تقترب من سن ستة أشهر يمكن أن تكون أكثر موثوقية مكيفة مع فاصل زمني أقصر10، على الرغم من أن أقل من نجاح في البالغين19. 650-مرض التصلب العصبي المتعدد الفاصل الزمني بين اللهجة ونفخة الهواء واقترح للأطفال سنة واحدة في هذا البروتوكول يمكن بنجاح حمل التكييف في 4 أو 5-شهرا الرضع9،10،11، كذلك في كبار السن الأطفال6،7. وهذا يوحي بأن تكييف اييبلينك تنمويا ينظم، بتأخير الأمثل بين اللهجة ونفخة الهواء تتناقص مع10من سن الرضع، على الرغم من أن المزيد من التجارب تكييف هذا البروتوكول المطلوب للتحقيق في هذه معلمات إضافية.
القيود المفروضة على هذا الأسلوب:
يمكن أن يكون تحديا لإعداد EBC وقد يتطلب استكشاف الأخطاء وإصلاحها في كل حالة على حدة. تحديد متى حدث تكييف يصعب تعريفه، وهو أفضل لوحظ خلال المحاكمات أو جلسات عمل متعددة. على سبيل المثال، قد يستخدم بمعدل 40% داخل كل كتلة من 10 محاكمات تكييف تعسفي لتعريف تكييف دراسات أخرى ومقارنة مع أية تغييرات بين الدورات التجريبية المتعاقبة6،،من910، 11. بنجاح إكمال العدد المطلوب من المحاكمات لمراقبة تكييف،، يمكن بالتالي يصعب تحقيقه في صغار الأطفال.
فيما يتعلق بتحليل البيانات، هو أحد التحديات خاصة فصل يومض أثارت التحفيز من عفوية يومض (الذاتية)9. معدل اييبلينكس عفوية مختلفة بين الأفراد ولكن يمكن أن يتأثر بالعوامل البيئية مثل الرطوبة الغرفة، فضلا عن الدول السلوكية. يومض مزدوجة تحدث عندما تكون هناك اثنين من الإغلاق الجفن كاملة في فترة قصيرة جداً من الزمن (مثلاً، 400 مللي ثانية)20، ومن الممكن أن تعكس هذه الومضات العفوية التي تحدث في نفس الوقت انعكاسية (مشروطة أو غير المشروطة) اييبلينك. لاحظ أننا أحياناً يومض مزدوجة في مجموعة البيانات التي لدينا، واستخدام هذا البروتوكول، سجلنا الكمون لطرفة الأول فقط. ومع ذلك، تجاهل هذه المحاكمات قد يزيد اليقين أن التحليل هو التقاط آثار التحفيز يومض فقط.
سوف يحتاج الباحثون أيضا اتخاذ قرارات بشأن الإطار الكمون في لتعريف مشروطة أو استجابة أونكونديتيونيد، فضلا عن ما إذا كنت تريد تحديد زمن الوصول إلى ظهور وميض أو ذروة الطرفة (إغلاق الجفن). هنا حددنا متحفظ استجابة مشروط كطرفة التي قمم قبل 650 مرض التصلب العصبي المتعدد في محاكمات المزدوجة أو مزاوج، توفير اليقين أن الطرفة هو بدأ قبل ظهور نفخة الهواء وليس ردا على نفخة الهواء. ومع ذلك، هذا الإطار الكمون يمكن تمديدها للمحاكمات مزاوج التي عرضت فيها لا نفخة الهواء، لا سيما إذا كان استخدام وميض الذروة لتحديد زمن الاستجابة. المبدأ الهام هنا هو أن تعالج كافة المثيلات بنفس الطريقة، فاحصي كافة، وأن يحدد هذا المعيار قبل أي ابتداء من تحليل البيانات.
وباختصار، يمكن أن توفر إطار بإطار تحليل أشرطة الفيديو طريقة موثوقة واستنساخه لتقييم استجابات EBC الكلاسيكية في الرضع الصغار. وتوفر هذه التدابير مقياس واحد لتعلم السلوك، على الرغم من أن تقييم إنمائي شامل مطلوب لتميز النماء العصبي تماما في مهدها.
Disclosures
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
Acknowledgments
هذه الدراسة كانت تدعمها "نيوزيلندا فحص الرؤية البحوث مؤسسة"، وكالة النهوض بالصحة، صندوق تنمية البحوث كلية "جامعة أوكلاند" وصندوق "جامعة أوكلاند" كلية الطب ببرف.
نحن ممتنون لاثنين من الطلاب البصريات من "جامعة أوكلاند" (الصبي شانون وهاربريت سينغ) الذين أتموا تحليل الفيديو اليدوي لبحث اتفاق في غمضة استجابة القياسات.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Eyeblink conditioning system | San Diego Instruments | Model #2325-0145-W | includes portable airpuff unit and infrared emitter/receiver mounted to adjustable headband; eyeblink stimulus and response detection software; PC interface |
| 4K Ultra HD action camera | RV77 | Model SJ9000 | micro SD/TF card recording 90fps at 720p |
References
- Freeman, J. H., Steinmetz, A. B. Neural circuitry and plasticity mechanisms underlying delay eyeblink conditioning. Learning & Memory. 18 (10), 666-677 (2011).
- Mccormick, D. A., et al. The engram found? Role of the cerebellum in classical conditioning of nictitating membrane and eyelid responses. Bulletin of the Psychonomic Society. 18 (3), 103-105 (1981).
- Bolbecker, A. R., et al. Eye-blink conditioning deficits indicate temporal processing abnormalities in schizophrenia. Schizophrenia Research. 111 (1-3), 182-191 (2009).
- Sears, L. L., Finn, P. R., Steinmetz, J. E. Abnormal classical eye-blink conditioning in autism. Journal of Autism and Development Disorders. 24 (6), 737-751 (1994).
- Oristaglio, J., et al. Children with autism spectrum disorders show abnormal conditioned response timing on delay, but not trace, eyeblink conditioning. Neuroscience. 248, 708-718 (2013).
- Jacobson, S. W., et al. Impaired eyeblink conditioning in children with fetal alcohol syndrome. Alcoholism: Clinical and Experimental Research. 32 (2), 365-372 (2008).
- Jacobson, S. W., et al. Impaired delay and trace eyeblink conditioning in school-age children with fetal alcohol syndrome. Alcoholism: Clinical and Experimental Research. 35 (2), 250-264 (2011).
- Ohlrich, E. S., Ross, L. E. Acquisition and differential conditioning of the eyelid response in normal and retarded children. Journal of Experimental Child Psychology. 6 (2), 181-193 (1968).
- Ivkovich, D., Eckermann, C. O., Krasnegor, N. A., Stanton, M. E. Using eyeblink conditioning to assess neurocognitive development. Eyeblink Classical Conditioning: Volume I. Woodruff-Pak, D., Steinmetz, J. E. , Springer. Boston, MA. 119-142 (2002).
- Klaflin, D. I., Stanton, M. E., Herbert, J., Greer, J., Eckerman, C. O. Effect of delay interval on classical eyeblink conditioning in 5 month old human infants. Developmental Psychobiology. 41 (4), 329-340 (2002).
- Ivkovich, D., Collins, K. L., Eckerman, C. O., Krasnegor, N. A., Stanton, M. E. Classical Delay Eyeblink Conditioning in 4- and 5-Month-Old Human Infants. Psychological Science. 10 (1), 4-8 (1999).
- Nation, K., et al. Video-based data acquisition system for use in eye blink classical conditioning procedures in sheep. Behavior Research Methods. , 1-14 (2016).
- Johnson, T. B., Stanton, M. E., Goodlett, C. R., Cudd, T. A. Eyeblink classical conditioning in the preweanling lamb. Behavioral Neuroscience. 122 (3), 722-729 (2008).
- Reeb-Sutherland, B. C., et al. One-month-old Human Infants Learn About the Social World While They Sleep. Developmental Science. 14 (5), 1134-1141 (2011).
- Kulke, L., Atkinson, J., Braddick, O. Automatic Detection of Attention Shifts in Infancy: Eye Tracking in the Fixation Shift Paradigm. PLoS One. 10 (12), e0142505 (2015).
- Meng, X., Uto, Y., Hashiya, K. Observing Third-Party Attentional Relationships Affects Infants' Gaze Following: An Eye-Tracking Study. Frontiers in Psychology. 7, 2065 (2016).
- Naito, T., Lipsitt, L. P. Two attempts to condition eyelid responses in human infants. Journal of Experimental Child Psychology. 8 (2), 263-270 (1969).
- Little, A. H., Lipsitt, L. P., Rovee-Collier, C. Classical conditioning and retention of the infant's eyelid response: effects of age and interstimulus interval. Journal of Experimental Child Psychology. 37 (3), 512-524 (1984).
- Hoffman, H. S., Cohen, M. E., Devido, C. J. A comparison of classical eyelid conditioning in adults and infants. Infant Behavior and Development. 8 (3), 247-254 (1985).
- Nakanishi, M., Mitsukura, Y., Wang, Y., Wang, Y. T., Jung, T. P. Online Voluntary Eye Blink Detection using Electrooculogram. IEICE Proceeding Series. , (2012).
