قياس تدفق المعلومات الاتجاهية في بيانات fNIRS-hyperscanning باستخدام طريقة تماسك تحويل المويجات الجزئية

المسح الضوئي المفرط هو طريقة واعدة لوصف العلاقة بين الأفراد وأنه في هذه الدراسة يجد التزامن العصبي بين الأفراد. والسؤال الأكثر أهمية هو تحديد من يتزامن مع من. والطريقة التي نقترحها هنا هي تحديد اتجاه تدفق المعلومات بين الأفراد.

بالمقارنة مع الطرق الأخرى ، فإن الميزة الأكثر أهمية لهذه الطريقة هي إزالة العوامل المربكة المختلفة من التزامن العصبي. على سبيل المثال ، الارتباط الذاتي في كل إشارة. وفي الوقت نفسه، يمكننا الحفاظ على الدقة التشريحية المكانية العالية لكل إشارة.

ابدأ المعالجة المسبقة للبيانات عن طريق تصدير ملفات بيانات تغير تركيز الهيموغلوبين من الجهاز ونقل الملفات إلى تنسيق MATLAB القابل للقراءة. بعد ذلك، قم بإزالة أول وآخر 15 ثانية من البيانات لكل جلسة لتجنب الاستجابات العابرة واستخدام وظيفة MATLAB dededelmate المدمجة لتقليل عينة البيانات من 55.6 هرتز إلى 11.1 هرتز. لتصحيح القطع الأثرية الحركية، قم بتطبيق طريقة مرشح تحويل المويجات المنفصلة مع وظيفة التصفية المناسبة.

استخدم وظيفة PCA المضمنة لإزالة الضوضاء الفسيولوجية العالمية. ثم قم بإزالة أعلى 80٪ من التباين من الإشارات. بعد إزالة ثانيتين أوليتين من البيانات من النساء وآخر ثانيتين من البيانات من الرجال ، احسب قيمة INS WTC التي تقودها النساء مع المعادلة.

وبالمثل ، بعد إزالة ثانيتين أوليتين من البيانات من الرجال وآخر ثانيتين من البيانات من النساء ، احسب قيمة INS WTC التي يقودها الرجال في المرتبة الثانية. كرر الإجراء مع فترات زمنية مختلفة ، N ، مثل N يساوي أربع أو ست أو ثماني ثوان ، عبر أزواج 676 CH المحتملة واحسب قوة INS WTC المتخلفة زمنيا بقيادة النساء والرجال مع المعادلة كما هو موضح من قبل. احسب INS pWTC باستخدام pWTC بنفس الطريقة باستخدام المعادلة.

قم بإنشاء السلسلة الزمنية المتخلفة زمنيا لإشارات fNIRS بين الرجال والنساء وحساب قيم مركز التجارة العالمي المتخلف زمنيا في فترات زمنية مختلفة. قم بإنشاء سلسلة زمنية مرتبطة ذاتيا لإشارات fNIRS للرجال عن طريق إزالة أول ثانيتين وآخر ثانيتين من البيانات من الرجال. بعد ذلك ، احسب قيمة الارتباط التلقائي للثانيتين للرجال.

ثم قم بتقييم قيم مركز التجارة العالمي المرتبطة تلقائيا في فترات زمنية مختلفة. وبنفس الطريقة، قم بإنشاء سلسلة زمنية محاذاة زمنيا لإشارات fNIRS عن طريق إزالة أول ثانيتين من البيانات من الرجال والنساء. ثم احسب مركز التجارة العالمي المحاذي للوقت لمدة ثانيتين.

ثم قم بتقييم قيم مركز التجارة العالمي المحاذاة زمنيا في فترات زمنية مختلفة. أدخل قيم مركز التجارة العالمي المحاذي زمنيا وقيم مركز التجارة العالمي المتخلفة زمنيا وقيم مركز التجارة العالمي المترابطة ذاتيا في فترات زمنية مختلفة في معادلات pWTC، مما يؤدي إلى توليد INS pWTC. في معالجة بيانات fNIRS من المستوى الثاني ، قم بإزالة الضوضاء الفسيولوجية ونطاقات التردد لكل إشارة أعلى من 0.7 هرتز.

بعد ذلك، قم بإزالة نطاقات التردد لكل إشارة أقل من 0.01 هرتز وضمن 0.15 إلى 0.3 هرتز لتصفية تقلبات التردد المنخفضة جدا. قم بتحويل INS باستخدام تحويل Fisher Z ثم متوسط INS عند البعد الزمني. بالنسبة لمتوسط INS في كل فارق زمني ، قم بإجراء اختبار t لعينتين مقترنتين على كل زوج CH عبر نطاق التردد.

ثم حدد جميع مجموعات التردد الهامة. إعادة تعيين العلاقات الديادية عن طريق تعيين المشاركين عشوائيا إلى زوجين جديدين من الأعضاء، مثل المشاركين في دياد التي لم تتواصل أبدا مع بعضها البعض. قم بإجراء اختبار تبديل قائم على الكتلة لتحديد عتبة للنتائج.

أعد حساب INS في كل فارق زمني. إجراء اختبارات t المقترنة في العينة الجديدة وتحديد مجموعات التردد الهامة. ثم حدد الكتلة التي تحتوي على أكبر قيمة T مجمعة قبل تكرار الإجراءات 1000 مرة لإنشاء توزيع فارغ للحد الأقصى لقيم T الموجبة الكاذبة.

قارن قيمة T المجمعة لكل مجموعة تردد محددة في العينة الأصلية مع التوزيع الفارغ للحصول على نتائج إحصائية ذات دلالة. تم إجراء تحليل محاكاة في الدراسة. يوضح التحليل التمثيلي أن INS WTC المتخلف زمنيا مع الارتباط التلقائي كان أعلى بكثير من INS WTC المتخلف زمنيا بدون ارتباط تلقائي و INS pWTC متأخر زمنيا.

وبالإضافة إلى ذلك، لم يكن هناك فرق كبير بين مركز التجارة العالمي INS المتخلف زمنيا بدون ارتباط تلقائي و INS pWTC، مما يشير إلى كفاءة مركز التجارة العالمي في إزالة تأثير الارتباط الذاتي على INS. ولوحظ تأثير هامشي مهم في السياق في حدود 0.4 إلى 0.6 هرتز، أي من الرجال تأخر عن تأثير النساء بمقدار أربع ثوان. وعلى النقيض من ذلك، بالنسبة ل INS pWTC، لم يلاحظ سوى تأثير سياق كبير في حدود 0.4 إلى 0.6 هرتز عندما تأخر نشاط المستشعر والقشرة الحركية للرجال عن نشاط النساء بمقدار أربع ثوان.

وكان نظام الهجرة والجنسية الاتجاهي من النساء إلى الرجال أعلى بكثير في سياقات الصراع منه في السياقات الداعمة. تم التحقق من صحة نتائج INS pWTC باستخدام طريقة السببية Granger. أظهرت النتائج أن INS GC أظهر نمطا مشابها ل INS pWTC.

وكان مؤشر INS الاتجاهي المحسوب من خلال تحليل السببية في جرانجر من النساء إلى الرجال أعلى بكثير في سياقات الصراع منه في السياقات الداعمة. بعد حساب التزامن العصبي باستخدام هذه الطريقة ، من الممكن أيضا إجراء الكثير من الطرق الأخرى. على سبيل المثال ، يمكننا مقارنة تدفق المعلومات الاتجاهي هذا بين سياق الاتصال الاجتماعي المختلف والاتصال الاجتماعي في علاقة اجتماعية مختلفة.

وأيضا ، من الممكن فهم مساهمة سلوكيات الاتصال المختلفة في التزامن العصبي. على سبيل المثال ، سواء كان التواصل اللفظي أو التواصل غير اللفظي يلعب دورا أكثر أهمية في التزامن العصبي.