使用高密度阵列脑电图（_dEEG）研究婴儿与成人的社会认知能力

本视频的总体目标是演示一种利用高密度阵列脑电图研究婴儿或成人社会认知的实验方案。该方案首先准备用于数据采集的实验装置，并准备用于佩戴的水细胞传感器网；其次，佩戴水细胞地球定位传感器网并测量电极阻抗。

接下来进行基线记录并实施实验。该实验步骤的最后阶段是数据分析。最终，通过高时间分辨率的头皮表面电活动分析，可以获得显示与社会认知过程相关的特异性神经活动的结果。

大家好，我叫Kemi，是David Haley博士的亲子发展心理生物学实验室的一名研究助理。今天，Joanna和我将为大家演示这项研究方案。大家好，我是Joanna。

该方法可用于解答发育神经科学领域中的关键问题，例如大脑如何利用认知功能来处理社会性刺激。与现有的脑成像方法和传统脑电图（EEG）系统相比，该技术的主要优势在于其高时间分辨率、更优的空间分辨率以及传感器网络应用的便捷性。大家好，我是 David Haley。

我们使用脑电图（EEG）系统研究父母与婴儿在社交和认知任务期间的大脑活动。在被试到达实验室之前，确保实验控制计算机、Net Station 软件以及 GeoSesic EEG 系统组件正常运行。同时，务必从实验室内移除所有不必要的、可能造成干扰的物品。根据所实施的实验范式布置实验环境。

这些任务可能包括基于计算机的任务以及各种父母、婴儿和实验性婴儿互动范式。如本视频所示，确保摄像机已充满电，并将摄像机调整到适合当前实验设置的最佳角度。当参与者到达实验室后，向其说明GDS传感器网的应用流程，并详细解释实验的具体内容。

确保受试者或其法定监护人充分理解实验方案，并在开始实验前获得书面的知情同意。对于脑电图（EEG）研究，通常需要从受试者处获取某些可能影响记录到的脑电活动的信息。此类信息可通过施用标准化问卷获得，以帮助实验及时顺利进行。

建议安排两名实验人员在场，一人负责发放问卷，另一人按照本方案下一节所述进行水凝胶地理传感器网络的准备工作。首先，配制一升水凝胶生理盐水电解质溶液，包含一升蒸馏水、11克氯化钾和五毫升婴儿洗发液，确保充分搅拌，直至氯化钾完全溶解。接着，使用卷尺测量受试者头部的头围。

以厘米为单位记录测量值，取出相应尺寸的水凝胶细胞地球仪传感器网。选择一个尺寸，使其涵盖受试者头围测量值所在的范围。将传感器网的传感器端浸入已配制好的电解质溶液中，浸泡五分钟。

确保连接端远离液体。建议使用计时器或秒表以保证计时准确。现在，在控制计算机上打开net station软件，并开始实验控制会话。

在连接传感器网连接器并开始采集数据之前，先进行零点和增益测量。在等待传感器网于电解质中完成浸泡的同时，将受试者带入实验房间，让其坐在无轮的稳固椅子上。对于婴儿受试者，由婴儿的监护人坐在椅子上，让婴儿直立坐在其膝上，确保婴儿整个头部均可接触。使用卷尺和油性记号笔，从一侧耳部经头顶至另一侧耳部进行测量，并标记其中点位置。

然后从鼻根点（NA）经头顶至枕外隆凸（inion）进行测量，并再次标记该测量线的中点。顶点可确定为上述两条测量线中点相交的位置。

浸泡完成后，将传感器网从电解液溶液中取出，放置在干净、干燥的毛巾上。用毛巾轻轻拍打传感器网，以去除多余的电解液溶液。然后将传感器网的连接端交给第二位实验人员，在敷设网络时由其持握。

现在，双手伸入网内，拿起传感器网。握住网时，将拇指稳固但轻柔地按在最中央前部电极的两侧，同时将小指用力抵住连接最靠后一排电极的带子。注意不要过度拉伸该网。

其余六根手指应在网内保持放松，使网的中心部分自然下垂，然后蹲下或跪下，从后向前与受试者保持视线水平，将传感器网拉过受试者的头部。在为婴儿受试者佩戴传感器网时，通常建议有另一位实验人员在场协助。可用指尖轻轻拉扯网带，同时调整位置，使顶点电极对准用油性记号笔标记出的头顶点，以分散婴儿注意力并尽量减少其活动。

系紧耳部和下巴处的绑带，检查解剖学标志点的位置，以确认网状电极帽是否佩戴正确，并进行必要的调整。在开始行为实验之前，需要测量电极阻抗。将传感器网的连接端插入接口电缆中。

将操纵杆转动至锁定位置，然后打开相机。接着在控制室内，于Net Station软件中新建一个会话，输入受试者信息，然后单击开始会话。

由于视频和脑电图信号已同步，实验室内实时视频应显示在屏幕上。现在，选择面板上的下拉菜单，打开阻抗界面，然后点击测量按钮。屏幕上将显示水凝胶干式传感器网阵的布局图。

将此窗口拖动到屏幕边缘，以便在实验室内显示器上打开。确保每个电极均直接贴合在受试者的头皮上。参考阻抗测量窗口，查看显示器上的电极阵列布局。

与头皮接触不良的传感器将显示为红色。请记录下这些电极传感器的编号。现在使用移液管，向这些传感器添加少量先前配制好的电解液溶液，以改善其阻抗。

当电极的阻抗改善且达到理想水平时，蒙太奇上的电极将变为绿色。对于所有电极，请在控制室的阻抗测量窗口中点击“保存并关闭”按钮。现在在Net Station中，打开密集波形显示。

滚动查看波形，注意是否存在因头皮接触不良而导致高幅噪声的通道。返回实验房间，调整有噪声的电极位置，确保其与头皮直接接触。可能需要添加更多电解质溶液。

静息基线记录在高密度阵列脑电图研究中非常重要，因为不同受试者之间的脑电活动存在高度变异性。因此，在开始实验范式之前，应对婴儿受试者进行一些静息状态下脑电活动的基线记录。家长或监护人应留在房间内，让婴儿安静地坐在其腿上。

可以播放《宝宝莫扎特》这类影片，以确保婴儿在基线阶段保持安静和静止。《宝宝莫扎特》是一种结合了古典音乐与色彩丰富的动态图案的视听材料，可在实验室内显示器上播放。现在在Net Station中，点击录制按钮，开始在密集波形显示界面上记录视频和波形数据，同时可插入事件标记，以将行为事件与实验全过程中的脑电活动关联起来。

在波形显示上插入一个基线事件标记，记录约两分钟的标准化基线时间。在高密度阵列脑电图（EEG）研究中，整个实验过程中必须至少有两名实验人员在场。其中一名实验人员负责与受试者互动并实施行为范式。

第二位实验员将留在控制室内，负责监控视频信号，并在密集波形显示中出现相关事件时插入事件标记。现在开始对婴儿参与者采用面对面互动范式进行行为实验。在此，实施一种模仿范式，即实验员使用兔子木偶向婴儿展示一系列独立的动作。

务必在整个实验过程中监测密集波形显示，以确定是否有通道的噪声水平升高。实验结束后，小心松开并取下参与者头部的传感器网，并提供一条毛巾用于擦去多余的电解液。

然后冲洗、消毒并干燥电极帽。最后，向受试者发放方案中需要完成的其余问卷。这些原始脑电波形显示了在三个实验阶段的每个阶段开始的1000毫秒内，单个电极记录到的电压波动情况。

基线表现与即时回忆差异。不同脑区的脑电活动可通过电压振幅的地形图进行可视化。在 mittens 摇动范式的三个阶段期间，头部整个表面的振幅均被记录，颜色谱的单位为微伏（µV）。

观看本视频后，您应能充分理解如何利用高密度脑电图（EEG）研究成人和婴儿的社会认知。我们已通过传感器网的准备与佩戴，以及脑电数据的采集与分析过程，对此进行了演示。