Methodenartikel

Wie Sie finden Effekte des Stimulus Verarbeitung auf Veranstaltung Verwandte Gehirn Potenziale der enge anderen wenn Hyperscanning Partner

DOI:

10.3791/56120

⸱

31. Mai 2018

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Douglas Mental Health University Institute, 2Department of Psychiatry, McGill University, 3Department of Neurology and Neurosurgery, McGill University

In diesem Artikel

Zusammenfassung

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dieses Protokoll beschreibt die wichtigsten Schritte bei der Beurteilung der Empfindlichkeit des Gehirns von einer Person, die Reizverarbeitung einer engen andere indem Paare Partner auswählen, ihre Elektroenzephalogramm (EEG) gleichzeitig aufnehmen und computing ihre veranstaltungsbezogenen Gehirn Potentiale (ERP).

Zusammenfassung

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Die Partner jedes Paares müssen der McGill Freundschaft Fragebogen ohne Kommunikation passieren können. Jeder Partner sitzt dann vor einem Bildschirm in einem der zwei nebeneinander liegende Zimmer. Diese Räume sind durch eine Glasscheibe getrennt durch die Teilnehmer kommunizieren können Gefühle der Zusammengehörigkeit beibehalten und mit der EEG-Kappe ausgestattet. Nach der Überprüfung auf ausreichende EEG-Signale, die glasüberdachte ist durch einen Vorhang, visuellen Kommunikation zu verhindern. Dann Partner müssen sein Schweigen aber sind angewiesen, die versuchen, im Beisein von ihrem Partner während des gesamten Experiments zu fühlen. Kurz bevor es beginnt, Teilnehmer werden gesagt, dass jeder von ihnen mit einem Bild zu einem Zeitpunkt präsentiert werden und, dass diese Bilder gleichzeitig auftreten, werden Zeit für beide von ihnen auf ihrem eigenen Bildschirm. Sie sind auch angewiesen, dass für jeden Versuch, die gleichzeitige Bilder immer anders sein werden. Allerdings sind unbeknownst zu Ihnen, Studien randomisiert: nur die Hälfte von ihnen stehen im Einklang mit dieser Anleitung und tatsächlich gehören zwei verschiedene Bilder. Diese Studien bilden die DSC, d. h. die verschiedenen Reize Zustand. Die andere Hälfte der Studien sind unvereinbar mit der Anweisung. Sie umfassen zwei identische Bilder und bilden die ISC (identische Reize Zustand). Nach dem Experiment werden die Teilnehmer in zwei Gruppen sortiert: Wer berichtet, dass sie fühlten sich in der Gegenwart ihres Partners bei der Mehrzahl der Studien und diejenigen, die sie nicht gemeldet. Die Auswirkungen der Reizverarbeitung des Partners wird durch Subtraktion der mittlere Spannungen von ERP-Systemen des ISC (Widerspruch zu den Anweisungen) aus den ERP-Systemen der DSC (in Übereinstimmung mit den Anweisungen) in mindestens zwei Zeitfenstern (TWs) gefunden: Erstens in der 75 bis 150 ms TW, wo die absoluten Werte der diese Abzüge größer, vor allem an direkt frontal Standorten, in denen sind, die im Beisein ihrer Partner als in jenen fühlte, die nicht; Zweitens in der LPP Zeit Fenster (d. h. von 650 bis 950 ms Post auftreten), ERP-Systeme deutlich weniger positiv in der DSC als in der ISC in jenen befinden in denen die rohen Ergebnisse der frühen (75-150ms) Subtraktionen negativ sind.

Einleitung

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EEG indiziert die Summen der elektrischen postsynaptischen Reaktionen der großen neuronalen Populationen1 bei der Informationsverarbeitung. 2 diese Reaktionen anbelangt sind bestimmte Muster zu sensorischen, motorischen oder kognitiven Veranstaltungen Zeit gesperrt. Diese "Event-related" Muster des EEG sind ERP-Systeme genannt. 3 ein ERP besteht aus mehreren Umlenkungen (z. B. den N300 N400 & P600). Jeder der diese Durchbiegungen zeichnet sich durch seine Latenz im Vergleich zu Beginn der Veranstaltung, seine Spannung oder Amplitude, die positive oder negative elektrische Polarität und seine Kopfhaut-Verteilung, die Aufschluss über die zugrunde liegenden neuronalen Berechnungen 3.

ERP-Studien ermöglichen es uns, Informationen über die grundlegenden neuronalen Prozesse zugrunde liegenden höherer Ordnung, komplexe kognitive Vorgänge4zu erhalten. Die ERP-Methode dient in erster Linie in psychologischen und neuropsychiatrischen Studien. Die Vorteile mit ERP-Systemen über andere Neuroimaging Modalitäten wie funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) und nah-Infrarot-Spektroskopie (NIRS), dazu gehören seine ausgezeichnete zeitlichen Auflösung, der Forscher die Fähigkeit gibt Folgen Sie der computing Aktivität des Gehirns bis auf die Millisekunde genau, und seine relative Wirtschaftlichkeit. Dies ist entscheidend, wenn zwei Teilnehmer gleichzeitig testen, wie in unserer Studie5,6der Fall ist.

Für dieses Experiment uns interessieren vor allem die späten posterior Positivität (LPP), die ein ERP ist mit einem spätlatenz (d. h. von 250 bis 1000ms post Stimulus Onset). Es ist durch die Präsentation von sinnvollen reizen, wie Worte, Gegenstände, Gesichter und Szenen ausgelöst. Die bekannte P3b-Komponenten gehören zur Familie BVG, welchen Gipfel rund 600 ms post Stimulus Onset für Worte und bei etwa 750 ms für Gesicht und Szene-Reize. Je größer die Menge an neuen Informationen im Arbeitsgedächtnis platziert und somit im Bewusstsein, und desto lebhafter, auffallende und bestimmte diese Information ist, desto größer die Amplitude der dieses Potenzial werden7,8 , wenn ein Reiz- oder eine beliebige Aspekt davon, wie der genaue Zeitpunkt des Auftretens-ist unerwartet, es löst eine größere BVG als wenn der Reiz und seine Aspekte voll vorhergesagt werden. Eine sehr große Anzahl der kognitive Faktoren kann sich somit auf die Amplitude der LPP8,9auswirken.

Aufnahme des EEG zwei Teilnehmer gleichzeitig auf visuelle Reize ausgesetzt sind, kann uns bewerten, unabhängig davon, ob die Hirnaktivität von einem Thema das andere Gehirn Elektrodynamik beeinflussen könnten, wenn keiner sieht, was seine/ihre Partner gezeigt wird helfen.

Angesichts dieser ERP-Spannungen, Kopfhaut, Verteilungen und Latenzen, die alle Hinweise darauf geben, welche neuronalen Berechnungen auftreten, sie können gemessen werden, um keine externen Auswirkungen auf das Gehirn zu testen und erkennen Unterschiede in der Verarbeitung von visuellen Reizen in Paaren von eng Verwandte Personen. Um die Existenz solcher Auswirkungen zu testen, konzentrierten wir uns auf eine operative Hypothese: die BVG, hervorgerufen durch einen visuellen Reiz in einer Person betroffen sein könnten, durch die Anregung zu seinem Partner angezeigt. Diese Hypothese basiert somit auf die Idee, dass wenn Reizverarbeitung von einer Person auf die neuronalen Aktivitäten einer anderen Person auswirkt, diese neue Informationen aus dem Gehirn des ehemaligen die Amplitude der BVG im letzteren modulieren könnte.

Eine genauere Hypothese wurde eine ergänzende Idee gebaut. Die Auswirkungen der Verarbeitung des Reizes auf die Aktivität des Gehirns einer engen anderen sollte verhindert werden, wenn der Stimulus bekannt ist, anders gesehen, durch die Nähe zu anderen. In der Tat stellt diese Auswirkungen in dieser Situation einen irrelevanten Eingriff dar. Um dieses Wissen zu erstellen, erfuhren die beiden Teilnehmer eines jeden Paares, dass sie mit unterschiedlichen Stimuli präsentiert werden würde. Allerdings waren nur die Hälfte der Studien des Experiments konsistent mit dieser Belehrung. Sie bilden damit die verschiedenen Reiz Zustand, die DCS. Die andere Hälfte der Studien waren unvereinbar mit dieser Belehrung. Dort die Reize präsentiert gleichzeitig auf die beiden Themen jedes Paares waren die gleichen und somit den gleichen Reiz Zustand, der ISC gemacht. Diese letztgenannte Voraussetzung wurde verwendet, um haben eine Kontrollbedingung, in dem die Hemmung nicht entwickeln sollte, wie es die Informationen entsprechend den Reiz tatsächlich bis zum Ende präsentiert betreffen würden andere. Unsere Vorhersage war, daß, in Ermangelung einer solchen Hemmung Weitere Informationen den Inhalt des Arbeitsgedächtnisses, komme die Verantwortlichen größere LPPs in der ISC als in der DSC sein könnte. Darüber hinaus finden solche ERPs Unterschiede würde bestätigen die Möglichkeit eines Effekts des Stimulus Verarbeitung auf den ERP-Systemen einer engen andere angesichts der Tatsache, dass Themen dem eigentliche Reiz ihrer Partner sehen können wird vorgestellt mit.

Diese Vorhersagen wurden bestätigt, in zwei früheren Versuche, die zeigten auch, dass die beiden Teilnehmer eines jeden Paares sozial enger sein musste und nicht fremd. 10 , 11 jedoch wurden bei diesen versuchen die beiden Teilnehmer dieser Paare nicht akustisch und optisch getrennt. Trotz der extremen Unlikeliness, dass die ERP-Wirkungen beobachtet könnte darauf zurückzuführen sein klassischer visuelle und/oder akustische Kommunikation zwischen den Partnern und die Bedeutung der Ergebnisse hätten für soziale Kognition gegeben, wir beschlossen, ein Glas - einzuführen und eine Vorhang-Trennung zwischen den Partnern zu überprüfen, ob die ERP-Unterschiede bestehen.

Allerdings waren wir uns bewusst, dass auf diese Weise die Teilnehmer nicht mehr zusammen während des Experiments fühlen könnten und dass dies einen Einfluss haben könnten. Daher, wir fühlten uns wichtig, die Teilnehmer zu versuchen, die Anwesenheit ihres Partners während des gesamten Experiments fühlen zu erinnern und an das auswertungsgespräch wir fragte sie, ob sie es geschafft, dies zu tun.

Darüber hinaus in den ersten beiden Experimenten, die Beurteilung der Auswirkungen des Reizes, die Verarbeitung auf dem ERP schließen Müdigkeit andere 10,11, DSC und der ISC wurden entsprechend verschiedene Blöcke von Studien, um zu verhindern, Strategie, Verzerrungen und anderen verwirrt, die experimentellen Bedingungen für dieses Experiment nun randomisierte Studien innerhalb von Blöcken entsprechen.

In diesem neuen Experiment sitzen jeweils zwei Teilnehmer (A und B) vor ihren eigenen Computer-Bildschirm in zwei benachbarten Räumen. Die Wand, die sie trennt enthält eine 86 von 178 cm Glas-Fenster, das auf beiden Seiten durch einen Vorhang fällt. So sind die Teilnehmer sitzen nebeneinander aber weder sehen noch hören einander während des eigentlichen Experimentes. Jedoch direkt vor dem Experiment, wenn sie mit der EEG-Hauben ausgerüstet werden, die Vorhänge sind geöffnet und die Teilnehmer können einander sehen und ein Gefühl der Nähe zu erhalten. Sobald sie mit einem EEG Kappe ausgestattet sind ihre Hirnaktivität aufzeichnen und die EEG-Signale werden auf Qualität geprüft, sind die Vorhänge geschlossen. Jedoch werden vor allem Teilnehmer angewiesen, weiterhin Gefühl der Anwesenheit ihres Partners während des gesamten Tests versuchen. Die On-Screen-Richtlinien weisen Sie jeder Teilnehmer versuchen und merken Sie sich die Bilder, die gleichzeitig jeweils auf den jeweiligen Bildschirm blinkt, und Vermeidung übermäßigen blinken und Gesichtsbewegungen.

Ihren Glauben an die Natur der beiden Bilder ist experimentell gesteuert über das On-Screen-Richtlinien, die eindeutig informieren, dass sie immer auf verschiedene visuelle Reize als das, was ihren Partner präsentiert werden ausgesetzt werden. Sieht jedoch wie bereits erwähnt, jeder Teilnehmer 200 Bilder, die 100 davon sind eigentlich anders vorgestellt, ihre Partner und bilden den konsistenten Zustand oder DSC (d. h. der verschiedenen Reiz-Zustand) und 100, die davon eigentlich die gleichen sind wie die, die ihren Partner vorgestellt. Sie bilden die inkonsistenten Zustand oder ISC (d. h. die identischen Reiz-Bedingung). So werden bei einer inkonsistenten ISC-Studie beide Teilnehmer gleichzeitig mit einem identischen Bild vorgestellt. Während einer konsistenten DSC-Studie werden beide Teilnehmer gleichzeitig mit einem anderen Bild dargestellt. Die Reihenfolge dieser Studien ist randomisiert.

Wir untersucht systematisch die ERP-Systeme in Zeitfenstern früher als der LPPs Indizes die Hemmung zu erkennen, die die verschiedenen Reize-Anweisung ausgelöst werden soll, wenn die Reize des Prozesses tatsächlich unterscheiden. Wir fanden, dass zwischen 75-150ms Post Bild einsetzen, der Absolute Wert der Subtraktion des Mittelwertes, die Spannungen von ERP-Systemen der DSC Studien von derjenigen der ISC-Trails mehr Teilnehmer waren, die zusammen während des Experiments als in jenen, die nicht gefühlt. Dies wurde direkt frontal Elektrode Standorten, vor allem bei F8, und damit über die Ventro-lateralen präfrontalen Cortex beobachtet. Basierend auf unseren bisherigen Arbeiten auf Hemmung und negative ERP-Komponenten16,17,18, haben wir ausgewählt, unter den Teilnehmern, die zusammen, die waren in denen ERP-Systeme, DSC-Studien negativer als die ISC-Prüfungen und somit diejenigen, bei denen die Hemmung aufgetreten sein kann. Wie erwartet, hatten diese Teilnehmer deutlich kleiner LPPs für den konsequenten DSC-Studien als für den Widerspruch ISC-Studien (Siehe Abbildung 4). Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine größere Menge von Informationen den Inhalt eingegeben des Arbeitsgedächtnisses in ICS versuchen, mit diesen Informationen potenziell immer hervorstechenden und/oder lebendig, und/oder integriert mit mehr Selbstvertrauen. Darüber hinaus beweisen sie die Existenz eines Effekts des Stimulus Verarbeitung auf ERP-Systeme von schließen andere angesichts der Unmöglichkeit für die Teilnehmer zu sehen, das Bild tatsächlich zu ihren Partnern und die Unmöglichkeit zu kommunizieren vorgestellt.

Protokoll

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Alle hier beschriebene Methoden wurden vorab von der Douglas Institut Forschung und Ethik-Gremium genehmigt.

1. Teilnehmer Rekrutierung, im Labor Begrüßung und Fragebögen

  1. Rekrutieren Sie Paare der Teilnehmer (in der Nähe Freunde/Geschwister/Ehegatten Alter 18-35) zu und informieren sie zu, haben sie separat füllen eine Freundschaft Förderfähigkeit Fragebogen bei der Ankunft im Labor dafür nur schließen, die andere in das Experiment [siehe enthalten sind Anhang 1 für eine Beispiel-Anzeige].
  2. Stellen Sie sicher, dass sie alle die anderen Einschlusskriterien (d.h. Rechtshänder, Universität Bildungsabschluss, perfekte oder korrigierte, perfekte Sicht, keine Kontaktlinsen, keine Dreadlocks, keine Drogen, keine psychiatrische Erkrankung keine Nutzung oder psychotropen Medikationen) entsprechen. Planen Sie ihren Besuch ins Labor, wenn sie berechtigt sind.
  3. Begrüßen Sie die beiden Teilnehmer bei ihrer Ankunft im Labor. Einwilligung, trennen sie und jeder Teilnehmer füllen Sie die Freundschaft Förderfähigkeit Fragebogen und McGill Freundschaft Fragebogen allein haben.
  4. Hiermit wird ihre Haltung über ihre Beziehung zu beurteilen und Partner ausschließen, die nicht nah genug und erreichen nicht die Mindestpunktzahl von 13 richtige Antworten.
  5. Sobald ihre Antworten zu den Lab Datenbank gesendet wurden, überprüfen Sie für mindestens 13 richtige Antworten von jedem Teilnehmer.
  6. Begleiten Sie die Partner in die EEG-Aufzeichnung-Räume. Schalten Sie die Reiz-Präsentation-Computer und dem EEG Erwerb. Starten Sie die EEG Erwerb Anwendung [Foto 1] und setzen Sie den Status der EEG-Kanäle zu "Impedanztest" [Foto 2].
  7. Haben Sie jeder Teilnehmer sitzen an einem bestimmten Computer-Schreibtisch in den angrenzenden Räumen, die durch eine Glasscheibe getrennt. Halten Sie die Vorhänge offen, so dass jeder Teilnehmer seine oder ihre Partner sehen kann. Ermutigen Sie sie, (z. B. über ihre Antworten auf die Freundschaft Förderfähigkeit Fragebogen) zu sprechen, um das Gefühl der Anwesenheit des anderen zu erhalten.

2. Elektrode GAP Platzierung (siehe Gu Et Al., 2014)

  1. Messen Sie die Größe des Kopfes des Teilnehmers und mit dem Bleistift Fp1 und Fp2 Elektrode Seiten markieren und wählen die Kappe der entsprechenden Größe.
  2. Reinigen Sie Stirn und Ohrläppchen jedes Teilnehmers mit einem Alkoholtupfer.
  3. Fügen Sie zwei frontalen klebrige Schwamm Scheiben im EEG Elektrode Deckel Fp1 und Fp2.
  4. Legen Sie die klebrigen Enden der Scheiben gegen die Stirn des Teilnehmers an den markierten Stellen Fp1 und Fp2. Bitten Sie die Teilnehmer, drücken sie fest und ziehen die Kappe über den Kopf, um gemütlich die Schädel passen. Überprüfen Sie, ob die Kappe über den Kopf (sowohl von rechts gegen Links und vorwärts vs. rückwärts Perspektiven) symmetrisch angebracht ist und dann verbinden Sie das EEG-Outlet mit dem Verstärker Stecker.
  5. Mit einer 10mL Spritze mit stumpfen Nadel Tipp, sanft, aber bestimmt Tippen Sie auf die Kopfhaut des Teilnehmers und bewegen Sie die Nadel seitwärts, um die Haare auseinander zu necken. Fügen Sie leitendes Gel (~0.5mL) aus dieser Position auf der Kopfhaut und bis zu eine Spalte des Gels in die Masseelektrode zuerst erstellen. Dann stecken Sie beide ohrelektroden Gel und an den Ohrläppchen anhängen. Schließen Sie die linke Ohr Elektrode in den oberen Kanal und das Recht ein, die als Referenz, darunter in der Verstärker-Box verwendet werden.
  6. Ausgestattet mit einer sterilisierten Nadel stumpfe Spitze zuvor an der Spritze, die Haarsträhnen auseinander durch wackeln die Spritze in den anderen Elektrode Websites, um sicherzustellen, dass die Spitze in Kontakt mit der Kopfhaut ist zu bewegen. Starten Sie dann einfügen leitendes Gel in jedem der anderen Elektrode Platzierungen mit einer langsamen Aufwärtsbewegung um eine Spalte mit Gel zu bauen, die von der Kopfhaut mit dem Metall der Elektrode gehen wird.
  7. Verwenden Sie eine sterile spitzen Nadel vorsichtig und sanft Kratzen an der Oberfläche der Kopfhaut durch jede Elektrode, beginnend mit dem Boden und die Ohren, um abgestorbene Hautzellen zu entfernen und elektrische Leitfähigkeit zu erhöhen, indem er das Gel machen Kontakt mit den lebenden Zellen der Kopfhaut und Ohrläppchen.
  8. Suchen Sie nach richtigen Impedanz während die Kopfhaut kratzen. Die Lichter, die Elektrode-Kanäle auf den Verstärker Boxen entspricht ändert Farbe von Orange auf Grün als Impedanz für jeden Kanal 5 kΩ unterschreitet [siehe Foto 3].
    1. Hinweis: Wenn eine bestimmte Elektrode nicht einwandfrei funktioniert, fügen Sie mehr Gel und vorne ein bisschen mehr mit der Nadel hinzu. Wenn das Problem weiterhin besteht, verwenden Sie einen Verknüpfung Draht durch Einstecken in den Schlitz für die fehlerhafte Elektrode auf die Verstärker und das andere Ende an der Platzierung der Elektrode in der EEG-Kappe einhaken.

(3) EEG/ERP-Datenaufzeichnung 4. EEG/ERP-Daten-Erfassung

  1. Kurz vor dem Experiment weisen Sie die Teilnehmer versuchen, ihre Partner während des gesamten Tests spüren dürfen. Ziehen Sie die Vorhänge auf beiden Seiten des Fensters Doppelverglasung, Dämpfen Sie das Licht, und schließen Sie die Tür jeder Teilnehmer Platz.
  2. Geben Sie den entsprechenden Befehl für die gegebene Anregung Sequenz um die Stimulus-Präsentations-Software laufen. Starten Sie dann das EEG der beiden Teilnehmer aufzeichnen, während sie gleichzeitig mit der visuellen Stimuli präsentiert werden.
  3. Sobald die Reiz Präsentation Sequenz abgeschlossen ist, beenden Sie die EEG-Daten.
  4. Am Ende des Experiments sorgfältig Entfernen der EEG-Hauben und unterstützen die Teilnehmer waschen und trocknen ihre Haare.
  5. Nachdem die Teilnehmer ihre Haare entfernt haben, haben sie einen debriefing Fragebogen ausfüllen, in dem sie den Grad Berichten, fühlten sich die Anwesenheit ihres Partners, speziell bei welcher Teil des Experiments und für wie lange sie so gefühlt.
  6. Lösen Sie die Kappe und Ohr Elektroden aus den Verstärkern, entfernen Sie die Einweg-Schwamm-Scheiben und reinigen Sie die Kappe und Ohr Elektroden unter fließendem Wasser. Verwenden Sie eine milde Seife und einem Zahnstocher zu löschen das Gel von den Elektroden, spülen Sie gründlich und EEG Kappe an der Luft trocknen lassen.
  7. Speichern Sie die aufgezeichneten Daten auf USB-Stick durch das USB-Laufwerk in einen USB-Port auf dem EEG Daten Akquisition Computer einfügen und ziehen die Datendatei in der USB-Verzeichnis. Übertragen Sie anschließend die Daten auf einen anderen Computer zur Datenverarbeitung.

4. Datenverarbeitung

Hinweis: alle Datenverarbeitung erfolgt mit EEGLab.15

  1. Öffnen Sie die Datenverarbeitung Software [siehe Tabelle der Materialien] und dann EEGLab durch Eingabe von "Eeglab" in der Kommandoschnittstelle [siehe Screenshot 1 & 2].
  2. Importieren Sie die Datendatei. Für diesen Schritt zuerst klicken Sie auf "Datei" auf dem EEGLAB-GUI, wählen Sie "Daten importieren", wählen Sie "Using EEGLAB Funktionen und Plugins", und klicken Sie auf "von EDF/EDF / GDF-Dateien (BIOSIG Toolbox)" [siehe Screenshot 3]. Wählen Sie die gewünschten Daten-Datei.
  3. Erstellen und EEG Ereignisliste, bestehend aus einer Liste von Einträgen, die den Unterschiedstypen von visuellen Reizen zu entsprechen, die während verwendet wurden, experimentieren (d.h. das gleiche Bild, geglaubt, um verschiedene beschriftete "S-BD" und das andere Bild glaubte, anders zu sein mit der Bezeichnung "D-BD"). Um dies zu tun, klicken Sie auf "ERPLAB" auf dem EEGLAB-GUI, wählen Sie "EventList", und klicken Sie auf "Erstellen EEG EVENTLIST" [siehe Screenshot 4]. Geben Sie in dem neuen Fenster die entsprechenden Informationen unter "Event Info" und "Bin Info (optional)" für die S-BD-Kategorie und klicken Sie auf "Update-Linie". Wiederholen Sie diesen Vorgang für die D-BD-Kategorie. Klicken Sie auf "Anwenden" [siehe Screenshot 5].
  4. Extrahieren Sie die Lagerplatz-basierte Epochen, jede Epoche (oder Testversion) bestehend aus einem einzigen ERP-Wellenform, die 1.204 ms von-204ms erstreckt sich über zu 1000ms, wo 0 dem Beginn des visuellen Reizes entspricht. In diesem Schritt wählen Sie "ERPLAB" auf dem EEGLAB-GUI und klicken Sie auf "Extract bin-basierte Epochen" [siehe Screenshot 6]. Schreiben Sie in dem neuen Fenster unter "Bin-basierte Epoche Zeitbereich (ms)" "-204-4". Klicken Sie auf "Ausführen" [siehe Screenshot 7].
  5. Durchführen Sie Artefakt-Erkennung auf den Epochen. Dieser Schritt entfernt alle Versuche, die verändert haben wurde durch Verstärker Sättigung oder A/D-Clipping. Epochen mit Segmenten, die schlechter als-100 Mikrovolt und/oder überlegen + 100 Mikrovolt werden für die 4 vorderen EEG-Elektroden (Fp1, Fp2, F7 und F8) beseitigt werden. In ähnlicher Weise werden Epochen mit Segmenten, die schlechter als-75 Mikrovolt und/oder überlegen + 75 Mikrovolt sind für die verbleibenden 24-Frontal-Elektroden gelöscht. Darüber hinaus werden Epochen mit Segmenten, die flachen Linien enthalten, die mehr als 100ms bestehen in allen 28 Elektroden ausgeschnitten. Um die extreme Spannungen zu beseitigen, zuerst klicken Sie auf "ERPLAB" auf dem EEGLAB-GUI, dann wählen Sie "Artefakt Erkennung in epoched Daten" und klicken Sie auf "einfache Spannungsgrenze" [siehe Screenshot 8]. In dem neuen Fenster unter "Testzeitraum (Beginn-Ende) [ms]," schreiben "-204 1000"; unter "Spannung begrenzt [uV] (z. B.-100 100):" schreiben Sie "-100 100"; Schreiben Sie unter "Kanäle", "1:4" (um nur die 4 vorderen Elektroden auszuwählen). Wählen Sie "Akzeptieren" [siehe Screenshot 9]. Wiederholen Sie diesen Vorgang für die restlichen 24 Elektroden, die entsprechenden Änderungen gegebenenfalls (d.h. "-75 75" statt "-100 100" für die Spannungsgrenzwerte schreiben, schreiben "05:28" anstelle von "1:4", um die restlichen 24 Elektroden auszuwählen). Als nächstes um die flachen Linien zu entfernen, klicken Sie auf "ERPLAB" auf dem EEGLAB-GUI, wählen Sie "Artefakt Erkennung in epoched Daten", und klicken Sie auf "Sperren & flat Line" [siehe Screenshot 10]. In dem neuen Fenster unter "Testzeitraum (Beginn-Ende) [ms]", schreiben Sie "-204 1000"; unter "Amplitude Toleranz (Einzelwert, z. B. 2):", schreiben "- 1e - 07 1e - 07"; unter "Duration [ms]" schreiben "100"; Schreiben Sie unter "Kanäle" "01:28" (markieren Sie alle 28 Elektroden). Wählen Sie "Akzeptieren" [siehe Screenshot 11].
  6. Die gemittelten ERP-Systeme der einzelnen Teilnehmer für jede Bedingung (konsistent vs. inkonsistent) zu berechnen. Um dies zu tun, klicken Sie auf "ERPLAB" auf dem EEGLAB-GUI und wählen Sie "Compute gemittelt ERP-Systeme" [siehe Screenshot 12].
  7. Berechnen Sie die grand Durchschnittswerte für die ERP-Sets in jedem Zustand (konsistent vs. inkonsistent) zu und zeichnen Sie die resultierenden ERP-Wellenformen. Für diesen Schritt Klicken Sie auf "ERPLAB" auf dem EEGLAB-GUI und wählen Sie "Durchschnitt ERPsets (Grand Durchschnitt)" [siehe Screenshot-13]. Fügen Sie in dem neuen Fenster die relevanten ERP legt fest, indem Sie auf "Erpset hinzufügen" und klicken Sie auf "[Siehe Screenshot 14] RUN". Um die ERP-Wellenformen zu zeichnen, klicken Sie auf "ERPLAB" auf dem EEGLAB-GUI, klicken Sie auf "Plot ERP", und wählen Sie "Plot ERP Wellenformen" [siehe Screenshot-15]. In dem neuen Fenster unter "Zeitbereich (min-Max, in ms)" schreiben "-204.0 1000,0" und klicken Sie auf die Schaltfläche "positive liegt" (dadurch ändert sich die Beschriftung der Schaltfläche, "negative ist" sodass negative y-Werte über der x-Achse angezeigt werden); Wählen Sie "Topographic" unter "Style" und ändern Sie die "w" und "h" Werte "0,1". Klicken Sie auf "PLOT" [siehe Screenshot 16].

Ergebnisse

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Drei Figuren wurden hier vorgestellt. Jeder Teil dieser Figuren (28 Teile insgesamt) repräsentiert einen einzelnen EEG-Kanal mit eigenem Label (d.h. Fp1, Fp2, F7, F8, etc..). Abbildung 1 zeigt ein typisches Beispiel für "gute" Ergebnisse mit ERP-Wellenformen von einem einzelnen Teilnehmer erhalten. Die schwarzen Linien entsprechen den konsistenten Zustand und die roten Linien entsprechen zum inkonsistenten Zustand. Im Gegensatz dazu zeigt Abbildung 2 "schlechte" Ergebnisse durch eine problematische Sitzung für die Wellenformen entweder unverständlichen ERP-Komponenten, flach Futter, Schildern oder Lärm. Diese wurden auch von einem Teilnehmer gewonnen. Die schwarzen Linien entsprechen den konsistenten Zustand und die roten Linien entsprechen zum inkonsistenten Zustand. Abbildung 3 zeigt einen großen Durchschnitt von 27 ERP-Sets von den Teilnehmern, die zusammen während mehr als 50 % des Experiments gefühlt. Die schwarzen Linien entsprechen Kategorie Steuerelement konsistente und die roten Linien entsprechen der kritischen inkonsistente Kategorie. Abbildung 4 ist eine Darstellung des Durchschnitts der ERP aus 13 Personen zusammen fühlte sich mehr als 50 % der Studien und für wen die F8-Elektrode-Website für das 75-150ms Zeitfenster der inkonsistente Zustand positiver war. Die inkonsistente Zustand ist positiver als die konsistenten Zustand für die meisten Elektroden.

figure-results-1
Abbildung 1 : Typische "gute" Ergebnisse, ERP-Systeme von einem Teilnehmer darstellt. Jedes Teil (28 Teile insgesamt) repräsentiert einen einzelnen EEG-Kanal mit eigenem Label (d.h. Fp1, Fp2, F7, F8, etc.). Die ERP-Komponenten sind in den Wellenformen definiert. Die schwarzen Linien entsprechen der konsistenten Zustand (verschiedene Impulse Zustand oder DSC) und die roten Linien entsprechen zum inkonsistenten Zustand (identische Reiz Zustand oder ISC). Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

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Abbildung 2 : Typische "Schlechte" Ergebnisse, ERP-Systeme von einem Teilnehmer darstellt. Jedes Teil (28 Teile insgesamt) repräsentiert einen einzelnen EEG-Kanal mit eigenem Label (d.h. Fp1, Fp2, F7, F8, etc.). Die schwarzen Linien entsprechen den konsistenten Zustand (DSC) und die roten Linien entsprechen zum inkonsistenten Zustand (ISC).
Die ERP-Komponenten sind nicht gut definiert in den Wellenformen und viele zeichnen sich durch eine flache Linie (d. h. F8, Fc4). Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

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Abbildung 3 : Grand Durchschnitte von ERP-Systemen der 27 Teilnehmer zusammen fühlte. 
Jedes Teil (28 Teile insgesamt) repräsentiert einen einzelnen EEG-Kanal mit eigenem Label (d.h. Fp1, Fp2, F7, F8, etc.). Die schwarzen Linien entsprechen den konsistenten Zustand (DSC) und die roten Linien entsprechen zum inkonsistenten Zustand (ISC). Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

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Abbildung 4 : Grand Durchschnitte von ERP-Systemen der 13 Teilnehmer, die fühlte sich zusammen und für wen war die ERP-Systeme, die konsequente DSC-Studien am F8 Elektrode Standort zwischen 75-150ms als ERP-Systeme, die inkonsistenten ISC-Studien negativere. Jedes Teil (28 Teile insgesamt) repräsentiert einen einzelnen EEG-Kanal mit eigenem Label (d.h. Fp1, Fp2, F7, F8, etc.). Die schwarzen Linien entsprechen den konsistenten Zustand und die roten Linien entsprechen zum inkonsistenten Zustand. Gibt es ein signifikanten Unterschied in der 600-900 ms Zeitfenster zwischen die konsistente und inkonsistenten Zustand bei F3 (p = 0,024), F4 (p = 0,001), Fz (p = 0,024), Fc3 (p = 0,041), Fcz (p = 0,022), Fc4 (p = 0,002), Ft8 (p = 0,004), C3 (p = 0,022), und T4 (p = 0,039) , mit der inkonsistenten Zustand mehr positiv. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

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Diskussion

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In unserer Untersuchung über die Möglichkeit, dass das Gehirn eines Menschen empfindlich auf die Reizverarbeitung eines anderen verzeichneten wir das EEG von Paaren der Teilnehmer, wie sie jeweils eine Reihe von Bildern präsentiert wurden.

Wir manipulieren die Gleichheit der Bilder, die an beide Teilnehmer gezeigt wurden. Jede Person wurde angewiesen, über On-Screen-Richtlinien, dass was er/Sie sehen würde immer von was seine/ihre Partner würde abweichen würde. Die Hälfte der Zeit, wurden die Teilnehmer verschiedene Bilder (d.h. konsistenten Zustand) und die Hälfte der Zeit, das gleiche Bild (d. h. inkonsistenten Zustand) gezeigt. Studien wurden zwischen inkonsistent und einheitliche Bedingungen randomisiert.

Wenn die Reizverarbeitung eines die Elektrodynamik der anderen Gehirn und umgekehrt beeinflussen kann, könnte die mittlere Spannungen der LPP-Komponente für die inkonsistenten Studien unterscheiden sich von denen der konsequente diejenigen über Sitzungen sein. In der Tat unsere vorläufigen Ergebnisse sind in Übereinstimmung mit unserer Hypothese: die BVG-Werte für die kritische Sitzung unterscheiden sich von denen der Control-Sitzung als Funktion der Konsistenz. Dieser Effekt aufgetreten in Ermangelung von Block Bias und jede mögliche verdeckte Erkennung von Inkonsistenzen durch Lärm des Partners, wie z. B. Änderungen der Atmung durch schockierende visuelle Reize induziert.

Ziel dieses Artikels war es, eine neuartige Paradigma mit EEG zu Testzwecken Paare von Teilnehmern gleichzeitig einzuführen. Über die eigentliche EEG-Aufzeichnung ist es wichtig, ein paar Punkte zu bearbeiten. Erstens ist es sehr wichtig, dass die Kappe fest geeignet ist. Eine Mütze, die zu groß ist kann die Qualität der Aufnahme beeinflussen, indem mit instabilen Gel Spalten und somit unterschiedliche Impedanz-19. Zweitens ist es auch wichtig, dass die Teilnehmer verstehen, dass sie übermäßige Bewegungen vermeiden müssen, blinken oder beugen des Gesichts und zervikaler Muskeln, wie diese potenziell die EEG-Spuren, verzerren werden rendering der Daten sehr schwierig zu interpretieren20. Nach dem Experiment muss die Ausrüstung richtig gereinigt werden, um sicherzustellen, dass die Elektroden nicht elektrisch durch trockene Gel Rückstände, isoliert die zukünftige Signal Sammlung beeinträchtigen könnten. Drittens gibt es Probleme im Signal, etwa durch Lärm oder flachen Linien, sicherstellen Sie, dass der Boden und die Referenz Elektroden richtig angeschlossen sind. Verringerung der Impedanz des alle Elektroden reduziert Rauschen wie es verhindert sie als Antennen, die elektromagnetische Umgebungsgeräusche zu erfassen. Wenn es Probleme in der Konnektivität, das Gel muss deshalb erneut angewendet und und die Kopfhaut unter den Elektroden wieder zerkratzt. Wenn auf das EEG gibt es Myograms, dürfen wir zulassen, das Thema zu entspannen, erinnert ihn/Sie seine/ihre Gesichts- und zervikalen Muskeln bevor Sie fortfahren mit dem Experiment zu entspannen.

Zu Beginn jedes EEG-Experiment ist es wichtig, die Grenzen verbunden mit dieser Technik nicht vergessen. Z. B. möglicherweise der suboptimale räumliche Auflösung etwas zu prüfen. Ein weiterer Aspekt ist das EEG Empfindlichkeit gegenüber Augenzwinkern, Muskelaktivität und Körperbewegungen, die Artefakte in der Aufnahme21vorstellen. Insgesamt können diese Einschränkungen mit alternative bildgebende Methoden wie fMRI und NIRS oder durch die Kombination von EEG mit diesen alternativen angesprochen werden. Trotzdem hat in Bezug auf alternative bildgebende Techniken, EEG seine eigenen Vorteile, das offensichtlichste wird seine bemerkenswerte Zeitauflösung erlauben Forschungen, neuronalen Aktivität in der Größenordnung von Millisekunden zu erforschen. Es ist auch eine nicht-invasive und Schmerz Kostenloses Tool, kein Risiko für die Teilnehmer darstellen. Darüber hinaus ist EEG relativ billig im Vergleich zu anderen bildgebende Verfahren. Insofern war es die offensichtliche Wahl der Überwachung in der neuartigen paar Tests Ansatz in diesem Artikel vorgestellten Technik.

Offenlegungen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Es gibt keine Interessenkonflikte zu berichten.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
EEG-ErfassungssoftwarePsychlabhttp://www.psychlab.com/softw_general.html
8 digitale EEG-Verstärker (NuAmp)Neuro Scan Labs
2 Computer
MatlabThe MathWorks, Inchttp://www.mathworks.com/products/matlab/
EEGLab Matlab Toolboxhttp://sccn.ucsd.edu/eeglab/
ERPLAB Toolboxhttp://erpinfo.org/erplab
Software zur Erzeugung von ReizenE-Prime
ECI ElektrodenkappeElectro-cap International, Inchttp://www.electro-cap.com/index.cfm/caps/
Spezielles Kopfmaßband (4-farbiges Farbband)Electro-cap International, Inchttp://www.electro-cap.com/index.cfm/supplies/
Einweg-SchwammscheibenElectro-cap International, Inchttp://www.electro-cap.com/index.cfm/supplies/
KappengurteElectro-cap International, Inchttp://www.electro-cap.com/index.cfm/supplies/
Electro-gelElectro-cap International, Inchttp://www.electro-cap.com/index.cfm/supplies/
Blunt Needle (BD Vacutainer PrecisionGlide Multiple Sample Needle)Becton, Dickinson and Company
2 SpritzenElectro-cap International, Inchttp://www.electro-cap.com/index.cfm/supplies/
4 OhrelektrodenElectro-cap International, Inchttp://www.electro-cap.com/index.cfm/supplies/
Alkohol-Tücher
2 Rotstifte
Einrichtungen und Hilfsmittel für die Teilnehmer, um ihre Haare nach dem Experiment zu waschen - Waschbecken, Shampoo, Kamm, Handtücher, Haartrockner

Referenzen

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