Gruppensynchronisierung während des kollaborativen Zeichnens mit funktioneller Nahinfrarotspektroskopie

Summary

Das vorliegende Protokoll kombiniert funktionelle Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) und videobasierte Beobachtung, um die interpersonelle Synchronisation in Quartetten während einer kollaborativen Zeichenaufgabe zu messen.

Abstract

Die funktionelle Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) ist eine nicht-invasive Methode, die sich besonders für die Messung der Aktivierung der Großhirnrinde bei mehreren Probanden eignet und für die Untersuchung zwischenmenschlicher Interaktionen in der Gruppe in ökologischen Umgebungen relevant ist. Obwohl viele fNIRS-Systeme technisch die Möglichkeit bieten, mehr als zwei Personen gleichzeitig zu überwachen, ist die Etablierung einfach zu implementierender Setup-Verfahren und zuverlässiger Paradigmen zur Verfolgung von hämodynamischen und Verhaltensreaktionen in der Gruppeninteraktion immer noch erforderlich. Das vorliegende Protokoll kombiniert fNIRS und videobasierte Beobachtung, um die interpersonelle Synchronisation in Quartetten während einer kooperativen Aufgabe zu messen. Dieses Protokoll enthält praktische Empfehlungen für die Datenerfassung und das Paradigmendesign sowie Leitprinzipien für ein anschauliches Beispiel für die Datenanalyse. Das Verfahren wurde entwickelt, um Unterschiede in den zwischenmenschlichen Reaktionen des Gehirns und des Verhaltens zwischen sozialen und nicht-sozialen Bedingungen zu bewerten, die von einer bekannten Eisbrecheraktivität, der Collaborative Face Drawing Task, inspiriert wurden. Die beschriebenen Verfahren können zukünftige Studien leiten, um die naturalistischen sozialen Interaktionsaktivitäten der Gruppe an die fNIRS-Umgebung anzupassen.

Introduction

Zwischenmenschliches Interaktionsverhalten ist ein wichtiger Bestandteil des Prozesses der Verbindung und Schaffung empathischer Bindungen. Frühere Forschungen deuten darauf hin, dass sich dieses Verhalten im Auftreten von Synchronizität ausdrücken kann, wenn biologische und Verhaltenssignale während des sozialen Kontakts übereinstimmen. Es gibt Hinweise darauf, dass Synchronizität zwischen Menschen auftreten kann, die zum ersten Mal interagieren ^1,2,3. Die meisten Studien über soziale Interaktionen und die ihnen zugrunde liegenden neuronalen Mechanismen....

Protocol

Die Methodik wurde von der Ethikkommission des Hospital Israelita Albert Einstein (HIAE) genehmigt und basiert auf einem Verfahren zur Erfassung neuronaler Daten (fNIRS) sowie von Daten zum Blickverhalten mit jungen Erwachsenen während einer kollaborativen Zeichenerfahrung. Alle gesammelten Daten wurden auf der Redcap-Plattform verwaltet (siehe Materialverzeichnis). Das Projekt wurde vom Wissenschaftlichen Integritätskomitee des Hospital Israelita Albert Einstein (HIAE) geprüft. Junge Erwachsene im Alter von 18 bis 30 Jahren wurden als Probanden für die vorliegende Studie ausgewählt. Von allen Teilnehmern wurde eine schriftliche Einverständniserklärun....

Results

Das Protokoll wurde auf ein Quartett angewendet, das sich aus jungen Frauen (24-27 Jahre alt) zusammensetzte, die alle Studentinnen in Postgraduiertenprogrammen (Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, Brasilien) mit Master- oder Doktoratsausbildung waren. Alle Teilnehmer waren Rechtshänder, und nur einer berichtete, dass er bereits Erfahrung mit dem Zeichnen hatte. Kein Teilnehmer hatte eine Vorgeschichte von neurologischen Störungen.

Für die Skalen und psychologischen Testergebnisse z.......

Discussion

Diese Studie zielte darauf ab, ein Protokoll zu erstellen, das Hyperscanning an vier Gehirnen gleichzeitig unter naturalistischen Bedingungen verwendet. Das experimentelle Paradigma verwendete verschiedene Zeichenaufgaben und die Korrelation mehrerer Ergebnismaße, Zeichnungsmetriken, Verhaltensweisen und Gehirnsignale. Die entscheidenden Schritte innerhalb dieses Protokolls sind die Berücksichtigung der Herausforderungen, die sich aus seiner hohen Komplexität ergeben, und die Aufrechterhaltung seiner ökologischen und nat.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
2 NIRSport	NIRx Medizintechnik GmbH, Deutschland	Nirsport 88	Die Geräte gehören InCe ( Instituto do Cé rebro - Krankenhaus Israelita Albert Einstein). zwei Dauerstrichsysteme (NIRSport8x8, NIRx Medical Technologies, Glen Head, NY, USA) mit acht LED-Beleuchtungsquellen, die zwei Wellenlängen nahinfrarotes Licht (760 und 850 nm) emittieren, und jeweils acht optischen Detektoren. 7,91 Hz. Die Daten wurden mit der NIRStar-Software Version 15.2 erfasst. (NIRx Medical Technologies, Glen Head, New York) mit einer Abtastrate von 3,472222.
4 fNIRS-Kappen	NIRx Medizintechnik GmbH, Deutschland		Die in den Aufnahmen verwendeten Schwarzkappen hatten eine Konfiguration, die auf dem internationalen 10-20
Câ Mera 360&Grad; - Kodak Pix Pro SP360	Kodak		Kodak PixPro:  https://kodakpixpro.com/cameras/360-vr/sp360
Cameras de suporte - Iphone 8	Apple	Iphone 8	Supporting Camera
fOLD toolbox (fNIRS Optodes' Zimeo	Morais, G.A., Balardin, J.B. & Sato, J.R. fNIRS Optodes' Location Decider (fOLD): eine Toolbox für die Anordnung von Sonden, die von interessierenden Hirnregionen gesteuert werden. Scientific Reports.  8,  3341 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-21716-z	Version 2.2 (https://github.com/nirx/fOLD-public)	Die Platzierung der Optoden wurde durch die fOLD-Toolbox (fNIRS Optodes' Location Decider, der die Platzierung von Quellen und Detektoren in der internationalen 10– 10 System, um anatomische Regionen von Interesse nach mehreren Parzellationatlanten maximal abzudecken. Das Kopfmodell der ICBM 152 Zur Generierung der Montage wurde eine Parzellierung verwendet, die so konzipiert war, dass sie den vordersten Teil des bilateralen präfrontalen Kortex abdeckt
Notebook Microsoft Surface	Microsoft		Notebook Empfänger der fNIRS-Signale
R-Plattform für statistisches Rechnen	https://www.r-project.org	R Version 4.2.0	R ist eine freie Softwareumgebung für statistische Berechnungen und Grafiken. Es kompiliert und läuft auf einer Vielzahl von UNIX-Plattformen, Windows und MacOS
REDCap REDCap	wird teilweise von den National Institutes of Health (NIH/NCATS UL1 TR000445) unterstützt.		REDCap ist eine sichere Webanwendung zum Erstellen und Verwalten von Online-Umfragen und Datenbanken.
Software Mangold Interact	Mangold International GmbH, Hrsg.	interact 5.0	Mangold:  https://www.mangold-international.com/en/products/software/behavior-research-with-mangold-interact.html. Ermöglicht die Analyse von Videos auf Verhaltensergebnisse und die autonome Überwachung auf emotional motivierte physiologische Veränderungen (möglicherweise ist zusätzliche Software erforderlich, z. B. DataView). Ermöglichen Sie die gleichzeitige Verwendung verschiedener Kameratypen und Hunderte von Variationen von Codierungsmethoden.
Software NIRSite	NIRx Medizintechnik GmbH, Deutschland	NIRSite 2.0	Zur Erstellung der Montage und Hilfe bei der Platzierung und Positionierung der Optoden in den Schwarzschnappen.
Software nirsLAB-2014	NIRx Medizintechnik GmbH, Deutschland	nirsLAB 2014	fNIRS Datenverarbeitungssoftware
NIRStar	NIRx Medizintechnik GmbH, Deutschland	Version 15.2	für fNIRS-Datenerfassung: NIRStar Software Version 15.2  bei einer Abtastrate von 3,4722222
software NIRStim	NIRx Medizintechnik GmbH, Deutschland		Zur Erstellung und Organisation von Paradigmenblöcken