Untersuchung Social Cognition in Kinder und Erwachsene mit Dense Array Elektroenzephalographie ( _D EEG)

Das übergeordnete Ziel dieses Videos ist es, ein Protokoll zur Untersuchung der sozialen Kognition bei Säuglingen oder Erwachsenen mit Hilfe der Dense-Array-Elektroenzephalographie zu demonstrieren. Dies wird erreicht, indem zunächst der Versuchsaufbau für die Datenerfassung vorbereitet und das Hydrozellen-Sensornetz für die Anwendung vorbereitet wird. Zweitens wird das geodätische Sensornetz der Hydrozelle aufgebracht und die Elektrodenimpedanzen gemessen.

Als nächstes werden Baseline-Aufzeichnungen gemacht und das Experiment durchgeführt. Der letzte Schritt des Verfahrens ist die Analyse der Daten. Letztendlich können Ergebnisse erzielt werden, die durch die Analyse der elektrischen Aktivität der Kopfhautoberfläche mit hoher zeitlicher Auflösung eine ausgeprägte neuronale Aktivität in Verbindung mit sozialen kognitiven Prozessen zeigen.

Hallo, mein Name ist Kemi, eine wissenschaftliche Mitarbeiterin in Dr. David Haleys Labor für Entwicklungspsychobiologie bei Eltern-Säuglingen. Heute werden Joanna und ich dieses Studienprotokoll vorführen. Hallo, ich bin Joanna.

Mit dieser Methode lassen sich zentrale Fragen der Entwicklungsneurowissenschaften beantworten, etwa wie das Gehirn Kognition nutzt, um soziale Reize zu verarbeiten. Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber bestehenden bildgebenden Verfahren des Gehirns und gegenüber herkömmlichen EEG-Systemen ist die hohe zeitliche Auflösung, die verbesserte räumliche Auflösung und die einfache Anwendung des Sensornetzes. Hallo, ich bin David Haley.

Wir verwenden das EEG-System, um die Gehirnaktivität von Eltern und Säuglingen bei sozialen und kognitiven Aufgaben zu untersuchen. Bevor der Teilnehmer im Labor ankommt, stellen Sie sicher, dass der Experimentsteuerungscomputer, die Software der Netzstation und die Komponenten des geodätischen EEG-Systems ordnungsgemäß funktionieren. Achten Sie außerdem darauf, alle nicht benötigten und potenziell ablenkenden Gegenstände aus dem Experimentierraum zu entfernen. Richten Sie den Raum in Übereinstimmung mit dem experimentellen Paradigma ein, das gerade umgesetzt wird.

Diese können von computergestützten Aufgaben bis hin zu verschiedenen Paradigmen der Eltern-, Säuglings- und experimentellen Säuglingsinteraktion reichen. Wie in diesem Video gezeigt, stellen Sie sicher, dass die Videokameras aufgeladen sind, und ordnen Sie die Kameras in einem für den aktuellen Versuchsaufbau idealen Winkel an. Wenn der Teilnehmer im Labor ankommt, beschreiben Sie das Anwendungsprotokoll des GDS-Sensornetzes und erklären Sie ihm die Details des Experiments.

Stellen Sie sicher, dass der Teilnehmer oder sein Erziehungsberechtigter das Versuchsprotokoll gut verstanden hat, und holen Sie eine schriftliche und informierte Zustimmung ein, bevor Sie mit dem Experiment fortfahren. Bei EEG-Studien ist es oft sinnvoll, bestimmte Informationen vom Teilnehmer zu erhalten, von denen erwartet werden kann, dass sie einen Einfluss auf die aufgezeichnete elektrische Hirnaktivität haben. Solche Informationen können durch die Verabreichung standardisierter Fragebögen gewonnen werden, um das Experiment rechtzeitig durchführen zu können.

Es ist ratsam, zwei Experimentatoren anwesend zu haben, einen für die Verabreichung der Fragebögen und einen für die Vorbereitungen des Hydro Cell Geoge-Sensornetzes, wie im folgenden Abschnitt dieses Protokolls beschrieben. Bereiten Sie zunächst eine Hydrozellen-Kochsalzlösung aus einem Liter destilliertem Wasser, 11 Gramm Kaliumchlorid und fünf Millilitern Babyshampoo vor und rühren Sie gründlich um, bis sich das gesamte Kaliumchlorid in der Lösung aufgelöst hat. Messen Sie anschließend mit einem Maßband den Kopfumfang des Teilnehmers.

Erfassen Sie die Messung in Zentimetern und holen Sie das geodätische Sensornetz der Hydrozelle in geeigneter Größe zurück. Wählen Sie eine Größe, die den Bereich des Kopfumfangs umfasst, in den die Messung des Teilnehmers fällt. Tauchen Sie das Sensorende des Sensornetzes in die vorbereitete Elektrolytlösung und lassen Sie es fünf Minuten lang einweichen.

Achten Sie darauf, dass das Steckerende von der Flüssigkeit ferngehalten wird. Es ist ratsam, einen Timer oder eine Stoppuhr zu verwenden, um eine genaue Zeitmessung zu gewährleisten. Öffnen Sie nun die net station-Software auf dem Steuerrechner und starten Sie eine experimentelle Steuerungssitzung.

Lassen Sie Null- und Verstärkungsmessungen durchführen, bevor Sie den Sensornetzstecker anschließen und Daten sammeln, während Sie darauf warten, dass das Sensornetz vollständig in den Elektrolyten eingeweicht ist, bringen Sie den Teilnehmer in den Experimentierraum und lassen Sie ihn auf einem stabilen Stuhl ohne Räder sitzen. Lassen Sie den Erziehungsberechtigten des Kleinkindes auf dem Stuhl sitzen, während das Kleinkind aufrecht auf seinem Schoß sitzt, so dass der gesamte Kopf des Säuglings zugänglich ist. Nehmen Sie mit einem Maßband und einem China-Filzstift Messungen von Ohr zu Ohr über dem Oberkopf vor und markieren Sie den Mittelpunkt.

Messen Sie dann von der NA bis zum Inion über der Oberseite des Kopfes. Und markieren Sie wieder den Mittelpunkt. Der Scheitelpunkt kann als der Mittelpunkt identifiziert werden, an dem sich die Mittelpunkte dieser beiden Messungen kreuzen.

Sobald es mit dem Einweichen fertig ist, entfernen Sie das Sensornetz aus der Elektrolytlösung und legen Sie es auf ein sauberes, trockenes Handtuch. Tupfen Sie das Sensornetz vorsichtig mit dem Handtuch ab, um überschüssige Elektrolytlösung zu entfernen. Geben Sie dann das Steckerende des Sensornetzes an einen zweiten Experimentator, der es während der Netzanwendung festhält.

Hebe nun das Sensornetz auf und stecke beide Hände in das Innere des Netzes. Halten Sie das Netz so, dass Ihre Daumen fest, aber sanft auf beide Seiten der mittleren vordersten Elektrode gedrückt werden und Ihre kleinen Finger fest gegen das Band gedrückt werden, das die hinterste Elektrodenreihe verbindet. Achten Sie darauf, das Netz nicht zu überdehnen.

Ihre restlichen sechs Finger sollten locker im Netz sein, damit der mittlere Teil schlaff fallen, sich ducken oder knien kann, um von hinten nach vorne auf Augenhöhe mit dem Teilnehmer zu sein, ziehen Sie das Sensornetz über den Kopf des Teilnehmers. Oft ist es sinnvoll, einen zusätzlichen Experimentator dabei zu haben, wenn das Sensornetz an einem Kleinkind angelegt wird. Um das Kind abzulenken und Bewegungen mit den Fingerspitzen zu minimieren, ziehen Sie vorsichtig am Band des Netzes und stellen Sie es so ein, dass die Scheitelelektrode auf dem mit dem China-Markierungsstift markierten Scheitelpunkt sitzt.

Ziehen Sie das Ohr und den Kinnriemen fest: Untersuchen Sie die anatomischen Orientierungspunkte, um festzustellen, ob das Netz richtig positioniert ist, und nehmen Sie die erforderlichen Anpassungen vor. Vor Beginn des Verhaltensexperiments müssen die Elektrodenimpedanzen gemessen werden. Stecken Sie das Steckerende des Sensornetzes in das Schnittstellenkabel.

Drehen Sie den Hebel, um ihn zu verriegeln, und schalten Sie die Kamera ein. Öffnen Sie dann im Kontrollraum eine neue Sitzung in der net station-Software. Geben Sie die Informationen des Teilnehmers ein und klicken Sie auf Sitzung starten.

Da die Video- und EEG-Signale synchronisiert sind, sollte ein Live-Video-Feed aus dem Experimentierraum auf dem Bildschirm erscheinen. Wählen Sie nun das Dropdown-Menü des Panels aus, öffnen Sie die Impedanz und klicken Sie auf die Schaltfläche Messen. Auf dem Bildschirm erscheint eine Montage des Hydro Cell go dsic Sensor Net Arrays.

Ziehen Sie dieses Fenster an den Rand des Bildschirms, so dass es sich auf dem Monitor im Experimentierraum öffnet. Stellen Sie sicher, dass jede Elektrode direkt auf der Kopfhaut des Teilnehmers sitzt. Beziehen Sie sich auf das Fenster mit behinderter Messung, in dem die Array-Montage auf dem Monitor angezeigt wird.

Sensoren, die keinen guten Kontakt mit der Kopfhaut haben, werden rot angezeigt. Notieren Sie sich diese Elektrodensensornummern. Verwenden Sie nun die Pipette und tragen Sie eine kleine Menge der zuvor vorbereiteten Elektrolytlösung auf, um die Impedanz dieser Sensoren zu verbessern.

Die Elektroden auf der Montage werden grün, wenn ihre Impedanz verbessert wird, sobald die Impedanzen zufriedenstellend sind. Klicken Sie für alle Elektroden auf die Schaltfläche Speichern und Schließen im Fenster zur Impedanzmessung im Kontrollraum. Öffnen Sie nun in net station die Anzeige mit dichten Wellenformen.

Scrollen Sie durch die Wellenform und notieren Sie alle Kanäle, die aufgrund eines schlechten Kopfhautkontakts ein Rauschen mit hoher Amplitude aufweisen. Kehren Sie in den Experimentierraum zurück und passen Sie die Positionierung aller lauten Elektroden so an, dass sie direkten Kontakt mit der Kopfhaut haben. Möglicherweise ist mehr Elektrolytlösung erforderlich.

Ruhe-Baseline-Aufzeichnungen sind bei Dense-Array-EEG-Studien wichtig, da es ein hohes Maß an Variabilität in der elektrischen Gehirnaktivität zwischen den Teilnehmern gibt. Daher sollten vor Beginn des experimentellen Paradigmas einige EEG-Basisaufzeichnungen der elektrischen Gehirnaktivität des Teilnehmers im Ruhezustand für Säuglinge gemacht werden. Die Eltern oder Erziehungsberechtigten sollten im Raum bleiben, während das Kind ruhig auf seinem Schoß sitzt.

Ein Film wie Baby Mozart kann abgespielt werden, um sicherzustellen, dass Säuglinge während dieser Grundphase ruhig und ruhig bleiben. Baby Mozart ist eine audiovisuelle Kombination aus klassischer Musik und farbenfrohen, bewegten Designs, die auf dem Monitor im Experimentierraum gezeigt werden können. Klicken Sie nun in der Netzstation auf die Aufnahmeschaltfläche, um mit der Aufzeichnung von Video- und Wellenformdaten auf der dichten Wellenformanzeige zu beginnen. Ereignismarker können eingefügt werden, um Verhaltensereignisse mit der elektrischen Aktivität während des gesamten Experiments zu verknüpfen.

Fügen Sie eine Basislinien-Ereignismarkierung für einen standardisierten Zeitraum von etwa zwei Minuten in die Basislinie der Wellenformanzeige ein. Bei Dense-Array-EEG-Studien ist es wichtig, dass während der gesamten Studie mindestens zwei Experimentatoren anwesend sind. Ein Experimentator ist für die Interaktion mit dem Teilnehmer und die Umsetzung des Verhaltensparadigmas verantwortlich.

Der zweite Experimentator verbleibt im Kontrollraum und ist für die Überwachung des Video-Feeds und das Einfügen von Ereignismarkern auf der Anzeige mit dichter Wellenform verantwortlich, wenn ein relevantes Ereignis eintritt. Beginnen Sie nun das Verhaltensexperiment mit einem Interaktionsparadigma von Angesicht zu Angesicht für den Säugling. Hier wird ein Imitationsparadigma umgesetzt, bei dem der Experimentator dem Säugling eine Reihe von diskreten Aktionen mit einer Kaninchenpuppe vorführt.

Achten Sie darauf, die Anzeige der dichten Wellenform während des gesamten Experiments zu überwachen, um festzustellen, ob Kanäle einen zunehmenden Rauschpegel aufweisen. Wenn das Experiment abgeschlossen ist, lösen Sie vorsichtig das Sensornetz und entfernen Sie es vom Kopf des Teilnehmers. Stellen Sie ein Handtuch bereit, mit dem Sie überschüssige Elektrolytlösung abwischen können.

Spülen, desinfizieren und trocknen Sie dann das Netz. Geben Sie dem Teilnehmer abschließend alle verbleibenden Fragebögen, die im Rahmen des Protokolls ausgefüllt werden müssen. Diese rohen EEG-Wellenformen zeigen die Schwankungen der aufgezeichneten Spannung an einer einzelnen Elektrode während der ersten 1000 Millisekunden jeder der drei experimentellen Phasen.

Unterschiede bei der Baseline-Demonstration und bei der unmittelbaren Erinnerung. Auf der Oberflächenebene kann die elektrische Aktivität des Gehirns in allen Gehirnregionen auch als topographische Karte der Spannungsamplituden visualisiert werden. Die Amplituden werden während der drei Phasen des Fäustlingsschüttelparadigmas über die gesamte Oberfläche des Kopfes dargestellt, und die Einheiten des Farbspektrums werden in Mikrovolt angegeben.

Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie die soziale Kognition bei Erwachsenen und Säuglingen mit Hilfe von EEG mit hoher Dichte untersuchen können. Dies haben wir durch die Vorbereitung und Anwendung des Sensornetzes sowie durch die Erfassung und Analyse von EEG-Daten demonstriert.