Name: Untersuchung Social Cognition in Kinder und Erwachsene mit Dense Array Elektroenzephalographie ( D EEG) (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-06-27T14:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 48 s
Description: Lernen Sie die Untersuchung sozialer Kognition bei Säuglingen und Erwachsenen mit Dense-Array-EEG. Diese Methode bietet hohe zeitliche und räumliche Auflösung für die Analyse neuronaler Aktivität.

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Der Hersteller der geodätischen Sensor Net ist Electrical Geodäten, Inc (EGI). Kontaktinformationen finden Sie unter <a href="http://www.egi.com/company">http://www.egi.com/company</a> .

1. Vorbereiten des Versuchsaufbaus <ol><li> Vor der Teilnehmer der Ankunft im Labor, sicherzustellen, dass die geodätische EEG System (GES)-Komponenten und das Experiment steuern Computer und Software (Net Station) einwandfrei funktioniert. </li><li> Entfernen Sie alle nicht benötigten und möglicherweise störende Elemente aus dem Experiment Raum. </li><li> Der Versuchsaufbau Zimmer in Übereinstimmung mit den besonderen experimentellen Paradigma umgesetzt. Hier verwenden wir Paradigmen von computer-basierte Aufgaben via E-Prime Präsentations-Software, um verschiedene Eltern-Säuglings-und Experimentator-Kind-Interaktion Paradigmen verwaltet. </li><li> Stellen Sie sicher, dass die Videokameras geladen sind und ordnen Sie die Kameras im Winkel ideal für den aktuellen Versuchsaufbau. </li></ol> 2. Der Austausch von Informationen <ol><li> Auf die Teilnehmer der Ankunft im Labor, beschreiben die Geodesic Sensor Net Application Protocol und erklären das Experiment. </li><li> Nachdem er sich vergewissert, dass der Teilnehmer ein gutes Verständnis der experimentellen Protokoll hat, stellen Sie sicher, dass er oder sie (oder seines gesetzlichen Vertreters) eine Einverständniserklärung unterzeichnet, bevor Sie mit dem Experiment. </li><li> Für EEG-Studien, ist es oft sinnvoll, von den Teilnehmer bestimmte Informationen, die voraussichtlich einen Einfluss auf das aufgenommene elektrische Aktivität des Gehirns haben kann zu erhalten. Zum Beispiel könnte Informationen über Benommenheit, letzte Mahlzeit, und letzten Schlaf von Interesse sein. Im Haley Labor werden diese Informationen durch die Gabe von standardisierten Fragebögen erhalten. Um das Experiment in einer fristgerechten Weise vorgehen, ist es ratsam, zwei Experimentatoren präsentieren: eine auf die Fragebögen zu verwalten, und eine für die Durchführung der HCGSN Vorbereitungen weiter unten beschrieben. </li></ol> 3. Vorbereitungen für die Hydrocele Geodesic Sensor Net Anwendung <ol><li> Bereiten Sie die Hydrocele Saline Elektrolyt-Lösung von destilliertem Wasser, Kaliumchlorid und Baby-Shampoo, achten Sie darauf, gründlich verrühren, bis alle Kaliumchlorid in der Lösung gelöst ist. </li><li> Mit einem Maßband messen Sie den Umfang der Kopfgröße des Teilnehmers, die Aufnahme der Messung in Zentimetern. </li><li> Rufen Sie die entsprechend dimensionierten HCGSN, dh derjenige, der den Bereich der Kopfumfang, in denen die Teilnehmer Kopfumfang fällt umfasst. </li><li> Tauchen Sie den Sensor Ende des HCGSN in der Elektrolyt-Lösung und lassen Sie es für 5 Minuten einweichen, dass auf jeden Fall den Stecker Ende weg von allen Flüssigkeiten zu halten. Es ist ratsam, einen Timer oder Stoppuhr verwenden, um genaues Timing garantieren. </li><li> Öffnen Sie den Net Station Software auf dem Steuerrechner und beginnen eine experimentelle Kontrolle Sitzung zu ermöglichen Nullpunkt und Verstärkung Messungen vor dem Anschluss des HCGSN Stecker und Sammeln von Daten getroffen werden. </li></ol> 4. Die Anwendung der Hydrocele Geodesic Sensor Net Um den für Sie gültigen und konsistente Analyse der gesammelten EEG Daten erlauben, muss das Netz Antragsverfahren werden hochgradig standardisiert. Eine solche Standardisierung ist durch Messungen von der Kopfgröße des Teilnehmers (wie oben beschrieben), um die genaue und konsistente Platzierung der Elektroden von Teilnehmer zu Teilnehmer zu gewährleisten erreicht. Wenn optimale net Positionierung ist zunächst nicht erreicht, entfernen Sie das Netz und erneut anwenden. <ol><li> Während des Wartens auf den sensor net bis zum Ende Einweichen in der Elektrolyt-Lösung, führen die Teilnehmer in das Experiment Zimmer und überweisen Sie ihn auf einem Stuhl sitzen. Der Stuhl sollte ohne Räder werden um unerwünschte Bewegungen während der sensor net-Anwendung zu vermeiden. Im Falle eines Säuglings Teilnehmer haben die kindlichen Wächter auf dem Stuhl sitzen mit dem Kind sitzen aufrecht auf dem Schoß und hielt das Kind an der Taille, so dass das Kind die gesamte Kopf zugänglich ist und das Kind bleibt still. </li><li> Mit einem Maßband und ein China-Marker mit Bleistift, suchen und markieren die Spitze, indem sie die folgenden Messungen: <ol class="lalpha"><li> Ohr zu Ohr über den Scheitel des Kopfes </li><li> Nasion zu Inion über die Oberseite des Kopfes </li></ol> Der Scheitelpunkt kann als der Punkt identifiziert werden, an dem diese beiden Messungen zu überqueren. </li><li> Entfernen Sie die sensor net aus dem Elektrolyten Eimer und legen Sie es auf einem sauberen, trockenen Handtuch. Gently pat der sensor net mit dem Handtuch, um überschüssige Elektrolyt-Lösung zu entfernen. </li><li> Geben Sie den Stecker des HCGSN an den Teilnehmer oder zu einem zweiten Experimentator während der NET-Anwendung zu halten. </li><li> Nehmen Sie den HCGSN, beide Hände in das Innere des Netzes. Halten Sie das Netz, so dass Daumen fest (aber vorsichtig) auf beiden Seiten des zentralen, am meisten frontal Elektrode und dem kleinen Finger die Finger gedrückt werden fest an die Band verbindet die hintere Reihe von Elektroden geschoben. Achten Sie darauf, das Netz zu überlasten. Ihre restlichen sechs Finger sollten im Netz verlieren, damit der Mittelteil zu fallen schlaff. </li><li> Crouch oder knien, so dass Sie auf Augenhöhe sindEbene mit dem Teilnehmer. </li><li> Von hinten nach vorne, ziehen Sie den Sensor Netz über die Teilnehmer auf den Kopf. Es ist oft sinnvoll, eine zweite Versuchsleiter anwesend sind bei der Anwendung der sensor net auf ein Kleinkind Teilnehmer, um das Kind ablenken und zu minimieren Kopfbewegung. </li><li> Mit den Fingerspitzen, vorsichtig über die Bandbreite der im Netz und stellen Sie es so, dass die Vertex-Elektrode auf dem Scheitelpunkt zuvor mit dem China-Marker mit Bleistift markiert sitzt. Ziehen Sie die Ohr-und Kinnriemen. Überprüfen Sie anatomischen Landmarke Standorten und Netto-Symmetrie zu sehen, ob das Netz richtig positioniert ist, und die erforderlichen Anpassungen vornehmen. </li></ol> 5. Mess-Elektrodenimpedanzen EEG ist als die Potentialdifferenz (Spannung) zwischen den referenzierten Seiten und der gemessenen Stelle gemessen. Hohe Impedanz an der Kopfhaut-Elektroden-Schnittstelle führt zu einem Rückgang der gemessenen Spannung, Dämpfung der Signalamplitude und einen Anstieg in der Gegenwart von Rauschen. Während nach dem Erwerb Filterung in einigen Studien (z. B. herkömmliche ERP-Studien) loswerden kann dieses Rauschen, hohe Impedanz in der Regel Kompromisse die Treue der erworbenen EEG-Daten. Es ist daher darauf zu achten, Impedanzen sind innerhalb der tolerierbaren Spezifikationen vor Beginn der EEG-Daten aufzeichnen. <ol><li> Stecken Sie den Stecker des HCGSN in das Interface-Kabel und schalten Sie den Hebel, um es zu fixieren. Schalten Sie die Kamera. </li><li> In der Leitwarte, eröffnen eine neue Sitzung in Net Station, geben Sie die Teilnehmer Informationen, und klicken Sie auf Start Session. Da die Video-und d EEG-Signalen synchronisiert werden, sollte ein Live-Video-Feeds aus dem Experiment Platz auf dem Bildschirm erscheinen. </li><li> Wählen Sie die Panels Dropdown-Menü öffnen Impedanz, und klicken Sie auf die Schaltfläche Messen. Eine Montage des HCGSN Sensor-Array wird auf dem Bildschirm erscheinen. Ziehen Sie das Fenster an den Rand des Bildschirms, so dass es öffnet sich auf dem Monitor in das Experiment Raum. </li><li> Mit einer Einmal-Pipette, Rechen beiseite der Teilnehmer an den Haaren, so dass jede Elektrode direkt auf die Teilnehmer der Kopfhaut sitzen. </li><li> Lesen Sie die Impedanzmessung Fenster mit den HCGSN Montage auf dem Monitor. Sensoren, die nicht machen werden einen guten Kontakt mit der Kopfhaut wird rot. Notieren Sie sich die Elektroden-Sensor Zahlen. Verwenden Sie die Pipette und eine kleine Menge des bereits vorbereitet Elektrolyt-Lösung, um die Impedanz dieser Sensoren zu verbessern. Elektroden auf der Montage wird grün wie ihre Impedanz wird verbessert. </li><li> Wenn Impedanzen befriedigend (dh, wenn alle Elektroden auf die Montage grün sind), klicken Sie auf Speichern &amp; Schließen-Schaltfläche auf der Impedanzmessung Fenster in der Leitwarte. </li><li> In Net Station, öffnen Sie das Dense Waveform Display. Blättern Sie durch die Kurven und beachten Sie alle Kanäle, die Anzeige mit hoher Amplitude Rauschen aufgrund der schlechten Kopfhaut berühren. </li></ol> 6. Unter Baseline Recordings Vor Beginn der experimentellen Paradigma, nehmen Sie einige grundlegende d EEG-Aufzeichnungen des Teilnehmers ruhenden elektrischen Aktivität des Gehirns. Ruhebasiswert Aufnahmen werden in kontinuierliche d EEG-Studien wichtig, weil es ein hohes Maß an Variabilität in elektrische Aktivität des Gehirns von Teilnehmer zu Teilnehmer. Als Ergebnis müssen die meisten kontinuierlichen d EEG-Studien implementieren within-subjects experimentelles Design, die Analyse der Unterschiede zwischen den einzelnen experimentellen Bedingungen und ein Pre-Experiment Baseline-Phase. Für Event-bezogenen EEG-Studien kann ein Baseline-Phase nicht notwendig sein. <ol><li> Lassen Sie die Teilnehmer allein in dem Experiment Raum und weisen ihm oder ihr, still zu sitzen und zu minimieren Bewegung. Für Säuglings-Teilnehmer sollten die Eltern / Erziehungsberechtigten in den Raum mit dem Kind sitzen ruhig in seinem oder ihrem Schoß bleiben. Im Haley lab ist ein Film mit dem Titel Baby-Mozart, eine audio-visuelle Kombination aus klassischer Musik und bunten Bewegung entwickelt, gespielt, um sicherzustellen, dass Kinder ruhig und still bleiben. Während einer interaktiven Baseline-Phase ist nicht immer ideal, kann es als Vor-Baseline-Phase verwendet werden, um das Kind vor der Einnahme von Baseline-Aufnahmen zu beruhigen. </li><li> In Net Station, klicken Sie auf die Record-Taste, um die Aufnahme von Video und Signaldaten beginnen. Auf der Dense Waveform Display, kann Ereignismarker eingefügt werden, um Verhaltensänderungen Ereignisse um die elektrische Aktivität Link während des gesamten Experiments werden. Legen Sie eine "Baseline" Event-Marker auf der Wellenform-Anzeige. </li><li> Rekord Grundlage für eine standardisierte Zeitraum. Im Haley Labor, dauert die Standard-Baseline Phase 2 Minuten. </li></ol> 7. Das Ausführen des Experiment In d EEG-Studien, ist es wichtig, mindestens zwei Experimentatoren präsentieren während der Studie zu haben. Ein Experimentator ist verantwortlich für die Interaktion mit dem Teilnehmer und der Umsetzung der Behavioral-Paradigma, während die zweite Experimentator die Dense Waveform Display Monitor. <ol><li> Umsetzung der experimentellen Abs.DIGM. </li><li> Überwachen Sie den Dense Waveform Display während des gesamten Versuchs zu bestimmen, ob alle Kanäle sind Anzeigen steigenden Geräuschpegel. Zunehmende Lärm kann reflektierend zunehmender Impedanzen. Acceptable Impedanz Ebenen können durch Verwendung von mehr Elektrolyt-Lösung zurückgewonnen werden. Dies sollte zu einem Bruch in der experimentellen Protokoll erfolgen. </li></ol> 8. Debriefing der Teilnehmer <ol><li> Wenn das Experiment beendet ist, vorsichtig lösen und entfernen Sie die HCGSN von der Kopfgröße des Teilnehmers. Spülen, Desinfizieren und trocken im Netz. </li><li> Geben Sie die Teilnehmer ein Handtuch, mit dem abwischen, um überschüssiges Elektrolyt-Lösung. </li><li> Geben Sie dem Teilnehmer die verbleibenden Fragebögen, die ausgefüllt werden müssen. </li></ol> 9. Analyse Das gleiche EGI-Software verwendet, um Daten zu erfassen Deeg wird auch benutzt, um die Daten zu analysieren, die einen reibungslosen und einfachen Übergang von der Datenerhebung bis zur Datenanalyse. Da die HCGSN nimmt auch elektrische Störungen aus der Umwelt, müssen die Daten zunächst gefiltert und gereinigt werden, bevor sie analysiert werden können. Alle notwendigen Werkzeuge sind in Net-Station enthalten. <ol><li> In Net Station, klicken Sie auf und öffnen Sie die Waveform-Werkzeug aus. Führen Sie die erfassten Daten-Datei durch die Filterung und Artefakt-Erkennungs-Tools nach der Einstellung der gewünschten Parameter. Die Artefakt-Erkennung Tool identifiziert Spikes aus Auge blinkt oder Augenbewegungen und erkennt schlechten Kanälen. In vielen Fällen kann eine zusätzliche manuelle Bearbeitung und Artefakt Entfernung notwendig sein (besonders beim Arbeiten mit Kind Populationen, in denen du nicht kontrollieren kannst Auge blinkt und Bewegungen). </li><li> Segment die Daten, um so die verschiedenen experimentellen Bedingungen auf der Grundlage der eingesetzten Ereignismarker zu trennen. </li><li> Wenden Sie alle gewünschten Analysen. Im Haley Labor, ist die Frequenz-Analyse verwendet werden, um zu analysieren, wie charakteristische Frequenzen der Hirnaktivität variiert zwischen experimentellen Bedingungen und zwischen verschiedenen Hirnregionen. Eine Abnahme der Wellenenergie ist potentiell reflektiert die erhöhte Aktivität von Neuronen in dieser Region. </li></ol> 10. Repräsentative Daten <img src="/files/ftp_upload/2759/2759fig1.jpg" alt="Abbildung 1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Abbildung 1"> Abbildung 1. Raw EEG-Kurven zeigen die Schwankungen in aufgezeichneten Spannung (uV) über die Zeit (s), bei einer einzigen Elektrode (Elektrode 30). Die Wellenformen stellen Daten in den ersten 1000ms von jeweils 3 experimentellen Phasen gesammelt: baseline, Demonstration und sofortigen Abruf. <img src="/files/ftp_upload/2759/2759fig2.jpg" alt="Abbildung 2" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Abbildung 2"> Abbildung 2. Raw Daten aus der gesamten Kopfhaut (128-Elektrode montage) während der drei experimentellen Phasen (baseline, Demonstration, sofortigen Abruf) eines teilnehmenden Kindes gesammelt. Die Daten werden als eine topographische Karte präsentiert und zeigt Unterschiede in der Oberfläche Ebene Gehirn elektrische Aktivität (uV) über Hirnregionen und experimentellen Phase der Puppe Aufgabe.

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</ol>

Die Hydrocele Geodesic Sensor Net von EGI stellt eine nicht-invasive und einfach zu gelten Methode zur Gewinnung von d EEG-Daten von Erwachsenen und Kind Teilnehmern. Diese Technologie kombiniert hohe zeitliche und räumliche Auflösung mit einer erhöhten Chance für Mobilität, wodurch es ideal für den Einsatz in komplexen Verhaltens-Paradigmen der kognitiven Aktivitäten, die nur in subtilen Veränderungen der elektrischen Aktivität niederschlagen können untersuchen. Angesichts des steigenden Interesses in der Untersuchung der Entwicklung des Säuglings Kognition und der relativen Knappheit der bildgebenden Verfahren für den Einsatz in der Säuglings-Bevölkerung, ist die Verwendung des HCGSN wahrscheinlich zunehmen, führt uns zu einem tieferen Verständnis des Säuglings Kognition.

untersuchung social cognition in kinder und erwachsene mit dense array elektroenzephalographie ( d eeg)

Investigating Social Cognition in Infants and Adults Using Dense Array Electroencephalography (dEEG)

Dichte Anordnung der Elektroenzephalographie (EEG d), die eine nicht-invasive Fenster zur Messung Hirnaktivität und einer zeitlichen Auflösung von keinem anderen aktuellen bildgebenden Technologie 1,2 bietet, wird zunehmend in das Studium der sozialen kognitiven Fähigkeiten bei Kindern und Erwachsenen verwendet . Während d EEG ist so dass die Forscher die Gehirnaktivität Muster mit bisher unerreichten Empfindlichkeit zu untersuchen, weiterhin konventionelle EEG-Aufzeichnung Systemen mit bestimmten Einschränkungen, einschließlich 1) Gesicht schlechten räumlichen Auflösung und Quelllokalisierung 3,4, 2) die körperlichen Beschwerden für Testpersonen ertragen die individuelle Anwendung zahlreicher Elektroden an der Oberfläche der Kopfhaut, und 3) die Komplexität für die Forscher des Lernens, um mehrere Software-Pakete verwenden, um zu sammeln und zu verarbeiten. Hier präsentieren wir Ihnen einen Überblick über eine etablierte Methode, die eine deutliche Verbesserung gegenüber herkömmlichen Methoden zur Untersuchung von Säuglingen und Erwachsenen EEG darstellt. Obwohl mehrere analytische Software-Techniken können verwendet werden, um indirekte Indizes Quelllokalisierung einzurichten, um die räumliche Auflösung von d EEG zu verbessern, die Hydrocele Geodesic Sensor Net (HCGSN) durch elektrische Geodäten, Inc. (EGI), ein dichtes sensorischen Array, das gleiche Abstände unterhält zwischen benachbarten Aufnahme Elektroden auf allen Oberflächen der Kopfhaut, eine weitere Verbesserung räumlicher Auflösung 4,5,6 im Vergleich zu Standard d EEG-Systeme. Der Schwamm-basierte HCGSN kann schnell und ohne Abrieb Kopfhaut aufgetragen werden, wodurch es ideal für den Einsatz bei Erwachsenen 7,8, Kinder 9,10,11 und Kleinkinder 12, sowohl in der Forschung und der klinischen 4,5,6,13,14 , 15 Einstellungen. Diese Funktion ermöglicht eine beträchtliche Zeit-und Kosteneinsparungen durch die Verringerung der durchschnittlichen Netto-Anwendung im Vergleich zu anderen d EEG-Systeme. Darüber hinaus enthält die HCGSN einheitliche, nahtlose Software-Applikationen für alle Phasen der Daten erheblich vereinfacht die Erhebung, Verarbeitung und Analyse von d EEG-Daten. Die HCGSN verfügt über eine Low-Profile-Elektrode Sockel, die, wenn sie mit Elektrolyt-Lösung gefüllt, schafft eine versiegelte Mikroumgebung und einer Elektrode-Kopfhaut-Schnittstelle. In allen Geodesic d EEG-Systeme, erkennen EEG-Sensoren Änderungen der Spannung, die aus dem Teilnehmer der Kopfhaut, zusammen mit einer kleinen Menge von elektrischen Störungen, die aus dem Raumklima. Elektrische Signale von allen Sensoren der Geodesic sensor net werden gleichzeitig durch den Verstärker, wo sie automatisch verarbeitet, verpackt erhalten, und an die Datenerfassungs-Computer (DAC). Einmal durch den DAC erhalten haben, können Kopfhaut elektrische Aktivität von Artefakten für die Analyse unter Verwendung der Filter-und Artefakt-Erkennungs-Tools in der EGI-Software enthalten, isoliert werden. Typischerweise kann der HCGSN kontinuierlich für nur bis zu zwei Stunden verwendet werden, da der Elektrolyt-Lösung trocknet im Laufe der Zeit allmählich abnehmenden Qualität der Kopfhaut-Elektroden-Schnittstelle. In der Eltern-Kind-Research Lab an der University of Toronto, sind wir mit d EEG auf sozial-kognitive Prozesse wie Gedächtnis, Emotion, Ziele, Intentionalität, Antizipation und exekutive Funktionen bei Erwachsenen und Kind Teilnehmer studieren.

Dense Array Elektroenzephalographie wird zunehmend zu sozialen kognitiven Funktionen bei Säuglingen und Erwachsenen Studie verwendet. Hier präsentieren wir eine etablierte Methode, die eine deutliche Verbesserung gegenüber herkömmlichen Methoden zur Untersuchung von Säuglingen und Erwachsenen EEG darstellt.

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

Die High-Density-Elektroenzephalografie (dEEG), die ein nicht-invasives Fenster zur Messung der Gehirnaktivität sowie eine zeitliche Auflösung bietet, die von keiner ...

Das übergeordnete Ziel dieses Videos besteht darin, ein Protokoll zur Untersuchung der sozialen Kognition bei Säuglingen oder Erwachsenen mithilfe der dichtgepackten Elektroenzephalographie (EEG) zu demonstrieren. Dies wird erreicht, indem zunächst der experimentelle Aufbau für die Datenerfassung vorbereitet und das Hydrozellen-Sensornetz für die Anwendung vorbereitet wird. Zweitens wird das geodätische Hydrozellen-Sensornetz angelegt und die Elektrodenimpedanzen werden gemessen. Als Nächstes werden Baseline-Aufzeichnungen vorgenommen und das Experiment durchgeführt. Der letzte Schritt des Verfahrens ist die Analyse der Daten. Letztendlich können Ergebnisse erzielt werden, die mithilfe der Analyse der elektrischen Aktivität an der Kopfoberfläche mit hoher zeitlicher Auflösung deutliche neuronale Aktivitätsmuster im Zusammenhang mit sozialkognitiven Prozessen zeigen.Hallo, mein Name ist Kemi, wissenschaftliche Mitarbeiterin im Entwicklungs- und psychobiologischen Eltern-Kind-Labor von Dr. David Haley. Heute werden Joanna und ich diesen Studienprotokollablauf demonstrieren. Hallo, ich bin Joanna.Diese Methode kann verwendet werden, um zentrale Fragen auf dem Gebiet der Entwicklungsneurowissenschaft zu beantworten, beispielsweise wie das Gehirn kognitive Prozesse nutzt, um soziale Reize zu verarbeiten. Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber bestehenden bildgebenden Verfahren des Gehirns und herkömmlichen EEG-Systemen liegt in der hohen zeitlichen Auflösung, der verbesserten räumlichen Auflösung sowie der einfachen Anwendung des Sensornetzes. Hallo, ich bin David Haley.Wir verwenden das EEG-System, um die Gehirnaktivität von Eltern und Säuglingen während sozialer und kognitiver Aufgaben zu untersuchen. Stellen Sie vor der Ankunft des Probanden im Labor sicher, dass der Experiment-Steuerungscomputer, die Net-Station-Software und die Komponenten des geodätischen EEG-Systems ordnungsgemäß funktionieren. Entfernen Sie außerdem alle nicht benötigten und potenziell ablenkenden Gegenstände aus dem Versuchsraum. Richten Sie den Raum gemäß dem verwendeten experimentellen Paradigma ein.Diese können von computergestützten Aufgaben bis hin zu verschiedenen Paradigmen der Interaktion zwischen Eltern, Säuglingen und experimentellen Säuglingsinteraktionen reichen. Wie in diesem Video gezeigt wird, stellen Sie sicher, dass die Videokameras geladen sind, und positionieren Sie die Kameras in einem für den jeweiligen Versuchsaufbau idealen Winkel. Wenn der Teilnehmer im Labor eintrifft, beschreiben Sie ihm oder ihr den Anwendungsprotokoll des GDS-Sensornetzes und erläutern Sie die Einzelheiten des Experiments.Stellen Sie sicher, dass der Teilnehmer oder sein gesetzlicher Vormund das experimentelle Protokoll gut versteht, und holen Sie eine schriftliche, informierte Zustimmung ein, bevor Sie mit dem Experiment fortfahren. Bei EEG-Studien ist es oft hilfreich, bestimmte Informationen vom Teilnehmer einzuholen, die sich auf die aufgezeichnete elektrische Hirnaktivität auswirken könnten. Solche Informationen können durch die Anwendung standardisierter Fragebögen gewonnen werden, um sicherzustellen, dass das Experiment zeitgerecht abläuft.Es empfiehlt sich, zwei Versuchspersonen anwesend zu haben: eine, die die Fragebögen ausfüllt, und eine zweite, die die Vorbereitungen des Hydro-Cell-Geoge-Sensor-Netzes wie im folgenden Abschnitt dieses Protokolls beschrieben durchführt. Bereiten Sie zunächst eine Hydro-Cell-Saline-Elektrolytlösung aus einem Liter destilliertem Wasser, 11 Gramm Kaliumchlorid und fünf Milliliter Babyshampoo vor und rühren Sie gründlich um, bis das gesamte Kaliumchlorid in der Lösung vollständig gelöst ist. Messen Sie anschließend mithilfe eines Maßbandes den Kopfumfang der Versuchsperson.Notieren Sie die Messung in Zentimetern und entnehmen Sie das entsprechend dimensionierte hydrozelluläre geodätische Sensornetz. Wählen Sie eine Größe, die den Bereich der Kopfumfänge abdeckt, in den die Messung des Teilnehmers fällt. Tauchen Sie das Sensorende des Sensornetzes in die vorbereitete Elektrolytlösung ein und lassen Sie es fünf Minuten lang einweichen.Stellen Sie sicher, dass das Anschlussende vom Flüssigkeitskontakt ferngehalten wird. Es empfiehlt sich, einen Timer oder eine Stoppuhr zu verwenden, um eine genaue Zeiteinhaltung zu gewährleisten. Öffnen Sie nun die Net-Station-Software auf dem Steuerungsrechner und beginnen Sie eine experimentelle Steuersitzung.Ermöglichen Sie die Durchführung von Null- und Verstärkungsmessungen, bevor der Sensor-Netz-Stecker angeschlossen und Daten erfasst werden, während Sie darauf warten, dass das Sensor-Netz vollständig in dem Elektrolyt eingesäuert ist. Bringen Sie die Versuchsperson in den Versuchsraum und lassen Sie sie auf einem stabilen, nicht rollenden Stuhl Platz nehmen. Bei Säuglingen setzt sich die Betreuungsperson mit dem aufrecht sitzenden Säugling auf dem Schoß so auf den Stuhl, dass der gesamte Kopf des Säuglings zugänglich bleibt. Nehmen Sie mithilfe eines Maßbands und eines Porzellanzeichnerstifts die Messung von Ohr zu Ohr über die Kopfoberseite vor und markieren Sie den Mittelpunkt.Danach messen Sie von der Nasion zur Inion entlang der Kopfoberseite. Markieren Sie erneut den Mittelpunkt. Der Vertex kann als der Schnittpunkt der Mittelpunkte dieser beiden Messungen identifiziert werden.Nachdem das Einweichen abgeschlossen ist, nehmen Sie das Sensornetz aus der Elektrolytlösung und legen Sie es auf ein sauberes, trockenes Tuch. Tupfen Sie das Sensornetz vorsichtig mit dem Tuch ab, um überschüssige Elektrolytlösung zu entfernen. Reichen Sie anschließend das Anschlussende des Sensornetzes einem zweiten Experimentator zum Halten während der Netzapplikation.Heben Sie nun das Sensornetz auf, indem Sie beide Hände in das Innere des Netzes einführen. Halten Sie das Netz so, dass Ihre Daumen fest, aber sanft auf beiden Seiten der mittleren vordersten Elektrode aufliegen und Ihre kleinen Finger fest gegen das Band gedrückt werden, das die hinterste Reihe der Elektroden verbindet. Achten Sie darauf, das Netz nicht übermäßig zu dehnen.Ihre verbleibenden sechs Finger sollten locker im Netz liegen, damit der mittlere Bereich schlaff herunterhängen kann. Gehen oder knien Sie von hinten nach vorne, um auf Augenhöhe mit dem Probanden zu sein, und ziehen Sie das Sensornetz über den Kopf des Probanden. Es ist oft hilfreich, eine zusätzliche Versuchsperson anwesend zu haben, wenn das Sensornetz bei einem Säuglingsprobanden angelegt wird. Um den Säugling abzulenken und Bewegungen zu minimieren, ziehen Sie mit den Fingerspitzen vorsichtig am Band des Netzes und justieren Sie es so, dass die Vertex-Elektrode auf dem mit dem Chinamalkreide-Stift markierten Vertexpunkt sitzt.Ziehen Sie die Ohr- und Kinnriemen fest, überprüfen Sie die Position der anatomischen Landmarken, um festzustellen, ob das Netz korrekt positioniert ist, und nehmen Sie gegebenenfalls Anpassungen vor. Vor Beginn des Verhaltensexperiments müssen die Elektrodenimpedanzen gemessen werden. Stecken Sie das Anschlussende des Sensornetzes in das Interface-Kabel.Bringen Sie den Hebel in die Verriegelungsposition und schalten Sie die Kamera ein. Öffnen Sie anschließend im Kontrollraum eine neue Sitzung in der Net-Station-Software, geben Sie die Teilnehmerinformationen ein und klicken Sie auf „Sitzung beginnen“.Da die Video- und EEG-Signale synchronisiert sind, sollte ein Live-Video-Feed aus dem Versuchsraum auf dem Bildschirm erscheinen. Wählen Sie nun das Dropdown-Menü des Panels aus, öffnen Sie die Impedanz und klicken Sie auf die Schaltfläche „Messen“. Eine Montage des Hydro-Cell-Go-Dsic-Sensor-Netz-Arrays wird auf dem Bildschirm erscheinen.Ziehen Sie dieses Fenster an den Bildschirmrand, damit 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 zur Impedanzmessung, das die Array-Montage auf dem Monitor anzeigt.Sensoren, die keinen guten Kontakt mit der Kopfhaut haben, erscheinen rot. Notieren Sie die Nummern dieser Elektrodensensoren. Geben Sie nun mit der Pipette eine kleine Menge der zuvor hergestellten Elektrolytlösung auf, um die Impedanz dieser Sensoren zu verbessern.Die Elektroden auf der Montage werden grün, sobald ihre Impedanz verbessert ist, vorausgesetzt, die Impedanzen sind zufriedenstellend. Klicken Sie für alle Elektroden auf die Schaltfläche „Speichern und schließen“ im Impedanzmessfenster im Kontrollraum. Öffnen Sie nun in Net Station die dichte Wellenformanzeige.Blättern Sie durch die Wellenform und notieren Sie alle Kanäle, die aufgrund eines schlechten Kopfhautkontakts ein Rauschen mit hoher Amplitude aufweisen. Kehren Sie in den Versuchsraum zurück und justieren Sie die Position der störanfälligen Elektroden so nach, dass sie direkt mit der Kopfhaut in Kontakt stehen. Gegebenenfalls ist mehr Elektrolytlösung erforderlich.Basismessungen in Ruhephase sind bei EEG-Studien mit dichter Elektrodenanordnung wichtig, da zwischen den Teilnehmenden eine hohe Variabilität der elektrischen Hirnaktivität besteht. Daher sollten vor Beginn des experimentellen Paradigmas einige Basismessungen der ruhenden elektrischen Hirnaktivität der Säuglingsteilnehmenden durchgeführt werden. Die Eltern oder Betreuer sollten währenddessen im Raum bleiben, wobei das Säugling auf ihrem Schoß ruhig sitzt.Ein Film wie Baby Mozart kann abgespielt werden, um sicherzustellen, dass Säuglinge während dieser Baseline-Phase ruhig und still bleiben. Baby Mozart ist eine audiovisuelle Kombination aus klassischer Musik und bunten, bewegten Mustern, die auf dem Monitor im Versuchsraum gezeigt werden können. Klicken Sie nun in Net Station auf die Aufnahmetaste, um die Video- und Wellenformdaten auf der dichten Wellenformanzeige aufzuzeichnen. Ereignismarkierungen können eingefügt werden, um Verhaltensereignisse mit der elektrischen Aktivität während des gesamten Experiments zu verknüpfen.Fügen Sie einen Baseline-Ereignismarker in der Wellenformdarstellung ein, um die Baseline für einen standardisierten Zeitraum von etwa zwei Minuten aufzuzeichnen. Bei EEG-Studien mit dichter Elektrodenanordnung ist es unerlässlich, dass während der gesamten Studie mindestens zwei Versuchsleiter anwesend sind. Ein Versuchsleiter ist dafür verantwortlich, mit dem Teilnehmer zu interagieren und das Verhaltensparadigma durchzuführen.Der zweite Versuchsleiter bleibt im Kontrollraum und ist dafür verantwortlich, die Videofeed zu überwachen und Ereignismarkierungen auf der dichten Wellenformanzeige einzufügen, wenn ein relevantes Ereignis eintritt. Beginnen Sie nun das Verhaltensexperiment unter Verwendung eines Face-to-Face-Interaktionsparadigmas für das Säuglingsprobanden. Hier wird ein Imitationsparadigma durchgeführt, bei dem der Versuchsleiter dem Säugling eine Reihe diskreter Handlungen mit einer Hasenpuppe präsentiert.Überwachen Sie während des gesamten Experiments die dichte Wellenformdarstellung, um festzustellen, ob bei einigen Kanälen zunehmende Rauschpegel auftreten. Sobald das Experiment abgeschlossen ist, lösen und entfernen Sie das Sensornetz vorsichtig vom Kopf des Teilnehmers. Stellen Sie ein Handtuch bereit, mit dem überschüssige Elektrolytlösung abgewischt werden kann.Danach das Netz spülen, desinfizieren und trocknen. Abschließend dem Teilnehmer alle verbleibenden Fragebögen aushändigen, die im Rahmen des Protokolls ausgefüllt werden müssen. Diese rohen EEG-Signalformen 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 dem unmittelbaren Abruf. Die elektrische Aktivität der oberflächlichen Gehirnareale kann ebenfalls als topographische Karte der Spannungsamplituden dargestellt werden. Die Amplituden werden über die gesamte Kopfoberfläche während der drei Phasen des Mitten-Schüttel-Paradigmas dargestellt, wobei die Einheiten des Farbspektrums in Mikrovolt angegeben sind.Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man die soziale Kognition bei Erwachsenen und Säuglingen mithilfe von hochauflösendem EEG untersucht. Wir haben dies anhand der Vorbereitung und Anwendung des Sensornetzes sowie der Erfassung und Analyse von EEG-Daten veranschaulicht.

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Research

Forschung

JoVE Journal

Neuroscience

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