Klassische kurze Verzögerung Eyeblink Konditionierung in One-jährige Kinder

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, das assoziative Lernen bei einjährigen Kindern mit Hilfe der Augenblinzelkonditionierung zu erfassen. Das Paradigma der Augenblinzelkonditionierung ist nützlich, um bestimmte Arten von Lern- und Gedächtnisdefiziten zu erkennen. Zum Beispiel haben Erwachsene und Kinder mit fetaler Alkoholspektrumstörung Defizite in der Konditionierung von Augenblinzeln.

Dies ist auf Störungen ihrer Kleinhirnschaltkreise zurückzuführen. Die Konditionierung des Augenblinzels bezieht sich auf eine erlernte Assoziation zwischen einem auditiven Ton und einem Luftstoß auf die Hornhaut, der einen Wimpernschlag stimuliert. Durch wiederholtes Koppeln der beiden Reize können Kinder lernen, zu blinzeln, wenn sie den Ton hören, in Erwartung des Zuges.

Mit dieser Methode können neurologische Entwicklungsdefizite untersucht werden. Obwohl die Verabreichung bei kleinen Kindern schwierig ist, ist es umso wahrscheinlicher, dass sie das bestmögliche Ergebnis erzielen, je früher wir diese Kinder erkennen und behandeln können. Eyeblink-Konditionierungsgeräte sind im Handel erhältlich oder können nach Maß angefertigt werden.

Für die Einrichtung ist folgende Ausrüstung erforderlich: eine Luftstoßeinheit, die in der Lage ist, einen Luftstoß direkt auf die Hornhaut abzugeben, wobei ein Luftkompressor mit Druckregler verwendet wird. Diese sollte an einem verstellbaren Stirnband oder einer Mütze befestigt werden, die vom Säugling getragen werden kann. Zwei tragbare Audiolautsprecher mit einstellbarer Lautstärke.

Eine Videokamera mit einer Bildrate von mindestens 60 Hertz, um die Blinzelreaktionen zu erfassen. Computergestützte Steuerung des Equipments, so dass der Ton und der Luftstoß automatisch mit präzisem Timing und in unterschiedlichen Intervallen verabreicht werden können. Der hier beschriebene Konditionierungsreiz des Augenblinzels besteht aus einem 750-Millisekunden-Ton, der sich überlagert und mit einem 100-Millisekunden-Luftstoß endet.

Um die Veränderungen des assoziativen Lernens im Laufe der Zeit zu untersuchen, führen Sie die Versuche in 10er-Blöcken mit insgesamt 50 Versuchen durch. Fügen Sie in jedem Block einen Tonversuch ohne Luftstoß ein. Auf diese Weise können Sie direkt für assoziatives Lernen bewerten.

Fügen Sie in jedem Block auch einen Luftzug ohne den Ton ein. Auf diese Weise können Sie bestätigen, dass die Luftstoßeinheit richtig positioniert ist und dass das Kind empfindlich auf den Luftstoß reagiert. Platzieren Sie zwei tragbare Lautsprecher auf beiden Seiten des Säuglings.

Positionieren Sie das Baby auf dem Schoß der Betreuungsperson. Während ein Forscher den Säugling ablenkt, kann ein zweiter Forscher das Stirnband auf den Kopf des Säuglings legen und die Größe anpassen. Positionieren Sie den flexiblen Schlauch, der die Luftstoßdüse und den Infrarotsensor hält, so, dass diese etwa ein bis drei Zentimeter vom Auge des Kindes entfernt sind.

Überprüfen Sie vor Beginn des Experiments, ob die Luftstoßeinheit richtig positioniert ist. Tun Sie dies, indem Sie einen einzigen Testluftstoß an das Auge des Säuglings abgeben und beobachten, ob ein Wimpernschlag auftritt. Möglicherweise ist eine Neupositionierung des Kopfbügels erforderlich.

Automatisierte Methoden zur Erkennung von Wimpernschlag, die in kommerziellen Setups enthalten sind, sind bei kleinen Säuglingen oft unzuverlässig, da es schwierig ist, den Sensor nahe genug am Auge zu halten, um den Wimpernschlag zu erkennen. Stattdessen sollte eine Bild-für-Bild-Videokameraanalyse verwendet werden, um Augenblinzelreaktionen von Säuglingen zu erkennen. Verwenden Sie dazu eine tragbare Videokamera, um den Blick des Säuglings während des Experiments manuell zu verfolgen.

Die Bild-für-Bild-Analyse von Videoaufnahmen kann mit einer einfachen Videobearbeitungssoftware leicht durchgeführt werden. Erkennen Sie den Beginn des Tons oder des Luftstoßes anhand der Audiowellenform. Um den Beginn des Blinzelns aufzuzeichnen, suchen Sie nach dem ersten Bild, in dem sich die Augen zu schließen beginnen.

Forscher können auch den Höhepunkt des Blinzelns beachten, bei dem die Augen maximal geschlossen sind. Berechnen Sie die Anzahl der Zwischenbilder und rechnen Sie diese Reaktionszeit in Millisekunden um, basierend auf der Bildrate Ihrer Kamera. Konditionierte Reaktionen sind Blinzeln, das beginnt, bevor der Luftstoß abgegeben wird.

Unkonditionierte Reaktionen sind reflexartige Blinzeln des Luftstoßes, die mehr als 650 Millisekunden nach dem Einsetzen des Tones auftreten. Es werden auch andere Arten von Reaktionen beobachtet werden. Zum Beispiel sind Schreckreaktionen Blinzeln, das innerhalb des ersten 200-Millisekunden-Intervalls nach dem Ton auftritt und eine Reflexreaktion auf den auditiven Ton oder Blinzeln darstellt, das zufällig mit dem Reiz zeitlich abgestimmt ist.

Schließlich handelt es sich bei fehlgeschlagenen Reaktionen um Versuche, bei denen kein Blinzeln als Reaktion auf den Luftstoß festgestellt wurde. Diese können darauf hindeuten, dass der Luftstoß das Auge nicht erreicht hat. Obwohl die Bild-für-Bild-Videoanalyse eine gewisse subjektive Interpretation erfordert, kann diese Methode verwendet werden, um die Latenz des Wimpernschlags ab dem Einsetzen des Stimulus zuverlässig zu messen.

Unser Vergleich von 94 Blinzelantworten zeigt eine sehr hohe Übereinstimmung zwischen zwei Beobachtern, die innerhalb einer 250-Millisekunden-Grenze der Übereinstimmung liegen. Diese Variabilität ist gering genug, um konditionierte von unbedingten Reaktionen zu unterscheiden. Antworten, die sich signifikant unterscheiden, sollten von beiden Beobachtern neu bewertet werden.

Die Reaktionen sind wahrscheinlich bei Säuglingen sehr unterschiedlich. Kinder, die eine Konditionierung erreicht haben, reagieren, bevor der Luftstoß abgegeben wird. Sie können auch blinken, wenn der Ton ohne den Luftstoß dargestellt wird, was durch die roten Quadrate angezeigt wird.

Einige Säuglinge zeigten jedoch während des Experiments keine Anzeichen einer Konditionierung. Hier treten die Augenblinzelreaktionen nach dem Einsetzen des Luftstoßes auf, was darauf hindeutet, dass es sich um reflexartiges Blinzeln handelt. Wenn der Ton isoliert abgegeben wird, erwartet das Kind die Abgabe des Luftstoßes nicht.

Konditionierung lässt sich am besten beschreiben als die Veränderung der Anzahl konditionierter Reaktionen über mehrere Versuche oder mehrere experimentelle Sitzungen. Der wichtigste Schritt, um zuverlässige Ergebnisse zu erhalten, besteht darin, die korrekte Positionierung der Luftpuffeinheit während des gesamten Experiments beizubehalten. Der Säugling sollte als Reaktion auf die meisten Versuche mit Luftstößen blinzeln.

In diesem Beispiel nehmen die Blinkreaktionen auf den Luftstoß im Verlauf des Experiments ab, was darauf hinweist, dass die Luftstoßeinheit nicht in der richtigen Position gehalten wurde. Der Säugling wird keine Konditionierung des Augenblinzels erreichen, wenn er den Luftstoß der Hornhaut nicht spüren kann. Die Konditionierung des Augenblinzels ist ein nützliches Paradigma, um die neuronale Entwicklung bei Kindern zu beurteilen.

Wir haben festgestellt, dass die Videoaufzeichnung und die anschließende Offline-Analyse eine zuverlässigere Methode ist, wenn diese Technik bei kleinen Kindern angewendet wird.