Sincronización de grupos durante el dibujo colaborativo mediante espectroscopia funcional de infrarrojo cercano

Summary

El presente protocolo combina espectroscopia funcional de infrarrojo cercano (fNIRS) y observación basada en vídeo para medir la sincronización interpersonal en cuartetos durante una tarea de dibujo colaborativo.

Abstract

La espectroscopia funcional de infrarrojo cercano (fNIRS) es un método no invasivo particularmente adecuado para medir la activación de la corteza cerebral en múltiples sujetos, que es relevante para estudiar las interacciones interpersonales grupales en entornos ecológicos. Aunque muchos sistemas fNIRS ofrecen técnicamente la posibilidad de monitorear a más de dos individuos simultáneamente, aún se requiere establecer procedimientos de configuración fáciles de implementar y paradigmas confiables para rastrear las respuestas hemodinámicas y conductuales en la interacción grupal. El presente protocolo combina fNIRS y observación basada en video para medir la sincronización interpersonal en cuartetos durante una tarea cooperativa. Este protocolo proporciona recomendaciones prácticas para la adquisición de datos y el diseño de paradigmas, así como principios rectores para un ejemplo ilustrativo de análisis de datos. El procedimiento está diseñado para evaluar las diferencias en las respuestas interpersonales cerebrales y conductuales entre las condiciones sociales y no sociales inspiradas en una conocida actividad para romper el hielo, la Tarea colaborativa de dibujo facial. Los procedimientos descritos pueden guiar futuros estudios para adaptar las actividades de interacción social naturalista grupal al entorno fNIRS.

Introduction

El comportamiento de interacción interpersonal es un componente importante del proceso de conexión y creación de vínculos empáticos. Investigaciones anteriores indican que este comportamiento puede expresarse en la ocurrencia de sincronicidad, cuando las señales biológicas y de comportamiento se alinean durante el contacto social. La evidencia muestra que la sincronicidad puede ocurrir entre personas que interactúan por primera vez ^1,2,3. La mayoría de los estudios sobre interacciones sociales y sus mecanismos neuronales subyacentes utilizan un enfoque de una sola persona o segunda persona^2,4, y se sabe poco sobre la transposición de este conocimiento a la dinámica social grupal. La evaluación de las respuestas interpersonales en grupos de tres o más individuos sigue siendo un desafío para la investigación científica. Esto lleva a la necesidad de llevar al laboratorio el complejo ambiente de las interacciones sociales en los seres humanos cotidianos en condiciones naturalistas⁵.

En este contexto, la técnica de espectroscopia funcional de infrarrojo cercano (fNIRS) es una herramienta prometedora para evaluar las relaciones entre la interacción interpersonal en contextos naturalistas y sus correlatos cerebrales. Presenta menos restricciones en la movilidad de los participantes en comparación con la resonancia magnética funcional (fMRI) y es resistente a los artefactos de movimiento ^6,7. La técnica fNIRS funciona evaluando los efectos hemodinámicos en respuesta a la activación cerebral (cambios en la concentración sanguínea de hemoglobina oxigenada y desoxigenada). Estas variaciones se pueden medir por la cantidad de difusión de luz infrarroja a través del tejido del cuero cabelludo. Estudios previos han demostrado la flexibilidad y robustez de la técnica en experimentos de hiperescaneo ecológico y el potencial para ampliar el conocimiento en neurociencia aplicada ^6,8.

La elección de una tarea experimental para la evaluación naturalista de los correlatos neuronales de los procesos de interacción social en grupos es un paso crucial en el abordaje de los estudios de neurociencia aplicada⁹. Algunos ejemplos ya reportados en la literatura con el uso de fNIRS en paradigmas grupales incluyen la interpretación musical 10,11,12, la interacción en el aula⁸ y la comunicación 13,14,15,16,17.

Uno de los aspectos aún no explorados por estudios previos es el uso de juegos de dibujo que tienen como característica principal la manipulación de componentes empáticos para evaluar la interacción social. En este contexto, uno de los juegos frecuentemente utilizados para inducir la interacción social en dinámicas entre extraños es el juego de dibujo colaborativo^18,19. En este juego, las hojas de papel se dividen en partes iguales, y los participantes del grupo tienen el desafío de dibujar autorretratos compartidos de todos los miembros. Al final, cada miembro tiene su retrato dibujado de manera colaborativa por varias manos.

El objetivo es promover una rápida integración entre extraños, provocada dirigiendo la atención visual a las caras de los socios del grupo. Puede considerarse una actividad "rompehielos" debido a su capacidad para apoyar la curiosidad y los consecuentes procesos empáticos entre los miembros¹⁹.

Una de las ventajas de utilizar tareas de dibujo es su simplicidad y facilidad de reproducción²⁰. Tampoco requieren ninguna formación técnica o habilidades específicas, como se ve en los estudios que utilizan paradigmas de interpretación musical^21,22,23,24. Esta simplicidad también permite elegir un estímulo más naturalista dentro de un contexto social ^4,9,25.

Además de ser un instrumento para inducir el comportamiento social en grupos, el dibujo también es considerado una herramienta para la evaluación psicológica²⁶. Algunas pruebas psicológicas gráfico-proyectivas, como House-Tree-Person (HTP)27,28,29, Human Figure Drawing - Sisto Scale ^27, y Kinetic Family Drawing³⁰ se utilizan de manera complementaria para diagnósticos cualitativos y cuantitativos. Sus resultados suelen expresar procesos inconscientes, dando pistas sobre el sistema simbólico del individuo y, por tanto, sus interpretaciones del mundo, experiencias, afectos, etc.

La práctica del dibujo hace pensar y ayuda a crear significado para experiencias y cosas, añadiendo sensaciones, sentimientos, pensamientos y acciones³¹. Da pistas sobre cómo percibir y procesar estas experiencias de vida²⁶. El dibujo utiliza códigos visuales que permiten comprender y comunicar pensamientos o sentimientos, haciéndolos accesibles a la manipulación y, así, creando la posibilidad de nuevas ideas y lecturas³¹.

En arteterapia, el dibujo es una herramienta para trabajar la atención, la memoria y la organización de pensamientos y sentimientos³², y puede ser utilizado como medio para producir interacción social³³.

Este estudio tuvo como objetivo desarrollar un protocolo experimental naturalista para evaluar las respuestas cerebrales vasculares y conductuales durante la interacción interpersonal en cuartetos utilizando una dinámica de dibujo colaborativo. En este protocolo, se propone la evaluación de las respuestas cerebrales del cuarteto (individualmente y la sincronicidad entre parejas) y las posibles medidas de resultado, como las medidas conductuales (dibujo y comportamiento de la mirada). El objetivo es proporcionar más información sobre neurociencia social.

Protocol

La metodología fue aprobada por el Comité de Ética del Hospital Israelita Albert Einstein (HIAE) y se basa en un procedimiento para recopilar datos neuronales (fNIRS), así como datos de comportamiento de la mirada, con adultos jóvenes durante una experiencia de dibujo colaborativo. Todos los datos recopilados se gestionaron en la plataforma Redcap (ver Tabla de materiales). El proyecto fue auditado por el Comité de Integridad Científica del Hospital Israelita Albert Einstein (HIAE). Adultos jóvenes, de 18 a 30 años, fueron seleccionados como sujetos para el presente estudio. Se obtuvo el consentimiento informado por escrito de todos los participantes.

1. Preparación del estudio

1. Temas
   1. Determinar la muestra objetivo del estudio.
   2. Informar a todos los voluntarios sobre el protocolo experimental y sus derechos, antes del juego. Asegúrese de que firmen un formulario de consentimiento informado y un formulario de consentimiento de uso de imágenes (no obligatorio), completen un formulario de registro y respondan cuestionarios y escalas psicológicas.
   3. Controlar el nivel de relación entre los participantes del cuarteto (extraños, amigos, parejas, etc.), ya que el conocimiento previo puede interferir. En este estudio, los cuartetos estaban compuestos por extraños.
   4. Componer cuartetos de personas del mismo sexo.
      NOTA: Este criterio de género evita interferencias en la interacción social^34,35.
2. Ajuste
   1. Retire todos los posibles distractores oculares de la escena.
   2. Para configurarlo, incluya una mesa cuadrada, cuatro taburetes (que midan 18.11 pulgadas x 14.96 pulgadas) y dos soportes de alambre (por ejemplo, trípode) (Figura 1).
   3. Apague todos los dispositivos eléctricos, como el aire acondicionado, durante la condición experimental. Asegúrese de que la habitación tenga suficiente iluminación para que las personas observen y dibujen y que la temperatura ambiente sea agradable.
   4. Considere la extensión de los cables fNIRS (ver Tabla de materiales), coloque todos los cables para que permanezcan estables durante la tarea experimental.
   5. Considere el espacio para que dos investigadores se muevan a lo largo del escenario.
   6. Asegúrese de que los experimentadores sigan sus guiones y esquemas de movimiento.
   7. Coloque el cuarteto sobre la mesa cuadrada, de dos en dos, de modo que cada individuo pueda observar a los otros tres individuos.
   8. Entregue a cada participante del cuarteto una etiqueta con un número (del 1 al 4). Asegúrese de que el Sujeto 1 se encuentre frente al Sujeto 3 y al lado del Sujeto 2.
      NOTA: El número de etiqueta correspondía a la posición de los sujetos en la mesa y su gorra previamente preparada (Tabla de materiales).
3. Paradigma de dibujo
   1. Dibujo facial colaborativo: la condición social
      NOTA: El objetivo de este juego es dirigir la atención visual de los sujetos a las caras de sus compañeros, induciéndolos a una observación más consciente entre ellos. Al conectar los sentimientos y la percepción visual, la técnica colaborativa de dibujo facial es una forma valiosa de activar las respuestas empáticas, la curiosidad interpersonal y la conectividad entre los participantes. Requiere teoría de la capacidad mental, que incluye la imitación y la anticipación del comportamiento de los demás¹⁹. Siga estos pasos:
      1. Instruya a los participantes sobre las reglas del juego.
      2. Divida cada papel en tres tiras horizontales, es decir, tiras de dibujo.
      3. Haga que cada tira corresponda a una condición de dibujo social (por ejemplo, C1, C2.). Después de cada condición de dibujo social, cambia los papeles entre el cuarteto.
      4. Haga que los participantes dibujen el área de la frente y los ojos, en la tira superior de todas las hojas de papel.
         NOTA: La franja central es para representar el área de la nariz y la boca. La franja inferior es para representar el área de la barbilla, el cuello y los hombros.
      5. Incluya instrucciones de a quién dibujar (por ejemplo, S1/S3 significa que el participante 1 dibuja al participante 3 y viceversa) en todas las tiras de papel.
      6. Haga que cada papel represente un retrato completamente dibujado de un participante.
         NOTA: Considere diferentes colores de papel de escritura pastel para las diferentes fases del juego.
      7. Haga que la cara de cada participante sea representada de manera colaborativa por sus socios. (Figura 2)
   2. Conecte el juego de los puntos: la condición no social
      NOTA: La condición de dibujo de control es un juego de conectar los puntos. Cada participante está invitado a conectar los puntos de los números de serie ascendentes para formar un dibujo. El juego conectar los puntos se utiliza como un instrumento neuropsicológico para medir dominios cognitivos como la flexibilidad mental y las habilidades visomotoras³⁶. El juego estimula las habilidades visoespaciales, aumenta la actividad mental³⁷ y mejora las habilidades mentales³⁸. Siga estos pasos:
   3. Instruya a los participantes.
      1. Una vez que la tapa esté en posición, instruya a los participantes sobre fNIRS, el equipo, las tapas, los cables y los posibles riesgos o molestias que implica el procedimiento.
      2. Recuérdeles nuevamente su derecho a abandonar el experimento en cualquier momento.
      3. Explica las dos tareas de dibujo diferentes.
      4. Para el dibujo colaborativo, explica las tiras horizontales y cómo saber dónde y a quién dibujar en cada tira.
      5. Para el juego de conectar puntos, explique que tendrán que conectar los números en orden ascendente hasta que se revele la cifra.
      6. Explique sobre el período de descanso y los comandos de tareas grabados.
      7. Involucre a los participantes para que observen a sus parejas y los detalles que los diferencian. Indicar que, al final del estudio, se premiará al cuarteto que siga las reglas y saque las figuras más detalladas.

Figura 1: La configuración. La configuración incluye una mesa cuadrada, cuatro taburetes y dos soportes de alambre (por ejemplo, trípode), equipo fNIRS, una computadora y las cámaras. (A) El esquema de configuración: Los números verdes (1-4) corresponden a las etiquetas de los participantes y sus taburetes / posicionamiento en la mesa durante la ejecución experimental. Números amarillos: 1 = soportes de cableado fNIRS, 2 = receptor portátil de señales fNIRS, 3 = NIRSport, 4 = cámara de 360 °, 5 = cámaras de soporte. (B) Preparación para la ejecución experimental. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2: Retratos colaborativos: ejemplos de retratos dibujados de forma colaborativa. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

2. Paradigma experimental

1. Adaptar el juego para la adquisición de fNIRS
   NOTA: Adaptar el juego para que sea posible capturar la imagen funcional del cerebro a través de fNIRS y que los datos tengan una calidad significativa.
   1. Defina el número de bloques.
      NOTA: Las condiciones deben repetirse un número adecuado de veces para reducir el margen de error en los resultados. Sin embargo, muchas repeticiones pueden llevar a los participantes a automatizar tareas.
   2. Planifica la duración de cada bloque.
      NOTA: Considere el tiempo de respuesta de subtítulos hemodinámicos (en promedio 6 s después del comienzo de una tarea). Además, tenga en cuenta la influencia de los tamaños de bloque para determinar el filtro para los siguientes pasos.
   3. Agregue un período de estado de reposo al final de cada bloque de ambas condiciones (de modo que la señal hemodinámica decaiga antes del inicio del siguiente bloque).
   4. Planifique el orden de los bloques y cree secuencias de bloques pseudoaleatorios para reducir los efectos anticipatorios.
   5. Planifica la duración total del juego.
      NOTA: Considere la posible incomodidad de los participantes con respecto a las gorras ajustadas fNIRS y su proximidad entre sí. Los bloques y condiciones utilizados en este protocolo se diseñaron de la siguiente manera: se crearon nueve bloques de la condición social del dibujo colaborativo (Tabla 1) y nueve bloques de la condición no social de puntos de conexión (duración = 40 s cada uno); Un período de descanso de 20 s entre cada uno de los bloques; tres secuencias diferentes (Tabla 2) para realizar las tareas (para evitar que una condición se realice más de dos veces seguidas). La duración de la tarea experimental fue de aproximadamente 18 min.
2. Software de programación Paradigm
   1. Utilice un software para ayudar a crear y organizar bloques de paradigmas y señalar a los participantes cuándo comenzar una nueva tarea.
      NOTA: El software NIRStim (ver Tabla de materiales) se utilizó en este caso. Cree las secuencias de bloques y programe su distribución a lo largo del tiempo durante el experimento.
   2. Defina eventos con contenidos visuales (texto e imágenes) o auditivos para indicar a los participantes cuándo comenzar cada tarea. En la pestaña Eventos, haga clic en el botón Agregar evento. Asigne al evento el nombre Nombre del evento, seleccione el tipo de evento en Tipo Stim y defina un color para representar el evento en una descripción general de la presentación en Color-ID. Cree marcadores para enviar al software de adquisición al comienzo de estas tareas en Event Marker.
   3. Determina el orden de ejecución de la tarea y el número de repeticiones de cada una de ellas en la pestaña Ensayos . Además, inserte períodos de descanso. Determine la duración de ambos. Es posible aleatorizar o no aleatorizar los ensayos seleccionando On/Off on Randomize Presentation; guarde la configuración en el botón Guardar .
   4. Durante la carrera experimental, muestra todos los estímulos programados en una ventana negra (para evitar la distracción de los participantes) pulsando Ejecutar.

Tabla 1: Condición de dibujo colaborativo. S1 = Sujeto 1, S2 = Sujeto 2, S3 = Sujeto 3 y S4 = Sujeto 4. Las díadas de dibujo representan quién está dibujando a quién, y la tira de dibujo representa la posición del papel de escritura para dibujar en cada condición. Por ejemplo, para el primer bloque, use una hoja de papel azul. C1, C2 y C3 representan 40 s del paradigma de dibujar condiciones sociales que completan un retrato. C1 (dibujando el área de la frente, dibujando díadas: S2 y S4; S1 y S3), C2 (dibujando el área de la nariz, dibujando díadas: S1 y S4; S2 y S3) y C3 (dibujando el área de la barbilla, dibujando díadas: S3 y S4; S1 y S2). Siga el diagrama de los bloques 2 y 3. Esta aleatorización mantiene el orden de dibujo entre los voluntarios (dibujando el compañero frontal, luego el compañero frontal y, por último, el compañero sentado junto a ellos) y altera el orden de las tiras de hoja a dibujar. Haga clic aquí para descargar esta tabla.

Tabla 2: Secuencia 1 de aleatorización de tareas (social, no social y en reposo). Haga clic aquí para descargar esta tabla.

3. Configuración de video y adquisición de datos

1. Cámaras y grabación de vídeo
   1. Seleccione una cámara de escena disponible comercialmente (360°, consulte Tabla de materiales). Colóquelo sobre la mesa para que todos los movimientos de los ojos y la cabeza de los participantes se puedan percibir simultáneamente.
   2. Limpie y compruebe la tarjeta de memoria y la batería. Compruebe el brillo de la imagen. Pruebe estos elementos antes de localizar a los participantes.
   3. Compruebe si hay posibles interferencias en la recepción de fNIRS. Si es así, aumente el espacio entre el equipo y su receptor.
   4. El receptor del equipo debe ser independiente del receptor de datos fNIRS. Considere una computadora portátil o una tableta ubicada lo más lejos posible de la configuración de la mesa.
   5. Encienda el equipo, verifique la interfaz y configure el modo de grabación antes de la calibración fNIRS.
   6. Considere una o dos cámaras adyacentes o de apoyo que se pueden colocar después de ambos bordes de la mesa.
2. Análisis de vídeo
   1. Para obtener resultados estadísticos valiosos, seleccione un software o plataforma de vista/análisis sincronizado que permita la transcripción y codificación de varios contenidos de video simultáneamente, como INTERACT (consulte la Tabla de materiales).
   2. Establezca parámetros que permitan la búsqueda de patrones / secuencias para refinar los datos de observación a las preguntas de investigación, por ejemplo, métricas de comportamiento de mirada individual, movimiento de cabeza y ojos, movimiento de manos, expresiones faciales y comportamiento de conversación.
   3. Si uno planea registrar medidas fisiológicas, considere un software (ver Tabla de materiales) que permita la integración de datos medidos de otros sistemas de adquisición.
   4. En el proceso de análisis, considere no solo la duración de los eventos, sino también la secuencia, su posición en el tiempo y cómo se relacionan entre sí.
3. Extracción de datos
   1. Comience descargando el video de todas las cámaras (formato MP4). Cárguelos en INTERACT. Segmente los datos de video para codificación y análisis posteriores. Para la extracción de datos, marque las secciones de video manualmente y proporcióneles códigos.
      NOTA: El propósito de segmentar y codificar es proporcionar categorías de datos para que el investigador pueda resaltar y analizar diferentes comportamientos objetivo.
   2. Segmentación
      1. Al presionar Configuración de código, cree un primer nivel dividiendo las secciones de bloque en condiciones sociales y no sociales y período de descanso. Cree un segundo nivel dividiendo los datos de comportamiento de los participantes junto con las condiciones sociales (dibujo facial). Alinearlos mediante la línea de tiempo de activación de audio. Marque manualmente el inicio y el final de cada condición. Defina el esquema de codificación siguiendo las directrices (pasos 3.3.2.2.-3.3.2.6.).
      2. Asegúrese de que el esquema de codificación rastree las señales de comportamiento (duración y cantidad) para cada sección de dibujo facial (condición social) de todos los participantes individualmente.
      3. Código para la atención relacionada con el objeto: la mirada del participante hacia el compañero de dibujo.
         NOTA: El comportamiento de la mirada tiene una doble función: recopilar información de otros (codificación), así como comunicarse con otros (señalización)^39,40.
      4. Código para la mirada mutua (cuando ambos socios que se dibujan comparten contacto visual).
         NOTA: Estudios recientes revelaron un aumento de la actividad en la corteza prefrontal medial rostral anterior (arMPFC) y su acoplamiento con la circunvolución frontal inferior (IFG) cuando los socios establecieron la mirada mutua⁴¹.
      5. Código para comportamientos asociados durante el comportamiento de la mirada (simple o mutua), como sonreír, hablar directamente, expresiones faciales y risas, lo que indica una mayor atención al compañero de dibujo (Figura suplementaria 1).
      6. Transcribir y subdividir en categorías los datos de comportamiento de la mirada de los participantes del grupo. Crea códigos de interacción para cada participante etiquetándolos. Haga explícito el comportamiento de destino y el número de etiqueta durante la codificación.
   3. Codificación y análisis
      NOTA: Uno de los investigadores debe realizar la tarea de codificación y análisis del comportamiento, ya que se identifican fácilmente en el video. Observe lo siguiente:
      1. La extracción de la información debe realizarse manualmente; Marque en la línea de tiempo de cada condición los comportamientos observados de acuerdo con el esquema de codificación. Marque la duración de cada comportamiento. Haga esto para cada participante por separado.
      2. Haga una referencia cruzada de las líneas de tiempo de los participantes para buscar comportamientos compartidos. Regrese a la observación en video para analizar la calidad del intercambio (Figura complementaria 2).
      3. Con la clave Exportar , exporte los datos sin procesar como un archivo de texto o un archivo de tabla para que los datos se puedan ordenar a lo largo de la línea de tiempo, seleccionar, contar y tabler.
         NOTA: En este protocolo, la función de análisis secuencial no se utilizó debido al pequeño número de secuencias de eventos codificados⁴².
4. Métricas de dibujo
   NOTA: Este protocolo utiliza métricas de dibujo para estudiar posibles correlaciones entre el comportamiento de la mirada de los participantes y las pruebas psicológicas aplicadas. Se determinaron los siguientes criterios:
   1. Cantidad de trazos: Cuente manualmente el número de trazos de dibujo realizados por cada participante en cada sección de dibujo facial.
   2. Continuidad de línea: subdivida las categorías de líneas largas y cortas. Cuente manualmente las líneas largas y cortas dibujadas por los participantes.
      NOTA: El dibujo observacional resulta de la observación directa de un objeto real elegido. Algunos estudios recientes encontraron una correlación entre la longitud de la línea y las tareas de trazado o dibujo. El seguimiento de las líneas de tareas tiende a ser más largo que el dibujo de las líneas de tareas⁴³. Este protocolo asocia el rastreo con imágenes memorizadas que el individuo ha hecho estables y lleva como referencias de dibujo en su sistema simbólico¹⁸.
   3. Patrones de dibujo: Relacionarse con patrones de dibujo individuales¹⁸ (Figura 3).
      NOTA: Este protocolo considera una clasificación binaria para el patrón de dibujo: 0, cuando el participante está en modo de dibujo observacional (es decir, cuando el participante observa su objeto de dibujo y copia lo que ve); y 1, cuando el dibujo refleja imágenes memorizadas estables internas (cuando hay un patrón de formas repetitivas como ojos, boca y cabello a lo largo de las condiciones de dibujo).
   4. Observe los detalles, incluido el conteo de los detalles dibujados durante el experimento (por ejemplo, arrugas, manchas, forma de los ojos y tamaño de las cejas, entre otros).
      NOTA: Los detalles dibujados pueden indicar una mayor atención al objeto del dibujo.
5. Pruebas psicológicas
   1. Detectar síntomas de ansiedad y depresión, trastorno por déficit de atención con hiperactividad y habilidades sociales al realizar estudios grupales. Utilice básculas gratuitas o disponibles comercialmente.
      NOTA: Este protocolo sugiere utilizar lo siguiente: la Escala de Ansiedad y Depresión Hospitalaria⁴⁴; el Inventario de Habilidades Sociales⁴⁵ (un inventario que evalúa el repertorio de habilidades sociales del individuo); y la Adult Self-Report Scale (ASRS-18) para la evaluación del trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH) en adultos⁴⁶.

Figura 3: Ejemplos de patrones de dibujo individuales. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

4. Configuración de fNIRS y adquisición de datos

1. Hardware de adquisición de datos
   1. Asegúrese de utilizar hardware de adquisición para los registros fNIRS. Las grabaciones deben realizarse mediante una combinación de sistemas que se pueden leer en el mismo programa de grabación, totalizando 16 canales.
      NOTA: La adquisición de datos se llevó a cabo utilizando dos sistemas de onda continua (NIRSport, ver Tabla de Materiales) para el presente estudio. Cada equipo tiene ocho fuentes de iluminación LED que emiten dos longitudes de onda de luz infrarroja cercana (760 nm y 850 nm) y ocho detectores ópticos (7,91 Hz).
2. Configuración del canal optode fNIRS
   1. Utilice la herramienta NIRSite para localizar los optodes sobre las regiones PFC (ver Tabla de materiales). Configure la distribución de optodes en las tapas de manera que los canales se coloquen por encima de las regiones de interés en las cabezas de todos los participantes.
   2. Dividir los optodes entre los cuatro participantes para la adquisición simultánea de señales.
      NOTA: Las tapas deben tener una configuración basada en el sistema internacional 10-20, y las áreas anatómicas de interés incluyen la porción más anterior de la corteza prefrontal bilateral. Para este protocolo, la colocación de optode fue guiada por la caja de herramientas fNIRS Optodes' Location Decider (fOLD)⁴⁷. La parcelación del modelo de cabeza ICBM 152 (ver Tabla de materiales) generó el montaje. El reclutamiento de la región de la corteza prefrontal en tareas de interacción social ha sido explicado como un correlato de los procesos de control del comportamiento, incluyendo la autorregulación⁴⁸. La figura 4 representa la posición de las fuentes y detectores.
3. Prevención de artefactos
   1. Elimina los distractores de la sala donde tendrá lugar el juego.
   2. Aconseje a los voluntarios que se muevan solo cuando sea necesario.
   3. Durante el experimento, desconecte el amplificador NIRSport y la computadora portátil de la red eléctrica.
   4. Apague cualquier otro equipo que funcione cerca del espectro infrarrojo, como el equipo de aire acondicionado. Apague los dispositivos eléctricos presentes en el medio ambiente.
4. Configuración del aparato fNIRS
   1. Anteriormente, mida los perímetros cerebrales de los cuatro participantes de la siguiente manera: mida las distancias entre el nasion y el inion alrededor de la cabeza para determinar el tamaño de la gorra de cada participante. Utilice siempre una tapa de un tamaño más pequeño en relación con el perímetro de la cabeza con el fin de dar más estabilidad a los optodos.
   2. El día de la adquisición, indique a los participantes que se sienten en el taburete y luego expliquen el proceso esperado de colocar la tapa en la cabeza.
   3. Ajuste las fuentes y los detectores a la tapa de acuerdo con la configuración predeterminada. Como cuestión de organización, siga el patrón de usar los optodes 1 a 4 en el Sujeto 1, del 5 al 8 en el Sujeto 2, del 9 al 12 en el Sujeto 3 y del 13 al 16 en el Sujeto 4.
   4. Coloque las tapas en las cabezas de los participantes y colóquelas de modo que la línea media central (Cz) esté en la parte superior de la cabeza. Para comprobar si Cz está en la posición central, certifique que está situado a la mitad de la distancia entre el nasion y el inion.
      1. Además, mida la distancia entre la oreja izquierda y derecha (Crus of Helix) por encima de la parte superior de la cabeza y la posición Cz.
   5. Use tapones para evitar que las luces ambientales interfieran con la adquisición de datos.
   6. Conecte los cables de los optodes a los amplificadores. Como cuestión de organización, siga el patrón de conectar los optodes 1 a 8 a NIRSport 1 y los optodes 9 a 16 a NIRSport2.
   7. Conecte NIRSport 1 y 2 a la computadora mediante un cable USB.
5. Software de adquisición de datos
   1. Después de configurar el equipo, habilite un software para adquirir los datos de fNIRS. En este estudio, se utilizó el software NIRStar (ver Tabla de Materiales). En NIRStar, realice los siguientes pasos:
      1. Haga clic en Configurar hardware en la barra de menú. Seleccione la opción Modo tándem en la ficha Especificación de hardware para que se pueda realizar el hiperanálisis.
      2. En la pestaña Configurar hardware , seleccione un montaje de entre los montajes comunes predefinidos o de los personalizados, y compruebe la configuración en Configuración de canal y Diseño topográfico.
      3. Realice una calibración automática haciendo clic en Calibrar en el Panel de visualización. El indicador de calidad de la señal permite la verificación de la integridad de los datos recibidos. Evaluar si la calidad de los datos es suficiente para iniciar la adquisición; es decir, ver si los canales están señalizados como verde o amarillo.
         NOTA: Si los canales dirigidos están representados en rojo o blanco, retírelos de la tapa, compruebe que no haya vello que impida que la luz llegue a la cabeza y limpie los optodes con un paño o toalla. Conéctelos de nuevo a la tapa y repita la calibración.
      4. Cuando esté listo para iniciar el procedimiento, tenga una vista previa de cómo se reciben las señales haciendo clic en Vista previa. Luego, comience a grabar las señales en Grabar.
      5. Abra NIRStim, el software de programación de bloques (ver Tabla de materiales), y comience la presentación de los bloques programados. Los marcadores deben registrarse automáticamente y su marcado debe verse en el software de adquisición de datos fNIRS.
      6. Después del final del procedimiento, detenga la grabación haciendo clic en Detener, cierre el software y verifique si el archivo está guardado en el directorio elegido.
6. Análisis de datos de fNIRS
   1. Preprocesar las señales utilizando el software NIRSLAB⁴⁹ (ver Tabla de materiales). Siga los pasos a continuación:
      1. Aplique un filtro temporal de paso de banda (0.01-0.2 Hz) a los datos de intensidad sin procesar para eliminar las frecuencias cardíacas y respiratorias, así como las oscilaciones de muy baja frecuencia.
      2. Para el control de la calidad de la señal, determine los criterios de exclusión para cada ganancia de canal superior a ocho y coeficiente de variación superior al 7,5%.
      3. Calcule los cambios en HbO2 y HHb aplicando la ley de Beer-Lambert modificada con toda la serie temporal como línea de base.
         NOTA: En este estudio, las series temporales de HbO2 y HHb se segmentaron en bloques (sociales y no sociales) y se exportaron como archivos de texto para su posterior análisis en la plataforma R⁸ para computación estadística (ver Tabla de materiales).
      4. Analizar por separado las condiciones sociales y de control. Construir una matriz de correlación para cada uno de los nueve bloques de cada condición de manera que sus elementos correspondan a la correlación (Spearman) entre cada par de sujetos en el canal evaluado. Para la significación estadística de las correlaciones entre individuos a lo largo de la tarea, use la prueba t⁸ para una media de una muestra, considerando un nivel de significancia del 5%.

Figura 4: Distribución de optodes en el cap del Sujeto 1. Las letras S y D representan las fuentes y los detectores, respectivamente. S1 en la coordenada AF7 del sistema 10-20; S2 en AF3; S3 en AF8; S4 en AF4; D1 en Fp1; D2 en F5; D3 en el 2º PM; y D4 en F6. Los canales se colocan en la siguiente configuración: canal 1 entre S1-D1; 2 entre S1-D2; 3 entre S2-D1; 4 entre S2-D2; 5 entre S3-D3; 6 entre S3-D4; 7 entre S4-D3; y 8 entre S4-FD4. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Results

El protocolo se aplicó a un cuarteto compuesto por mujeres jóvenes (24-27 años), todas ellas estudiantes en programas de posgrado (Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, Brasil), con educación de maestría o doctorado. Todos los participantes eran diestros, y solo uno informó tener experiencia previa en dibujo. Ningún participante tenía antecedentes informados de trastornos neurológicos.

Para las escalas y los resultados de las pruebas psicológicas, dos participantes (2 y 4) mostraron p...

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Este estudio tuvo como objetivo crear un protocolo utilizando hiperescaneo en cuatro cerebros simultáneamente en condiciones naturalistas. El paradigma experimental utilizó diferentes tareas de dibujo y la correlación de múltiples medidas de resultados, dibujando métricas, comportamientos y señales cerebrales. Los pasos críticos dentro de este protocolo son la consideración de los desafíos derivados de su alta complejidad y el mantenimiento de sus condiciones ecológicas y naturalistas.

La obse...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
2 NIRSport	NIRx Medizintechnik GmbH, Alemania	Nirsport 88	El equipo pertenece al InCe ( Instituto do Cé rebro - Hospital Israelita Albert Einstein). dos sistemas de onda continua (NIRSport8x8, NIRx Medical Technologies, Glen Head, NY, EE. UU.) con ocho fuentes de iluminación LED que emiten dos longitudes de onda de luz infrarroja cercana (760 y 850 nm) y ocho detectores ópticos cada uno. 7.91 Hz. Los datos se adquirieron con el software NIRStar versión 15.2  (NIRx Medical Technologies, Glen Head, Nueva York) a una tasa de muestreo de 3,472222.
4 gorras fNIRS	NIRx Medizintechnik GmbH, Alemania		Las gorras negras utilizadas en las grabaciones tenían una configuración basada en la norma internacional 10-20
Câ mera 360 grados; - Kodak Pix Pro SP360	Kodak		Kodak PixPro:  https://kodakpixpro.com/cameras/360-vr/sp360
Cámaras de soporte - 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): una caja de herramientas para la disposición de sondas guiada por regiones de interés del cerebro. Scientific Reports.  8,  3341 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-21716-z	Versión 2.2 (https://github.com/nirx/fOLD-public)	La colocación de los optodes se guió por la caja de herramientas fOLD (fNIRS Optodes' Location Decider, que permite la colocación de fuentes y detectores en el 10– 10 sistema para cubrir al máximo las regiones anatómicas de interés de acuerdo con varios atlas de parcelación. El modelo de cabeza ICBM 152  Para generar el montaje se utilizó la parcelación, la cual fue diseñada para proporcionar cobertura de la porción más anterior de la corteza prefrontal bilateral
Notebook Microsoft Surface	Microsoft		Notebook receptor de las señales fNIRS
Plataforma R para computación estadística	https://www.r-project.org	R versión 4.2.0	R es un entorno de software libre para computación estadística y gráficos. Compila y se ejecuta en una amplia variedad de plataformas UNIX, Windows y MacOS
REDCap	REDCap está respaldado en parte por los Institutos Nacionales de Salud (NIH/NCATS UL1 TR000445)		REDCap es una aplicación web segura para crear y administrar encuestas y bases de datos en línea.
software Mangold Interact	Mangold International GmbH, Ed.	interactuar 5.0	Mangold:  https://www.mangold-international.com/en/products/software/behavior-research-with-mangold-interact.html. Permite el análisis de videos para resultados conductuales y de monitoreo autónomo para cambios fisiológicos impulsados por emociones (puede requerir software adicional, como DataView). Permite el uso simultáneo de diferentes tipos de cámaras y cientos de variaciones de métodos de codificación.
software NIRSite	NIRx Medizintechnik GmbH, Alemania	NIRSite 2.0	Para crear el montaje y ayudar a la colocación y ubicación de los optódicos en las currucas capirotadas.
software nirsLAB-2014	NIRx Medizintechnik GmbH, Alemania	nirsLAB 2014	fNIRS Software de procesamiento de datos
NIRStar	NIRx Medizintechnik GmbH, Alemania	versión 15.2	para la adquisición de datos fNIRS: software NIRStar versión 15.2  a una frecuencia de muestreo de 3.4722222
software NIRStim	NIRx Medizintechnik GmbH, Alemania		Para la creación y organización de bloques de paradigma