Name: Sincronización de grupos durante el dibujo colaborativo mediante espectroscopia funcional de infrarrojo cercano (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-08-05T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 53 s
Description: Aprende a medir la sincronización cerebral en grupos de cuatro personas durante tareas de dibujo colaborativo utilizando espectroscopia funcional de infrarrojo cercano (fNIRS). Este protocolo permite analizar respuestas hemodinámicas y dinámicas interpersonales en tiempo real.

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Los autores agradecen al Instituto do Cérebro (InCe-IIPE) y al Hospital Israelita Albert Einstein (HIAE) por este apoyo al estudio. Un agradecimiento especial a José Belém de Oliveira Neto por la revisión en inglés de este artículo.

Paulo Rodrigo Bazán ha proporcionado consultoría científica independiente a NIRx Medizintechnik GmbH y a Brain Support Corporation, que es un distribuidor de NIRx Medizintechnik GmbH. Los demás autores declaran que no existen conflictos de intereses con respecto a la autoría o la publicación de este artículo.

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...

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 persona2,4, 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 colaborativo18,19. 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 musical21,22,23,24. 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.

<table><tbody><tr><td>2 NIRSport&nbsp;</td><td>NIRx Medizintechnik GmbH, Alemania</td><td>Nirsport 88</td><td>El equipo pertenece al InCe ( Instituto do C&eacute; 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&nbsp; (NIRx Medical Technologies, Glen Head, Nueva York) a una tasa de muestreo de 3,472222.</td></tr><tr><td>4 gorras fNIRS</td><td>NIRx Medizintechnik GmbH, Alemania</td><td></td><td>Las gorras negras utilizadas en las grabaciones tenían una configuración basada en la norma internacional 10-20</td></tr><tr><td>C&acirc; mera 360 grados; - Kodak Pix Pro SP360</td><td>Kodak</td><td></td><td>Kodak PixPro:&nbsp; https://kodakpixpro.com/cameras/360-vr/sp360</td></tr><tr><td>Cámaras de soporte - Iphone 8</td><td>Apple</td><td>Iphone 8</td><td>Supporting Camera</td></tr><tr><td>fOLD toolbox (fNIRS Optodes' Zimeo</td> <td>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.&nbsp; <fuerte>8,</fuerte>&nbsp; 3341 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-21716-z</td><td>Versión 2.2 (https://github.com/nirx/fOLD-public)</td><td>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&ndash; 10 sistema para cubrir al máximo las regiones anatómicas de interés de acuerdo con varios atlas de parcelación. El modelo de cabeza ICBM 152&nbsp; 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</td></tr><tr><td>Notebook Microsoft Surface</td><td>Microsoft</td><td></td><td>Notebook receptor de las señales fNIRS</td></tr><tr><td>Plataforma R para computación estadística&nbsp;</td><td>https://www.r-project.org&nbsp;</td> (en inglés)<td>R versión 4.2.0</td><td>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</td></tr><tr><td>REDCap</td><td>REDCap está respaldado en parte por los Institutos Nacionales de Salud (NIH/NCATS UL1 TR000445)</td><td></td><td>REDCap es una aplicación web segura para crear y administrar encuestas y bases de datos en línea.</td></tr><tr><td>software Mangold Interact</td><td>Mangold International GmbH, Ed.&nbsp;</td><td>interactuar 5.0</td><td>Mangold:&nbsp; 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.</td></tr><tr><td>software NIRSite</td><td>NIRx Medizintechnik GmbH, Alemania</td><td>NIRSite 2.0</td><td>Para crear el montaje y ayudar a la colocación y ubicación de los optódicos en las currucas capirotadas.</td></tr><tr><td>software nirsLAB-2014</td><td>NIRx Medizintechnik GmbH, Alemania</td><td>nirsLAB 2014</td><td>fNIRS Software de procesamiento de datos</td></tr><tr><td>NIRStar</td><td>NIRx Medizintechnik GmbH, Alemania</td><td>versión 15.2</td><td>&nbsp; para la adquisición de datos fNIRS: software NIRStar versión 15.2&nbsp; a una frecuencia de muestreo de 3.4722222</td></tr><tr><td>software NIRStim</td><td>NIRx Medizintechnik GmbH, Alemania</td><td></td><td>&nbsp; Para la creación y organización de bloques de paradigma</td></tr></tbody></table>

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

Group Synchronization During Collaborative Drawing Using Functional Near-Infrared Spectroscopy

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.

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...

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.

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

Functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) is a noninvasive method particularly suitable for measuring cerebral cortex activation in multiple subjects, ...

Este protocolo innovador es relevante para el estudio de las interacciones interpersonales grupales en entornos ecológicos. Está diseñado para acceder a las diferencias en las respuestas interpersonales del cerebro y el comportamiento en cuartetos durante diferentes tareas de dibujo. Este protocolo ofrece procedimientos fáciles de implementar y un paradigma confiable utilizando fNIRS para medir simultáneamente las respuestas hemodinámicas de un grupo de cuatro individuos que interactúan.Para prepararse para el estudio, retire todos los posibles distractores oculares de la escena. 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.Al configurar, coloque todos los cables fNIRS de manera que permanezcan estables durante la tarea experimental. Coloque el cuarteto sobre la mesa de dos en dos para que cada individuo pueda observar a los otros tres individuos. Para realizar el paradigma del dibujo, que es la condición social, haga que los participantes dibujen el área de la frente y los ojos en la tira superior de todas las hojas de papel.Haga que cada papel represente un retrato completamente dibujado de un participante. También haga que la cara de cada participante sea representada de manera colaborativa por sus socios. Para el juego de conectar los puntos, que es la condición no social, pida a los participantes que conecten los números de manera ascendente.Seleccione una cámara de escena de 360 grados disponible comercialmente y colóquela sobre la mesa para que los movimientos de los ojos y la cabeza de todos los participantes se puedan percibir simultáneamente. Compruebe si hay posibles interferencias en la recepción de fNIRS. Antes de la calibración fNIRS, inicie el equipo, verifique la interfaz y configure el modo de grabación.Para el análisis de datos, seleccione una vista sincronizada o una plataforma de análisis que permita la transcripción y codificación de varios contenidos de vídeo simultáneamente, como el software INTERACT. Para refinar los datos de observación, establezca parámetros que permitan la búsqueda de patrones o secuencias, como métricas de comportamiento de la mirada individual, movimiento de la cabeza y los ojos, movimiento de las manos, expresiones faciales y comportamiento de habla. Después del análisis, comience descargando el video de todas las cámaras en formato MP4 y cárguelas 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. Haga clic en Definir códigos para crear el primer nivel dividiendo las secciones de bloque en condiciones sociales y no sociales y períodos de descanso.Luego cree un segundo nivel dividiendo los datos de comportamiento de los participantes junto con las condiciones sociales. Observe los detalles y determine las métricas de dibujo contando los detalles dibujados durante el experimento. Utilice la herramienta NIRSite para localizar los optodes sobre las regiones PFC.Configure la distribución de optodes en las tapas de modo que los canales se coloquen por encima de las regiones de interés en la cabeza del participante. Dividir los optodes entre cuatro participantes para la adquisición simultánea de señales. Antes de configurar el aparato fNIRS, mida los perímetros cerebrales de los cuatro participantes, como las distancias entre la nasion y el inion alrededor de la cabeza para determinar el tamaño de la tapa de cada participante.Luego coloque las fuentes y los detectores en la tapa de acuerdo con la configuración predeterminada. Coloque las tapas en la cabeza del participante y coloque la tapa de manera que la línea media central esté en la parte superior de la cabeza. Asegúrese de que la tapa esté colocada correctamente midiendo la distancia entre la oreja izquierda y derecha por encima de la parte superior de la cabeza y colocando la línea media central en el centro de la medida.Luego conecte los cables de los optodes a los amplificadores y conecte NIRSport 1 y 2 a la computadora. Después de configurar el equipo, habilitó el software para adquirir los datos de fNIRS. Haga clic en Configurar hardware en la barra de menú.Seleccione la opción Modo tándem en la ficha de especificación de hardware para realizar el hiperexploración. En la pestaña configurar hardware, seleccione un montaje y compruebe la configuración en enmascaramiento de canales, diseño topográfico y configuración de canales. Realice una calibración automática haciendo clic en Calibrar en el panel de visualización.Cuando esté listo para iniciar el procedimiento, haga clic en Vista previa para obtener una vista previa de cómo se reciben las señales. Luego comience a grabar las señales haciendo clic en Grabar. Abra el software de programación de bloques NIRStim e inicie la presentación de los bloques programados haciendo clic en Ejecutar.NIRStim se cerrará al final del experimento. Detener la grabación en NIRStar. Cierre el software y verifique que el archivo esté guardado correctamente.Este método se aplicó a un cuarteto compuesto por mujeres estudiantes de posgrado de 24 a 27 años. Los resultados preliminares de fNIRS mostraron una activación cerebral típica para los participantes uno, dos y tres tanto en las condiciones de dibujo sociales como no sociales. Esto se observó en ambos canales ubicados en los hemisferios izquierdo y derecho, aunque los patrones de activación fueron distintos.Por otro lado, el participante cuatro mostró una activación cerebral atípica. La señal de oxihemoglobina se sincronizó significativamente entre los sujetos solo durante la última parte de la tarea, tanto en la condición de conexión de los puntos como en la condición de dibujo colaborativo. Este método puede proporcionar información sobre neurociencia, arte, terapia de arte y áreas de investigación de interacción social en general.

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Research

Investigación

JoVE Journal

Neuroscience

Neurociencia

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