Des expériences de Hyperscanning avec la spectroscopie proche infrarouge fonctionnelle

En mesurant simultanément les activités cérébrales de deux personnes ou plus, cette méthode peut faire la lumière sur les mécanismes neurobiologiques sous-jacents aux interactions sociales. La spectroscopie fonctionnelle proche infrarouge, ou fNIRS, est bien adaptée pour mener de telles expériences hyperscanning parce qu’elle mesure la réponse hémodynamique du cerveau avec un taux d’échantillonnage élevé et peut être appliquée dans des arrangements relativement naturels. Bien que ce protocole montre comment effectuer simultanément des enregistrements fNIRS de dyades adultes-enfants, il peut être adapté à différentes constellations dyadiques telles que les partenaires romantiques et à différentes tâches expérimentales.

Commencez par choisir une taille de chapeau de la même taille ou légèrement plus grande que la circonférence de la tête du participant. Couper 15 trous d’un diamètre d’environ 15 millimètres chacun, disposés en grille horizontale de trois par cinq dans la zone du front de chacune des deux capsules EEG brutes. Assurez-vous que les trous sont espacés de 30 millimètres les uns des autres dans n’importe quelle direction, que la colonne centrale des trous est située au centre du front.

Afin de rendre les bouchons plus confortables et de minimiser les marques de pression, fixez le matériau de mousse molle sur le côté intérieur de la grille du support entre les prises de sonde et sur les bords. Ensuite, montez une grille vide de porte-sondes trois par cinq sur chacune des calottes EEG modifiées de sorte que la grille du support lui-même soit placée à l’intérieur du bouchon et que les prises titulaires collent dans les trous. Ensuite, insérez doucement les sondes dans les prises de support appropriées sur la grille de sorte que seule la première crête de chaque sonde est montée dans la prise qui se traduit par un bruit de cliquet.

Ouvrez la fenêtre de moniteur de sonde au système de mesure le plus proche et sélectionnez deux ensembles de sondes disposés dans une grille de trois par cinq chacun, un pour l’enfant participant et un pour l’adulte. Assurez-vous que les dispositions de sonde des deux bouchons correspondent aux dispositions de la fenêtre de l’ensemble de la sonde. Ensuite, allumez les diodes laser du système de mesure le plus proche 30 minutes avant de mesurer afin que le système atteigne une température de fonctionnement stable.

Définissez toutes les options nécessaires au système de mesure le plus proche. Assurez-vous que l’appareil est réglé sur la mesure liée à l’événement et que l’entrée sérielle RS232 nécessaire pour recevoir les déclencheurs du paradigme expérimental est active. Ensuite, préparez le paradigme expérimental en commençant le logiciel informatique technique qui sert de base pour les extensions de boîte à outils psychophysiques et en fixant le répertoire actuel au dossier dans le dossier dans quel paradigme est enregistré.

Enfin, placez deux repose-menton devant l’écran de l’ordinateur pour empêcher les mouvements de la tête pendant l’expérience. Commencez par escorter les deux participants dans la salle d’essai et expliquer la mise en place expérimentale. Ensuite, placez les participants l’un à côté de l’autre devant l’écran de l’ordinateur.

Ajuster la hauteur du menton repose de telle sorte que les deux participants s’assoient confortablement. Fournir des instructions et administrer les essais pratiques de la coopérative et du jeu compétitif. Ensuite, mesurez et marquez le point Fpz selon le système 10-20, qui est de 10% de la distance entre nasion et inion sur la tête de chaque participant.

Ensuite, éteignez le laser et placez soigneusement les bouchons avec les sondes sur la tête des participants. Assurez-vous que la sonde centrale de la rangée inférieure est placée sur Fpz et que la colonne de sonde moyenne est alignée le long de la courbe de référence sagittale. Placez les ficelles de fibre sur le bras du support attaché au système de mesure le plus proche afin qu’elles pendent lâchement sans contact avec le participant ou la chaise et qu’elles ne tirent pas sur les bouchons.

Ensuite, poussez chaque sonde plus loin dans sa prise jusqu’à ce que le petit nez blanc au centre du dessus de l’enveloppe de la sonde soit visible. Ensuite, allumez à nouveau le laser et testez la qualité du signal en cliquant sur le bouton Gain automatique dans la fenêtre de moniteur de sonde du système de mesure le plus proche. Si un canal est marqué en jaune, ce qui signifie un signal insuffisant, mettez doucement les cheveux sous la pointe de la sonde environnante de côté.

Faites des ajustements de sonde, et cliquez à nouveau sur le bouton Gain automatique pour voir si la qualité du signal s’est améliorée ou est marquée en vert. Une fois que la qualité du signal est satisfaisante, placez une serviette sur les mains des participants afin qu’ils ne puissent pas voir les mouvements de la main de leur partenaire de jeu respectif. Ensuite, commencez l’expérience.

Ensuite, une fois l’expérience terminée, enregistrez les données et exportez les données d’intensité lumineuse brute sous forme de fichier texte en cliquant sur le bouton Text File Out. Enfin, nettoyez les sondes, les porte-sondes et le menton repose avec de l’ethnol et lavez les bouchons avec du détergent doux. Comme mesure de la synchronie cerveau-cerveau, la cohérence des ondes est calculée entre les signaux fNIRS des sujets en interaction.

Les coefficients de cohérence des ondes sont visualisés à l’aide d’une carte couleur allant du bleu, peu ou pas de cohérence, au rouge, c’est-à-dire une cohérence forte ou maximale. Les résultats montrent une forte cohérence tout au long de l’expérience dans une bande à haute fréquence jusqu’à une durée d’environ une seconde, ce qui résulte probablement des rythmes cardiaques des sujets. En outre, une forte cohérence apparaît dans une bande de fréquence inférieure entre la durée de la période de deux et huit secondes.

La cohérence dans cette plage de basse fréquence reflète probablement une synchronisation des activités cérébrales des deux sujets au cours de la tâche. Tout en essayant cette procédure, il est important de vérifier que les bouchons sont placés correctement sur la tête des participants et d’assurer une bonne qualité de signal. Après son développement, cette technique a ouvert la voie à des chercheurs dans le domaine des neurosciences sociales pour explorer la synchronie cerveau-cerveau dans une variété de tâches différentes, en examinant les corrélations de comportement et les associations aux caractéristiques des individus et de leur relation.