Name: Synchronisation de groupe pendant le dessin collaboratif à l’aide de la spectroscopie fonctionnelle dans le proche infrarouge (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-08-05T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 53 s
Description: Découvrez la synchronisation neuronale interpersonnelle lors de tâches de dessin collaboratif en utilisant la spectroscopie fonctionnelle dans le proche infrarouge (fNIRS). Cette méthode permet d'analyser les dynamiques de groupe en neuroscience et en art-thérapie.

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Les auteurs remercient l’Instituto do Cérebro (InCe-IIPE) et l’Hospital Israelita Albert Einstein (HIAE) pour le soutien apporté à cette étude. Un merci spécial à José Belém de Oliveira Neto pour la relecture anglaise de cet article.

Paulo Rodrigo Bazán a fourni des conseils scientifiques indépendants à NIRx Medizintechnik GmbH et à Brain Support Corporation, distributeur de NIRx Medizintechnik GmbH. Les autres auteurs déclarent qu’il n’y a pas de conflits d’intérêts en ce qui concerne la paternité ou la publication de cet article.

Cette étude visait à créer un protocole utilisant l’hyperbalayage sur quatre cerveaux simultanément dans des conditions naturalistes. Le paradigme expérimental utilisait différentes tâches de dessin et la corrélation de plusieurs mesures de résultats, dessinant des métriques, des comportements et des signaux cérébraux. Les étapes critiques de ce protocole sont la prise en compte des défis découlant de sa grande complexité et le maintien de ses conditions écologiques et naturalistes.
L’observat...

Le comportement d’interaction interpersonnelle est une composante importante du processus de connexion et de création de liens empathiques. Des recherches antérieures indiquent que ce comportement peut s’exprimer dans l’occurrence de synchronicité, lorsque les signaux biologiques et comportementaux s’alignent pendant le contact social. Les preuves montrent que la synchronicité peut se produire entre les personnes qui interagissent pour la première fois 1,2,3. La plupart des études sur les interactions sociales et leurs mécanismes neuronaux sous-jacents utilisent une approche à une seule personne ou à la deuxième personne2,4, et on sait peu de choses sur la transposition de ces connaissances aux dynamiques sociales de groupe. L’évaluation des réponses interpersonnelles dans des groupes de trois individus ou plus reste un défi pour la recherche scientifique. Cela conduit à la nécessité d’apporter au laboratoire l’environnement complexe des interactions sociales chez les êtres humains de tous les jours dans des conditions naturalistes5.
Dans ce contexte, la technique de spectroscopie proche infrarouge fonctionnelle (fNIRS) est un outil prometteur pour évaluer les relations entre l’interaction interpersonnelle dans des contextes naturalistes et ses corrélats cérébraux. Il présente moins de restrictions sur la mobilité des participants par rapport à l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) et est résistant aux artefacts de mouvement 6,7. La technique fNIRS fonctionne en évaluant les effets hémodynamiques en réponse à l’activation cérébrale (changements dans la concentration sanguine d’hémoglobine oxygénée et désoxygénée). Ces variations peuvent être mesurées par la quantité de diffusion de la lumière infrarouge à travers le tissu du cuir chevelu. Des études antérieures ont démontré la flexibilité et la robustesse de la technique dans les expériences d’hyperbalayage écologique et le potentiel d’élargir les connaissances en neurosciences appliquées 6,8.
Le choix d’une tâche expérimentale pour l’évaluation naturaliste des corrélats neuronaux des processus d’interaction sociale en groupe est une étape cruciale dans l’approche des études en neurosciences appliquées9. Parmi les exemples déjà rapportés dans la littérature avec l’utilisation de fNIRS dans les paradigmes de groupe, citons la performance musicale 10,11,12, l’interaction en classe8 et la communication 13,14,15,16,17.
L’un des aspects non encore explorés par les études précédentes est l’utilisation de jeux de dessin qui ont pour caractéristique principale la manipulation de composants empathiques pour évaluer l’interaction sociale. Dans ce contexte, l’un des jeux fréquemment utilisés pour induire une interaction sociale dans la dynamique entre étrangers est le jeu de dessin collaboratif18,19. Dans ce jeu, les feuilles de papier sont divisées en parties égales, et les participants du groupe sont mis au défi de dessiner des autoportraits partagés de tous les membres. Au final, chaque membre voit son portrait dessiné de manière collaborative par plusieurs mains.
L’objectif est de promouvoir une intégration rapide entre étrangers, provoquée par la direction de l’attention visuelle sur les visages des partenaires du groupe. Il peut être considéré comme une activité « brise-glace » en raison de sa capacité à soutenir la curiosité et les processus empathiques conséquents parmi les membres19.
L’un des avantages de l’utilisation des tâches de dessin est leur simplicité et leur facilité de reproduction20. Ils ne nécessitent pas non plus de formation ou de compétences techniques spécifiques, comme on le voit dans les études utilisant les paradigmes de performance musicale21,22,23,24. Cette simplicité permet également le choix d’un stimulus plus naturaliste dans un contexte social 4,9,25.
En plus d’être un instrument pour induire un comportement social en groupe, le dessin est également considéré comme un outil d’évaluation psychologique26. Certains tests psychologiques graphiques-projectifs, tels que House-Tree-Person (HTP)27,28,29, Human Figure Drawing - Sisto Scale 27 et Kinetic Family Drawing30 sont utilisés de manière complémentaire pour les diagnostics qualitatifs et quantitatifs. Leurs résultats expriment généralement des processus inconscients, donnant des indices sur le système symbolique de l’individu et, par conséquent, ses interprétations du monde, ses expériences, ses affections, etc.
La pratique du dessin fait réfléchir et aide à donner un sens aux expériences et aux choses, en ajoutant des sensations, des sentiments, des pensées et des actions31. Il donne des indices sur la façon de percevoir et de traiter ces expériences de vie26. Le dessin utilise des codes visuels pour permettre de comprendre et de communiquer des pensées ou des sentiments, les rendant accessibles à la manipulation et, ainsi, créant la possibilité de nouvelles idées et lectures31.
En art-thérapie, le dessin est un outil pour travailler l’attention, la mémoire et l’organisation des pensées et des sentiments32, et il peut être utilisé comme moyen de produire une interaction sociale33.
Cette étude visait à développer un protocole expérimental naturaliste pour évaluer les réponses cérébrales vasculaires et comportementales lors d’interactions interpersonnelles en quatuors utilisant une dynamique de dessin collaboratif. Dans ce protocole, l’évaluation des réponses cérébrales du quatuor (individuellement et la synchronicité entre partenaires) et les mesures de résultats possibles, telles que les mesures comportementales (comportement du dessin et du regard) sont proposées. L’objectif est de fournir plus d’informations sur les neurosciences sociales.

<table><tbody><tr><td>2 NIRSport&nbsp ;</td><td>NIRx Medizintechnik GmbH, Allemagne</td><td>Nirsport 88</td><td>L’équipement appartient à InCe ( Instituto do C&eacute ; rebro - Hôpital Israelita Albert Einstein). deux systèmes à ondes continues (NIRSport8x8, NIRx Medical Technologies, Glen Head, NY, États-Unis) avec huit sources d’éclairage LED émettant deux longueurs d’onde de lumière proche infrarouge (760 et 850 nm) et huit détecteurs optiques chacun. 7,91 Hz. Les données ont été acquises avec la version 15.2 du logiciel NIRStar. (NIRx Medical Technologies, Glen Head, New York) à un taux d’échantillonnage de 3,472222.</td></tr><tr><td>4 capuchons fNIRS</td><td>NIRx Medizintechnik GmbH, Allemagne</td><td></td><td>Les blackcaps utilisés dans les enregistrements avaient une configuration basée sur le C&acirc international 10-20</td></tr><tr><td>; mera 360&deg ; - 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>Cameras de suporte - Iphone 8</td><td>Apple</td><td>Iphone 8</td><td>Supporting Camera</td></tr><tr><td>fOLD toolbox (fNIRS Optodes' Décideur de l’emplacement)</td><td>Zimeo Morais, G.A., Balardin, J.B. & Sato, J.R. fNIRS Optodes' Location Decider (fOLD) : une boîte à outils pour l’agencement des sondes guidé par les régions cérébrales d’intérêt. Rapports scientifiques.&nbsp ; <fort>8,</fort>&nbsp ; 3341 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-21716-z</td><td>Version 2.2 (https://github.com/nirx/fOLD-public)Le</td> <td>placement des Optodes a été guidé par la boîte à outils fOLD (fNIRS Optodes' Location Decider, qui permet de placer les sources et les détecteurs dans le 10&ndash ; 10 pour couvrir au maximum les régions anatomiques d’intérêt selon plusieurs atlas de parcelle. Le modèle de tête ICBM 152 La parcellation a été utilisée pour générer le montage, qui a été conçu pour fournir une couverture de la partie la plus antérieure du cortex préfrontal bilatéral</td></tr><tr><td>Notebook Microsoft Surface</td><td>Microsoft</td><td></td><td>Notebook récepteur des signaux fNIRS</td></tr><tr><td>Plate-forme R pour le calcul statistique&nbsp ;</td><td>https ://www.r-project.org&nbsp ; (en anglais)</td><td>R version 4.2.0</td><td>R est un environnement logiciel libre pour le calcul statistique et graphique. Il compile et fonctionne sur une grande variété de plates-formes UNIX, Windows et MacOS</td></tr><tr><td>REDCap</td><td>REDCap est soutenu en partie par les National Institutes of Health (NIH/NCATS UL1 TR000445)</td><td></td><td>REDCap est une application Web sécurisée pour la création et la gestion d’enquêtes et de bases de données en ligne.</td></tr><tr><td>logiciel Mangold Interact</td><td>Mangold International GmbH, éd.&nbsp ;</td><td>interagir 5.0</td><td>Mangold :&nbsp ; https://www.mangold-international.com/en/products/software/behavior-research-with-mangold-interact.html. Permet l’analyse des vidéos pour les résultats comportementaux et la surveillance autonome des changements physiologiques émotionnels (peut nécessiter un logiciel supplémentaire, tel que DataView). Permet l’utilisation simultanée de différents types de caméras et de centaines de variantes de méthodes de codage.</td></tr><tr><td>logiciel NIRSite</td><td>NIRx Medizintechnik GmbH, Allemagne</td><td>NIRSite 2.0</td><td>Pour la création du montage et l’aide au placement et à la localisation des optodes dans les calottes noires.</td></tr><tr><td>logiciel nirsLAB-2014</td><td>NIRx Medizintechnik GmbH, Allemagne</td><td>nirsLAB 2014</td><td>fNIRS Logiciel de traitement de données</td></tr><tr><td>NIRStar</td><td>NIRx Medizintechnik GmbH, Allemagne</td><td>version 15.2</td><td>&nbsp ; pour l’acquisition de données fNIRS : logiciel NIRStar version 15.2 à une fréquence d’échantillonnage de 3.472222</td></tr><tr><td>logiciel NIRStim</td><td>NIRx Medizintechnik GmbH, Allemagne</td><td></td><td>&nbsp ; Pour la création et l’organisation de blocs de paradigme</td></tr></tbody></table>

synchronisation de groupe pendant le dessin collaboratif à l’aide de la spectroscopie fonctionnelle dans le proche infrarouge

Group Synchronization During Collaborative Drawing Using Functional Near-Infrared Spectroscopy

La spectroscopie fonctionnelle dans le proche infrarouge (fNIRS) est une méthode non invasive particulièrement adaptée à la mesure de l’activation du cortex cérébral chez plusieurs sujets, ce qui est pertinent pour étudier les interactions interpersonnelles de groupe dans des contextes écologiques. Bien que de nombreux systèmes fNIRS offrent techniquement la possibilité de surveiller plus de deux individus simultanément, l’établissement de procédures de configuration faciles à mettre en œuvre et de paradigmes fiables pour suivre les réponses hémodynamiques et comportementales dans l’interaction de groupe est toujours nécessaire. Le présent protocole combine fNIRS et l’observation vidéo pour mesurer la synchronisation interpersonnelle en quatuors au cours d’une tâche coopérative. Ce protocole fournit des recommandations pratiques pour l’acquisition de données et la conception de paradigmes, ainsi que des principes directeurs pour un exemple illustratif d’analyse de données. La procédure est conçue pour évaluer les différences dans les réponses interpersonnelles cérébrales et comportementales entre les conditions sociales et non sociales inspirées par une activité brise-glace bien connue, la tâche collaborative de dessin de visage. Les procédures décrites peuvent guider les études futures pour adapter les activités d’interaction sociale naturaliste de groupe à l’environnement fNIRS.

Le protocole a été appliqué à un quatuor composé de jeunes femmes (24-27 ans), toutes étudiantes en troisième cycle (Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, Brésil), avec une formation de niveau maîtrise ou doctorat. Tous les participants étaient droitiers et un seul a déclaré avoir une expérience antérieure en dessin. Aucun participant n’avait d’antécédents signalés de troubles neurologiques.
Pour les échelles et les résultats des tests psychologiques, deux participants (2 et 4) ont mo...

Le présent protocole combine la spectroscopie fonctionnelle dans le proche infrarouge (fNIRS) et l’observation vidéo pour mesurer la synchronisation interpersonnelle en quatuors au cours d’une tâche de dessin collaborative.

Synchronisation de groupe pendant le dessin collaboratif à l’aide de la spectroscopie fonctionnelle dans le proche infrarouge

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

Ce protocole innovant est pertinent pour l’étude des interactions interpersonnelles de groupe dans des contextes écologiques. Il est conçu pour accéder aux différences dans les réponses interpersonnelles cérébrales et comportementales dans les quatuors au cours de différentes tâches de dessin. Ce protocole offre des procédures faciles à mettre en œuvre et un paradigme fiable utilisant fNIRS pour mesurer simultanément les réponses hémodynamiques d’un groupe de quatre individus en interaction.Pour vous préparer à l’étude, retirez tous les distracteurs oculaires potentiels de la scène. Éteignez tous les appareils électriques tels que la climatisation pendant la condition expérimentale. Assurez-vous que la pièce est suffisamment éclairée pour que les gens puissent l’observer et dessiner.Lors de la mise en place, positionnez tous les fils fNIRS de manière à ce qu’ils restent stables pendant la tâche expérimentale. Placez le quatuor sur la table deux par deux afin que chaque individu puisse observer les trois autres individus. Pour exécuter le paradigme du dessin, qui est la condition sociale, demandez aux participants de dessiner le front et le contour des yeux sur la bande supérieure de toutes les feuilles de papier.Demandez à chaque article de représenter un portrait complet d’un participant. Ayez également le visage de chaque participant représenté de manière collaborative par leurs partenaires. Pour le jeu de connexion des points, qui est la condition non sociale, demandez aux participants de relier les nombres de manière ascendante.Sélectionnez une caméra de scène à 360 degrés disponible dans le commerce et placez-la sur la table de manière à ce que les mouvements des yeux et de la tête de tous les participants puissent être perçus simultanément. Vérifiez s’il y a d’éventuelles interférences sur la réception fNIRS. Avant l’étalonnage fNIRS, démarrez l’équipement, vérifiez l’interface et réglez le mode d’enregistrement.Pour l’analyse des données, sélectionnez une vue synchronisée ou une plate-forme d’analyse qui permet la transcription et le codage de plusieurs contenus vidéo simultanément tels que le logiciel INTERACT. Pour affiner les données d’observation, définissez des paramètres qui permettent la recherche de modèles ou de séquences tels que les mesures individuelles du comportement du regard, les mouvements de la tête et des yeux, les mouvements des mains, les expressions faciales et le comportement de parole. Après analyse, commencez par télécharger la vidéo de toutes les caméras au format MP4 et chargez-les dans INTERACT.Segmentez les données vidéo pour le codage et une analyse plus approfondie. Pour l’extraction de données, marquez les sections vidéo manuellement et fournissez-leur des codes. Cliquez sur Définir les codes pour créer le premier niveau en divisant les sections de bloc en conditions sociales et non sociales et périodes de repos.Ensuite, créez un deuxième niveau en divisant les données comportementales des participants avec les conditions sociales. Observez les détails et déterminez les mesures de dessin en comptant les détails dessinés pendant l’expérience. Utilisez l’outil NIRSite pour localiser les optodes sur les régions PFC.Configurer la distribution des optodes sur les casquettes de telle sorte que les canaux soient positionnés au-dessus des régions d’intérêt sur la tête du participant. Répartir les optodes entre quatre participants pour l’acquisition simultanée de signaux. Avant de régler l’appareil fNIRS, mesurez les périmètres cérébraux des quatre participants comme les distances entre la nasion et l’inion autour de la tête pour déterminer la taille du bouchon de chaque participant.Installez ensuite les sources et les détecteurs sur le capuchon en fonction des réglages prédéterminés. Placez les bouchons sur la tête du participant et positionnez-le de manière à ce que la ligne médiane centrale soit au sommet de la tête. Assurez-vous également que le capuchon est correctement positionné en mesurant la distance entre l’oreille gauche et l’oreille droite au-dessus du sommet de la tête et en positionnant la ligne médiane centrale au milieu de la mesure.Ensuite, connectez les fils des optodes aux amplificateurs et connectez les ports NIRS 1 et 2 à l’ordinateur. Après la configuration de l’équipement, a permis au logiciel d’acquérir les données fNIRS. Cliquez sur Configurer le matériel dans la barre de menus.Sélectionnez l’option Mode Tandem dans l’onglet Spécification matérielle pour effectuer l’hyper analyse. Dans l’onglet Configurer le matériel, sélectionnez un montage et vérifiez les paramètres du masquage des canaux, de la disposition topographique et de la configuration des canaux. Effectuez un étalonnage automatique en cliquant sur Calibrer sur le panneau d’affichage.Lorsque vous êtes prêt à démarrer la procédure, cliquez sur Aperçu pour avoir un aperçu de la façon dont les signaux sont reçus. Ensuite, commencez à enregistrer les signaux en cliquant sur Enregistrer. Ouvrez le logiciel de programmation de blocs NIRStim et lancez la présentation des blocs programmés en cliquant sur Exécuter.NIRStim fermera à la fin de l’expérience. Arrêtez l’enregistrement dans NIRStar. Fermez le logiciel et vérifiez que le fichier est enregistré correctement.Cette méthode a été appliquée à un quatuor composé d’étudiantes de troisième cycle âgées de 24 à 27 ans. Les résultats préliminaires du fNIRS ont montré une activation cérébrale typique pour les participants un, deux et trois dans les conditions de dessin social et non social. Cela a été observé dans les deux canaux situés dans les hémisphères gauche et droit, bien que les schémas d’activation étaient distincts.D’autre part, le quatrième participant a montré une activation cérébrale atypique. Le signal d’oxyhémoglobine n’a été significativement synchronisé entre les sujets que pendant la dernière partie de la tâche, à la fois dans la condition de connexion des points et dans la condition de dessin collaboratif. Cette méthode peut fournir des informations sur les domaines de recherche en neurosciences, en art, en art-thérapie et en interaction sociale en général.

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