חקירת קוגניציה חברתית תינוקות ומבוגרים שימוש Electroencephalography מערך דחוס ( _ד EEG)

המטרה הכללית של סרטון זה היא להדגים פרוטוקול לבחינת קוגניציה חברתית בתינוקות או במבוגרים באמצעות אלקטרואנצפלוגרפיה (EEG) במערך צפוף. דבר זה מושג תחילה על ידי הכנת מערך הניסוי לאיסוף נתונים והכנת רשת החיישנים מסוג hydro cell להפעלה. בשלב השני, רשת החיישנים הגאודזית מסוג hydro cell מיושמת ונמדדים עכבי המרו-אלקטרודות.

לאחר מכן נלקחות הקלטות בסיס (baseline) והניסוי מיושם. השלב הסופי של הפרוצדורה הוא ניתוח הנתונים. בסופו של דבר, ניתן להפיק תוצאות המראות פעילות עצבית מובחנת הקשורה לתהליכים קוגניטיביים חברתיים, באמצעות ניתוח של פעילות חשמלית על פני השטח של הקרקפת ברזולוציה זמנית גבוהה.

שלום, שמי קמי, אני עוזרת מחקר במעבדה לפסיכביולוגיה התפתחותית של הורה ותינוק של ד"ר דייוויד היילי. היום, ג'ואנה ואני נדגים את פרוטוקול המחקר הזה. שלום, אני ג'ואנה.

ניתן להשתמש בשיטה זו כדי לענות על שאלות מפתח בתחום הנוירוביולוגיה של ההתפתחות, כגון האופן שבו המוח משתמש בקוגניציה כדי לעבד גירויים חברתיים. היתרון המרכזי של טכניקה זו על פני שיטות קיימות של דימוי מוחי ועל פני מערכות EEG קונבנציונליות הוא הרזולוציה הטמפורלית הגבוהה, הרזולוציה המרחבית המשופרת וקלות היישום של רשת החיישנים. שלום, אני דייוויד היילי.

אנו משתמשים במערכת EEG כדי לחקור פעילות מוחית אצל הורים ותינוקות במהלך משימות חברתיות וקוגניטיביות. לפני הגעת המשתתף למעבדה, ודאו שמחשב בקרת הניסוי, תוכנת תחנת הרשת ורכיבי מערכת ה-EEG של geodesic פועלים כראוי. כמו כן, הקפידו להסיר מהחדר שבו נערך הניסוי את כל הפריטים המיותרים שעלולים להסיח את הדעת. הגדירו את החדר בהתאם לפרדיגמת הניסוי המיושמת.

אלו יכולים לנוע ממשימות מבוססות מחשב ועד לפרדיגמות שונות של אינטראקציה בין הורה לתינוק ואינטראקציות ניסיוניות עם תינוקות. כפי שיוצג בסרטון זה, ודאו שמצלמות הווידאו טעונות והציבו את המצלמות בזוויות האידיאליות עבור מערך הניסוי הנוכחי. כאשר המשתתף מגיע למעבדה, תארו לו או לה את פרוטוקול היישום של רשת חיישני ה-GDS והסבירו את פרטי הניסוי.

יש לוודא כי המשתתף או האפוטרופוס החוקי שלו מבינים היטב את הפרוטוקול הניסויי, ולהשיג הסכמה מודעת בכתב לפני תחילת הניסוי. במחקרי EEG, לעיתים קרובות מומלץ לאסוף מהמשתתף מידע מסוים שעשוי להשפיע על הפעילות החשמלית המוקלטת של המוח. מידע זה ניתן להשיג באמצעות מילוי שאלונים סטנדרטיים, כדי לסייע לניסוי להתקדם באופן יעיל.

מומלץ שיהיו נוכחים שני נסיינים, אחד למתן השאלונים ואחד לביצוע ההכנות של רשת חיישני ה-hydro cell geoge כפי שמתואר בסעיף הבא של פרוטוקול זה. לתחילת העבודה, הכין תמיסת אלקטרוליט מלוחית של hydro cell המורכבת מליטר אחד של מים מזוקקים, 11 גרם של potassium chloride וחמישה מיליליטר של שמפו לתינוקות, תוך הקפדה על ערבוב יסודי עד שכל ה-potassium chloride מומס בתמיסה. לאחר מכן, בעזרת סרט מדידה, מדוד את היקף ראשו של המשתתף.

לאחר רישום המדידה בסנטימטרים, הוצא את רשת חיישני הגיאודזיה של תאי ההידרו (hydro cell geodesic sensor net) בגודל המתאים. בחר גודל המכסה את טווח היקפי הראש שבו נמצאת המדידה של המשתתף. טבול את קצה החיישנים של רשת החיישנים בתמיסת האלקטרוליט שהוכנה והשאר אותה להשריה למשך חמש דקות.

הקפידו להרחיק את קצה המחבר מהנוזל. מומלץ להשתמש בטיימר או בשעון עצר כדי להבטיח תזמון מדויק. כעת, פתחו את תוכנת תחנת הרשת במחשב הבקרה והתחילו בסבב בקרה ניסיוני.

יש לבצע מדידות אפס והגבר לפני חיבור מחבר רשת החיישנים ואיסוף הנתונים; בזמן ההמתנה לסיום השריה של רשת החיישנים באלקטרוליט, יש להביא את המשתתף לחדר הניסוי ולהושיבו על כיסא יציב ללא גלגלים. עבור משתתפים תינוקות, יש לבקש מהאפוטרופוס של התינוק לשבת על הכיסא כאשר התינוק יושב זקוף על ברכיו, כך שכל ראשו של התינוק יהיה נגיש. באמצעות סרט מדידה וטוש סימון, יש למדוד את המרחק מאוזן לאוזן מעל קודקוד הראש ולסמן את נקודת האמצע.

לאחר מכן, מדדו מה-NA אל האיניון (inion) מעל קודקוד הראש. ושוב, סמנו את נקודת האמצע. ניתן לזהות את הוורטקס (vertex) כנקודת המפגש שבה נחתכים נקודות האמצע של שתי המדידות הללו.

בסיום ההשריה, הוציאו את רשת החיישנים מהתמיסה האלקטרוליטית והניחו אותה על מגבת נקייה ויבשה. טפפו בעדינות על רשת החיישנים עם המגבת כדי להסיר שאריות של התמיסה האלקטרוליטית. לאחר מכן, העבירו את קצה המחבר של רשת החיישנים לחוקר שני שיחזיק אותה במהלך יישום הרשת.

כעת, הרימו את רשת החיישנים, תוך הנחת שתי הידיים בחלקה הפנימי של הרשת. החזיקו את הרשת כך שהאגודלים לוחצים בחוזקה אך בעדינות משני צדדיו של האלקטרודה הקדמית והמרכזית ביותר, והזרתות לוחצות בחוזקה על הרצועה המחברת את שורת האלקטרודות האחורית ביותר. היזהרו לא למתוח את הרשת יתר על המידה.

ששת האצבעות שנותרו צריכות להישאר רפויות בתוך הרשת כדי לאפשר לחלק המרכזי להישאר רפוי; כרע או ברך כדי להגיע לגובה העיניים של הנבדק מהחלק האחורי לקדמי, והשחל את רשת החיישנים מעל ראשו של הנבדק. לעיתים קרובות מומלץ שיהיה נוכח חוקר נוסף בעת התקנת רשת החיישנים על נבדק תינוק. כדי להסיח את דעתו של התינוק ולמזער תנועה, משוך בעדינות בעזרת קצות אצבעותיך את רצועת הרשת וכוון אותה כך שאלקטרודת ה-vertex תמוקם על נקודת ה-vertex שסומנה עם עיפרון China marker.

הדקו את רצועות האוזניים והסנטר, בדקו את מיקומי נקודות הציון האנטומיות כדי לוודא שהרשת ממוקמת נכון ובצעו התאמות במידת הצורך. לפני תחילת הניסוי ההתנהגותי, יש למדוד את עכבידי האלקטרודות. חברו את קצה החיבור של רשת החיישנים לכבל הממשק.

סובב את המנוף כדי לנעול אותו במקומו והפעל את המצלמה. לאחר מכן, בחדר הבקרה, פתח סשן חדש בתוכנת תחנת הרשת. הזן את פרטי המשתתף ולחץ על "התחל סשן" (begin session).

מכיוון שאותות הווידאו וה-EEG מסונכרנים, העמות וידאו בזמן אמת מחדר הניסוי אמורים להופיע על המסך. כעת, בחרו בתפריט הנפתח של הפאנל, פתחו את תפריט העכבה (impedance) ולחצו על כפתור המדידה. מונטאז' של מערך חיישני ה-hydro cell go dsic יופיע על המסך.

גררו חלון זה לקצה המסך כך שייפתח על הצג שבחדר הניסוי. ודאו שכל אלקטרודה מונחת ישירות על קרקפת המשתתף. התייחסו לחלון מדידת העכבה, המציג את סידור האלקטרודות (montage) על הצג.

חיישנים שאינם יוצרים מגע טוב עם הקרקפת יופיעו בצבע אדום. רשמו את מספרי חיישני האלקטרודות הללו. כעת השתמשו בפיפטה וגרעו כמות קטנה של תמיסת האלקטרוליט שהוכנה מראש כדי לשפר את העכבה של חיישנים אלו.

האלקטרודות במערך יהפכו לירוקות עם שיפור העכבה שלהן, ברגע שהעכבות יהיו מספקות. עבור כל האלקטרודות, לחצו על כפתור השמירה והסגירה בחלון מדידת העכבה בחדר הבקרה. כעת, ב-net station, פתחו את תצוגת גלי המוח הצפופה.

גללו דרך צורת הגל וסמנו ערוצים המציגים רעש בעוצמה גבוהה עקב מגע לקוי עם הקרקפת. חזרו לחדר הניסוי ואתקנו את מיקומן של כל האלקטרודות שיוצרות רעש, כך שיהיה להן מגע ישיר עם הקרקפת. ייתכן שיהיה צורך בתמיסת אלקטרוליט נוספת.

הקלטות קו בסיס במצב מנוחה הן חשובות במחקרי EEG עם מערך צפוף, כיוון שקיימת רמה גבוהה של שונות בפעילות החשמלית של המוח בין המשתתפים. לכן, לפני תחילת הפרדיגמה הניסויית, יש לבצע מספר הקלטות EEG של פעילות המוח החשמלית של המשתתף במצב מנוחה עבור משתתפים תינוקות. על ההורה או האפוטרופ להישאר בחדר כאשר התינוק יושב בשקט על ברכיו או ברכיה.

ניתן להשמיע סרט כגון Baby Mozart כדי להבטיח שהתינוקות יישארו רגועים ושקטים במהלך שלב בסיס זה. Baby Mozart הוא שילוב של אודיו ווידאו הכולל מוזיקה קלאסית ועיצובים צבעוניים נעים שניתן להקרין על המסך בחדר הניסוי. כעת בתחנת הרשת, לחצו על כפתור ההקלטה כדי להתחיל להקליט וידאו ונתוני גלים; בתצוגת הגלים הצפופה ניתן להוסיף סימני אירוע כדי לקשר בין אירועים התנהגותיים לפעילות חשמלית לאורך כל הניסוי.

הוסף סמן אירוע בסיס (baseline event marker) על רישום תצוגת גל הנושאת את קו הבסיס לתקופה סטנדרטית של כשתי דקות. במחקרי EEG במערך צפוף, חיוני שיהיו נוכחים לפחות שני נסיינים לאורך כל המחקר. נסיין אחד יהיה אחראי על האינטראקציה עם המשתתף ועל יישום הפרדיגמה ההתנהגותית.

הנסיין השני יישאר בחדר הבקרה ויהיה אחראי על ניטור שידור הווידאו והכנסת סימני אירועים (event markers) בתצוגת גלי המוח הצפופה כאשר מתרחש אירוע רלוונטי. כעת התחילו את הניסוי ההתנהגותי תוך שימוש בפרדיגמה של אינטראקציה פנים-אל-פנים עבור התינוק המשתתף. כאן מיושמת פרדיגמת חיקוי שבה הנסיין מציג בפני התינוק מספר פעולות נפרדות באמצעות בובת ארנב.

יש להקפיד על ניטור תצוגת גלי המוח הצפופה לאורך כל הניסוי כדי לקבוע אם בערוצים כלשהם מופיעות רמות רעש עולות. עם סיום הניסוי, יש לשחרר בזהירות ולהסיר את רשת החיישנים מראשו של המשתתף. ספקו מגבת לניגוב שאריות של תמיסת האלקטרוליטים.

לאחר מכן יש לשטוף, לחטא ולייבש את הרשת. לבסוף, יש למסור למשתתף את שאר השאלונים שנדרשים למילוי כחלק מהפרוטוקול. צורות גלי EEG גולמיות אלו מראות את התנודתיות במתח שנרשם באלקטרודה בודדת במהלך 1000 המילישניות הראשונות של כל אחד משלושת השלבים הניסויים.

הבדלים בהדגמה בקו הבסיס ובזיכרון מיידי. ניתן להמחיש את הפעילות החשמלית של המוח ברמה השטחית באזורי מוח שונים גם כמפה טופוגרפית של אמפליטודות מתח. האמפליטודות מוצגות על פני כל שטח הראש במהלך שלושת השלבים של פרדיגמת ניעור הכפפה, ויחידות הספקטרום של הצבעים הן ב-microvolts.

לאחר צפייה בסרטון זה, תגיעו להבנה טובה של האופן שבו ניתן לחקור קוגניציה חברתית במבוגרים ובת infants באמצעות EEG בצפיפות גבוהה. הדגמנו זאת באמצעות הכנה והחלה של רשת החיישנים, ודרך רכישה וניתוח של נתוני EEG.