La ricerca sull'esclusione sociale è cresciuta enormemente negli ultimi anni. Con l'espansione del campo, è imperativo sviluppare metodologie sofisticate che consentano la misurazione simultanea dei risultati neurali e comportamentali durante l'esclusione sociale. Questo protocollo utilizza i potenziali cerebrali correlati agli eventi per registrare l'attività neurale in corso durante le interazioni sociali computerizzate.
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Articolo metodologico
Misurazione neurale e comportamentale attività durante le interazioni sociali in corso computerizzati: Un esame di potenziali cerebrali-evento correlato
In questo articolo
Sommario
Abstract
L'esclusione sociale è un fenomeno sociale complesso, con forti conseguenze negative. Considerato l'impatto dell'esclusione sociale sulla salute mentale ed emotiva, una comprensione di come la percezione di esclusione sociale si sviluppano nel corso di una interazione sociale è importante per far progredire i trattamenti volti a diminuire i costi nocivi di esclusione. Fino ad oggi, la maggior parte degli esami scientifici di esclusione sociale hanno esaminato l'esclusione dopo una interazione sociale è stata completata. Anche se questo è stato molto utile per lo sviluppo di una comprensione di ciò che accade ad una persona a seguito di esclusione, non ha contribuito a chiarire il momento per momento la dinamica del processo di esclusione sociale. Di conseguenza, l'attuale protocollo è stato sviluppato per ottenere una migliore comprensione dell'esclusione sociale, esaminando i modelli di attivazione cerebrale evento-correlati che sono presenti durante le interazioni sociali. Questo protocollo permette una maggiore precisione e sensibilità nel dettaglio la Social processi che portano le persone a sentirsi come se essi sono stati esclusi da una interazione sociale. È importante sottolineare che l'attuale protocollo può essere adattato per includere i progetti di ricerca che variano la natura delle interazioni sociali di esclusione, modificando la frequenza con cui i partecipanti sono compresi, per quanto tempo i periodi di esclusione dureranno in ogni interazione, e quando l'esclusione si svolgeranno durante le interazioni sociali . Inoltre, l'attuale protocollo può essere utilizzato per esaminare le variabili e costrutti di là di quelli relativi alla esclusione sociale. Questa capacità di affrontare una vasta gamma di applicazioni in psicologia ottenendo sia i dati neurali e comportamentali durante le interazioni sociali in atto suggerisce il presente protocollo potrebbe essere al centro di una zona in via di sviluppo della ricerca scientifica relative alle interazioni sociali.
Introduzione
L'esame scientifico delle interazioni sociali ha subito una rinascita negli ultimi anni, con un'esplosione di nuove spiegazioni teoriche, modelli e paradigmi miranti a comprendere e ad esplorare gli effetti di essere il bersaglio o la fonte di esclusione sociale e di come queste interazioni portare a molti conseguenze di esclusione 1-6. Anche se la letteratura ha fatto passi da gigante nello sviluppo di una migliore comprensione delle conseguenze dell'esclusione sociale a livello comportamentali, emotivi, cognitivi e neurali, molto rimane sconosciuto per quanto riguarda le dinamiche in atto in condizioni di esclusione sociale. Un notevole divario in letteratura riguarda la rilevazione di diversi processi di esclusione sociale dinamici durante le interazioni sociali. Per esempio, più modelli teorici 3,5-8 suggeriscono che il monitoraggio e la valutazione dei casi di esclusione sociale è un primo passo in un sistema di autoregolamentazione grande volta a far fronte all'esclusione socialelusion e mantenere livelli sani e accettabili di appartenenza e inclusione sociale. Questi modelli, e gran parte della letteratura esistente in materia di esclusione, forniscono enormi intuizioni le conseguenze di esclusione sociale e l'esclusione degli effetti dannosi provoca sul neurale, comportamentale, cognitivo, emotivo e livelli. Tuttavia, i processi in corso in specifici obiettivi di esclusione durante le interazioni sociali, che portano sia alla percezione di esclusione e le conseguenti reazioni emotive e cognitive per esclusione, rimane indefinito. I ricercatori si sono adattati metodologie per ottenere auto-riportati stati emotivi durante le interazioni sociali 9, ma questi dati non esaminare i processi neurali in corso che potrebbero motivare eventuali effetti auto-riportati.
Di conseguenza, gli esami di esclusione durante le interazioni sociali sono state avviate utilizzando la risonanza magnetica funzionale (fMRI) per "vedere" ciò che sta accadendo mentre gli individui sono in corso escluded 3,4,10,11. Questi studi hanno rivelato diversi pattern di attivazione neurale durante l'esclusione rispetto all'inclusione. Anche se estremamente importante nel migliorare la comprensione dei processi neurali in corso presenti durante l'esclusione e le loro relazioni con le conseguenze di auto-riferito di essere esclusi, questi studi sono limitati nel modo in cui possono rappresentare la natura dinamica delle interazioni sociali. In particolare, queste metodologie fMRI aggregati attività neurale attraverso intere interazioni sociali e sono stati in grado di esaminare l'esclusione su base momento per momento. Questa limitazione impedisce una completa comprensione della natura dinamica di elaborazione emotiva e cognitiva di esclusione legati che si svolge durante le interazioni sociali, i ricercatori sono in grado di determinare quali momenti o eventi durante uno scambio sono significative in relazione allo sviluppo delle proprie percezioni di esclusione e la risposta emotiva associata.
Per far fronte a tlimitazioni hese, una recente ricerca ha messo in atto la misura di una classe di attività neurale, nota come potenziali cerebrali evento-correlati (ERP), durante l'esecuzione del paradigma Cyberball 12 per esaminare il momento per momento pattern di attivazione neurale presente durante sociale esclusione 13. ERP si riferiscono all'attività neuroelettrica misurata sul cuoio capelluto che è tempo-locked ad eventi discreti e rappresenta l'attività cerebrale in risposta a o in preparazione di uno stimolo o una risposta 14. Inoltre, ERP in possesso di una risoluzione temporale superiore rispetto a fMRI, che fornisce preziose informazioni nelle risposte dinamiche di esclusione sociale. Come tale, indici neurali ottenute attraverso l'esame evento-correlati di attività cerebrale in risposta alle istanze di inclusione ed esclusione sociale, che possono essere attuate e controllate attraverso il paradigma Cyberball e descritti nel presente protocollo, sono necessari per valutare i modelli e previsioni presenti inattuale teoria esclusione sociale.
L'obiettivo della metodologia attuale è quello di misurare le risposte neurali in corso a eventi sociali (eventi di inclusione, eventi di esclusione) durante le interazioni sociali computerizzati in un partecipante umana. In questo metodo, i ricercatori hanno la capacità di quantificare l'attività neuronale in risposta a ciascun evento nell'interazione. Inoltre, il protocollo prevede pertanto l'esame costante di ogni evento sociale come ogni evento è composto da più immagini del tiro. Questo permette ai ricercatori di guardare i cambiamenti nell'attività neurale come gli eventi si svolgono. Questo livello di analisi non è disponibile in altre metodologie che esaminano ERP durante le interazioni sociali 15,16 come queste metodologie catturano solo l'attività neurale in relazione ad una immagine per ogni evento senza che per l'esame della manifestazione svolgersi come si verifica. Inoltre, il partecipante umano è portato a credere che lui o lei sta giocando un gioco on-line conaltre persone, ma è in realtà giocando all'interno di un gioco pre-programmato con un computer. Poiché l'interazione è pre-programmato all'interno del computer, con la possibilità di interagire con le decisioni prese dal partecipante umana, la natura delle interazioni sociali può essere pre-determinato e programmato per variare a seconda della natura della domanda di ricerca 13, 17. Ad esempio, il comportamento dei giocatori generati dal computer durante il protocollo può essere adattato per creare istanze di inclusione sociale o di esclusione sociale di qualsiasi durata specificata modificando la programmazione pre-impostata di tiri liberi (ad esempio, che giocatore lancia la palla a quale altro lettore, quando coloro tiri verificarsi, il numero di lanci, e la tempistica getta). Di conseguenza, questo permette ai ricercatori di misurare l'attività neurale in risposta agli eventi che possono o non adatte al contesto generale dell'interazione. Ad esempio, i ricercatori possono quantificare la risposta neurale di un partecipante a un ev di esclusione socialeent all'interno di un'interazione che è in gran parte di inclusione per partecipante e potenzialmente confrontarlo con la risposta neurale che di partecipante ad un evento di esclusione all'interno di una interazione in gran parte di esclusione. Queste opportunità di ricerca non sono facilmente disponibili utilizzando la tecnologia fMRI dati i limiti temporali della fMRI. Grazie a questa flessibilità di programmazione, l'attuale protocollo consente ai ricercatori provenienti da diversi ambiti neuroscientifici e psicologici per affrontare domande di ricerca in modi nuovi e ottenere neurale dinamica e l'attività comportamentale durante le interazioni sociali.
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Protocollo
NOTA: Il seguente protocollo è stato sviluppato in conformità con gli standard etici approvati dal Institutional Review Board in Illinois Wesleyan University.
1. Cyberball stimolo Preparazione
- Scarica il paradigma Cyberball 12,18 e installarlo sul computer (l'attuale protocollo immagini Cyberball versione 3.0 utilizzato). In alternativa, creare immagini computerizzate per ricreare il paradigma Cyberball per soddisfare esigenze specifiche.
- Creare le singole immagini per ogni porzione di tiri entro Cyberball utilizzando un programma di fotoritocco. Ad esempio, abbattere ciascuno dei tiri da giocatore a giocatore nei singoli fotogrammi di tiro che vengono mostrati uno dopo l'altro per creare l'immagine di una palla viene lanciata da un giocatore all'altro sullo schermo del computer (vedere la Figura 1).
- Aggiungere eventuali etichette, nomi o immagini di ogni fotogramma lancio individuale nel programma di fotoritocco, tra cui qualche cosa di ripresentare il partecipante umano come il giocatore inferiore dello schermo (rappresentata dalla mano nella parte inferiore dello schermo nella figura 1) per creare una serie di fotogrammi throw che sono identici, tranne per il movimento della palla da giocatore a giocatore.
- Nota che incorniciano in ogni sequenza lancio è il "frame informativo" per quel tiro, o il primo fotogramma all'interno delle sequenze di tiro che fornisce informazioni ai giocatori circa la destinazione specifica del lancio (vale a dire, che un giocatore riceve la palla).
- Assicurarsi che non ci sono sequenze di tiro, creando un tiro da ogni giocatore per ogni altro giocatore sullo schermo (tra cui getta dal partecipante umano per gli altri giocatori), che ogni sequenza di tiro ha lo stesso numero di fotogrammi del tiro, e il telaio informativo all'interno di ogni sequenza di tiro è stato notato.
2. Cyberball Social Interaction Programmazione
- Creare un file di sequenza usando stimsoftware di presentazione Ulus al dettaglio l'esatta sequenza di eventi all'interno della interazione sociale Cyberball.
- Per il file di sequenza, specificare i fotogrammi specifici tiro (in ordine), la temporizzazione dei frame sullo schermo, la sequenza dei frame, la natura dell'evento (tiro dal quale chi), la risposta richiesta dal partecipante umana (quando necessario), e l'ordine complessiva di eventi per creare l'interazione desiderato. Esplicitamente inserire tutte queste specifiche nelle proprie righe, colonne e gli spazi all'interno del codice di programmazione durante la creazione del file di sequenza.
- Specificare tutte le specifiche di cui sopra all'interno del codice di programmazione per ogni evento all'interno del file di sequenza e ripetere la procedura per ogni file sequenza creata (ad esempio, l'inclusione, l'esclusione).
- Ordina ciascuno dei fotogrammi gettare nella sequenza corretta all'interno del file di sequenza in modo che il primo lancio palla è concluso senza errori da un giocatore all'altro. Creare sanaloghe sui ordinato sequenze del file per ogni tipo di tiro tra i giocatori in modo che ogni tipo di lancio è rappresentato nel file di sequenza (ad esempio, un gioco a tre giocatori si compone di sei diversi possibili tiri).
- Spazio i tempi di ogni fotogramma lancio 450 msec a parte. In questo metodo, assicurarsi che ogni fotogramma visualizzato per 450 msec prima di essere sostituito dal fotogramma successivo, che fornisce un'immagine di movimento sullo schermo per il partecipante e crea un evento laterale che dura complessivamente 2.700 msec.
- Inserire un marcatore di eventi legati ogni volta un frame informativo è presentato nel file di sequenza in modo che la presentazione del frame informativo può essere marcato in tempo nel risparmio di attività neurale dei partecipanti file. Codice di questo indicatore per rappresentare la natura della manifestazione, utilizzando i numeri per rappresentare i giocatori (giocatore di sinistra è il giocatore "1", il giocatore di fondo è giocatore "2," il giocatore giusto è il giocatore "3"), che sarebbero tuttiow il codice "13" per rappresentare un tiro dal giocatore a sinistra per il giocatore sulla destra.
- Copiare l'intero set di sei diverse sequenze di tiro all'interno del file in modo che ogni sequenza di tiro è rappresentata almeno due volte all'interno del file di sequenza. Ciò fornirà programmazione flessibilità per modificare l'ordine degli eventi all'interno di ciascun blocco in modo che non guardano predeterminato.
- Creare "se, allora" dichiarazioni all'interno del file di sequenza per consentire al partecipante umano per selezionare liberamente quale giocatore riceverà il prossimo lancio segue il partecipante umana. Dare al partecipante umano un tappetino risposta o il mouse per selezionare l'azione successiva dopo aver ricevuto una palla di lancio; potenzialmente con il pulsante destro del mouse per lanciare al giocatore a destra e con il tasto sinistro del mouse per lanciare al giocatore alla sinistra in un gioco a tre giocatori.
- Assicurarsi che il "se, allora" dichiarazioni portano alla appropriata sequenza di tiro successiva in modo che il gioco plaici appare senza soluzione di continuità (vale a dire, un lancio umano al giocatore alla sinistra dovrebbe essere seguita da una rimessa dal giocatore a sinistra per un altro giocatore).
- Creare loop e "se, allora" dichiarazioni all'interno del file di sequenza per rappresentare l'azione di gioco desiderato e permettono al programma di muoversi in modo appropriato per il prossimo evento a prescindere dalle selezioni del partecipante umana.
- Avviare contatori all'interno del programma di cambiare la natura del gioco in modo che il programma non diventa evidente al giocatore umano (cioè, lo stesso giocatore computerizzato non fa sempre la stessa laterale). Utilizzare questi contatori per passare l'azione di gioco e rimuovere i motivi di gioco per tutta la partita, dopo il ripetersi di un evento o un modello di eventi specifici per dare meglio l'aspetto del gioco spontaneo in diretta tra i giocatori ai lati dello schermo, non solo l'effettivo partecipante umano rappresentato sulla parte inferiore dello schermo.
- Sviluppare diversi file di sequenze al fine di studiare i diversi tipi di interazioni sociali. Rendere queste interazioni largamente inclusivo o esclusivo, o anche parzialmente inclusivo o esclusivo, per il partecipante umana a seconda della natura della domanda di ricerca variando la proporzione e ordine degli eventi di inclusione ed esclusione eventi all'interno di ogni file di sequenza.
- Verificare che i marker di eventi vengono visualizzati nei file EEG nella raccolta dei dati neurali per creare potenziali cerebrali evento-correlati (ERP) per ogni tipo di evento all'interno di ciascuna delle diverse interazioni sociali. Questi indicatori dovrebbero apparire nel file EEG come il telaio informativo viene presentata al partecipante.
3. neuroelettrica registrazione
- Preparare i partecipanti per elettroencefalografia (EEG) valutazione in conformità con le linee guida della Società per la Ricerca psicofisiologica 19.
- Utilizzare un tappo elettrodo di lycra integrato con 64 sinterizzato Ag-AgClelettrodi (10 mm), disposti in un montaggio 10-10 sistema 20 per raccogliere dati EEG. Montare il cappuccio sulla testa del partecipante e preparare ogni elettrodo con gel conduttivo.
- Riferimento elettrodi online per un elettrodo posto a metà tra Cz e CPZ e utilizzare AfZ come elettrodo di massa.
Possono essere necessari alternativa riferimenti online a seconda della natura del tappo dell'elettrodo utilizzato per la raccolta dei dati: NOTE. - Raccogliere bipolare attività electrooculographic verticale e orizzontale (EOG) per monitorare i movimenti oculari utilizzando elettrodi sinterizzati Ag-AgCl posizionati sopra e sotto l'orbita destra e vicino al canto esterno di ciascun occhio.
- Riferimento elettrodi online per un elettrodo posto a metà tra Cz e CPZ e utilizzare AfZ come elettrodo di massa.
- Utilizzare un bioamplifier digitale per digitalizzare continuamente (500 Hz frequenza di campionamento), amplificare (guadagno dipende dell'amplificatore specifico), e il filtro (70 Hz filtro passa-basso, compreso un filtro notch 60 Hz) del segnale EEG in modalità DC. Scegliere queste impostazioni tra le opzioni disponibili per l'analisi EEG cosìftware per l'amplificatore prima della raccolta dei dati e variare a seconda delle specifiche hardware e software EEG.
- Registra attività EEG utilizzando il software di analisi EEG, al fine di elaborare ulteriormente i dati neurale.
4. Offline neuroelettrica Data Processing
- Lampeggia occhio corretto utilizzando un filtro spaziale, una procedura in più fasi che genera un batter media occhio, utilizza un valore singolare decomposizione spaziale sulla base di analisi delle componenti principali (PCA) per estrarre i primi valori dei componenti e covarianza, e quindi utilizza quei valori di covarianza per sviluppare un filtro che risente in modo particolare occhio lampeggia 21.
- Creare epoche stimolo-locked relativi al marcatore evento che è stato inserito nel file EEG continuo nel software di analisi EEG selezionando questa funzione dalle scelte delle opzioni di trasformazione dei dati. Eseguire queste epoche da -900 msec a 1.800 msec rispetto al marcatore inserito, che è equivalente a tha tutta la durata di ogni rimessa sei telaio e ha un tempo di valutazione di 0 msec dove il marcatore evento è stato inserito come mostrato in Figura 1.
- Corretto per la differenza di base tra le epoche rimuovendo l'attività media basale pre-stimolo da ogni epoca (cioè, la finestra temporale msec 900 che va da -900 a 0 msec msec prima del marcatore evento). Questa funzione può essere selezionata o avviata tra le opzioni disponibili trasformazione dei dati nel software di analisi EEG.
- Filtro passa-basso (30 Hz, 24 dB / ottava) le epoche e di rifiutare qualsiasi epoche con artefatti elettrici che superano i + 75V. Scegliere queste impostazioni tra le opzioni disponibili nel software di analisi EEG che permettono la trasformazione di dati EEG dopo la raccolta di dati, variabili a seconda delle specifiche del software EEG.
- Calcolare la media delle risposte neurali insieme per ogni tipo di evento all'interno dei blocchi di attività Cyberball.
NOTA: Questo processo di media può essere adattato a soloverage il primo 20, centrale 20, o anche ultimi 20 eventi di un tipo simile all'interno di ogni interazione per esaminare modelli dinamici di attivazione neurale nel corso della interazione sociale 13.- Unire i vari tipi di eventi per creare tre categorie di eventi importanti: tiri al partecipante sia da giocatore, tiri dal partecipante a uno altro giocatore, e getta escluso il partecipante tra gli altri due giocatori. Ad esempio, combinare tiri dall'umano al giocatore a sinistra e al giocatore a destra in una forma d'onda media.
- Unire gli eventi dai giocatori computerizzati delle tipologie di eventi di maggior interesse: tiri al partecipante umana (inclusivo) e butta via dal partecipante umano (di esclusione).
- Se del caso, di quantificare la componente N2 come l'ampiezza media nella finestra di latenza discreta esecuzione 200-320 msec dopo il marcatore evento FCZ.
- Se del caso, quantificare il P3 componente come l'ampiezza media nella finestra di latenza discreta esecuzione 320-450 msec dopo il marcatore evento Pz.
- Se del caso, quantificare i componenti ERP per lanciare i frame dopo frame informativo di esaminare le differenze attuali tra gli schemi di attività neurale per tipi di evento diversi con l'interazione sociale.
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Risultati
Questo protocollo è stato utilizzato nella ricerca precedentemente pubblicata esaminare l'influenza di esclusione a neurale permanente e l'attività comportamentale 13. Ventidue partecipanti del college-età (15 femmine, 7 maschi) hanno completato tre sessioni del compito Cyberball nelle condizioni sopra descritte. Dopo aver fornito il consenso informato, ai partecipanti è stato detto che sarebbero stati a giocare una partita di pallone-lancio computerizzato con altri partecipanti di laurea. Tuttavia, gli altri...
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Discussione
In questo articolo è stato presentato un protocollo che consente la misurazione dei dati neurali e comportamentali correlati agli eventi durante le interazioni sociali. Questa procedura crea opportunità per esaminare diversi tipi di eventi (inclusivi, esclusivi) all'interno e tra le varie interazioni sociali. In particolare, la procedura può quantificare l'attività neurale correlata all'evento momento per momento in risposta a qualsiasi evento che si verifica durante un'interazione sociale computerizzata. Questa attività...
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Dichiarazioni
L'autore non ha nulla da rivelare e non dichiara alcun conflitto di interessi.
Ringraziamenti
L'autore desidera ringraziare i suoi numerosi studenti di tesi e assistenti di ricerca per il loro aiuto nella sperimentazione e nell'amministrazione di questo protocollo. I dati presentati in questo manoscritto si basano sul lavoro sostenuto dalla National Science Foundation (NSF) nell'ambito del Grant Number (1147743) a Jason Themanson e di una sovvenzione dell'Illinois Wesleyan University a Jason Themanson.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Programma informatico di interazione sociale Cyberball (Williams et al., 2000) |  https://cyberball.wikispaces.com | Un insieme alternativo di immagini digitali può essere utilizzato o creato dal ricercatore | |
| Amplificatore Neuroscan SynAmps2 a 64 canali con software di acquisizione e analisi SCAN 4.3.1 | Compumedics Neuroscan Neuromedical Supplies | 9032-0010-01 | Possono essere utilizzati amplificatori e apparecchiature per l'acquisizione EEG alternativi, insieme a software corrispondente |
| Software di presentazione stimoli STIM2 Versione Completa 2.1 | Compumedics Neuroscan Neuromedical Supplies | 666M | Può essere utilizzato un software alternativo per la presentazione degli stimoli |
| SynAmps2 Quik-Cap con elettrodi sinterizzati Ag/AgCl, 64 canali, taglia media | Compumedics Neuroscan Neuromedical Supplies | 96050255 | Possibilità di utilizzare altri caschetti EEG |
| Gel conduttivo Quik-Gel | Compumedics Neuroscan Neuromedical Supplies | 92000016 | Può essere utilizzato un gel conduttivo alternativo per gli elettrodi EEG |
| NuPrep | Compumedics Neuroscan Neuromedical Supplies | 92100025 | Può essere utilizzato un esfoliante alternativo per la preparazione della pelle |
| Kit di ago e siringa smussati | Compumedics Neuroscan Neuromedical Supplies | 104207 | Il kit di ago e siringa viene utilizzato per applicare il gel conduttivo sugli elettrodi incorporati nel caschetto EEG |
Riferimenti
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Ristampe e permessi
