Name: 仮想社会的相互作用を観察するの神経相関の脳イメージング研究 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-07-06T12:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 45 s
Description: 学ぶfMRIを用いた仮想社会的相互作用観察の神経相関を探索する方法。全身アニメーションキャラクターで社会的認知ネットワークを特定し、自閉症や社交不安症の理解に貢献する脳イメージング技術です。

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この研究は、FDへのスタートアップ資金によってサポートされていました。 KSは、医学研究のためのアルバータヘリテージ財団から夏の学生の身分によってサポートされていました。 FDは、統合失調症とうつ病に関する研究のための国民連合からの若手研究者賞、およびカナダの精神疾患研究財団からCPRF賞によってサポートされていました。著者はデータ分析の支援のためのデータ収集とクリスティーナ孫の支援のためにピーターのセレスに感謝します。

1。刺激、タスク設計、および実験プロトコール私達の刺激は、Poserの7.0を（使用して作成されます<a href="http://poser.smithmicro.com/poser.html">http://poser.smithmicro.com/poser.html</a> ）、およびそれらがCIGAL（使用して表示されます<a href="http://www.nitrc.org/projects/cigal/">http://www.nitrc.org/projects/cigal/を</a> ）。 <ol><li>タスクは、ビジネスシーンにおける非言語的なゲスト - ホスト相互作用の10秒のアニメビデオのシリーズで構成されています。被験者は、ホスト（社会的相互作用の条件）またはホスト（ない社会的相互作用/制御状態）のカットアウト段ボールに迎えているゲストを見ている。 </li><li>ホストは、さらに社会的相互作用（ アプローチの状態）、または（状態を避けるため ）、さらに相互作用への関心の欠如を示している可能性のある行動に招待されている動作が表示される場合があります。 </li><li>ホストで表示される行動のタイプのこの基本的な操作に加えて、他の操作も含まれる場合があります。他の人に彼らが何もしないのに対し、例えば、試験の一部（通常は半分）内の文字は、挨拶プロトコルの一部として、手を振ることができる。この操作により、また（例えば、西洋対東アジア）ビューアの文化的背景によって異なる意味を持っていると予想される動作は4日に正式な物理的なタッチの効果、の調査。 </li><li>他の操作は、（ その他 ）人間味に（Me）のパソコンから視聴者の視点の変化を伴うことがあります。この操作は、自己参照の処理5に関連ニューラルネットワークを活用することを目指す、と個人的な婚約6,7（例えば、個人的に撮影する場合、動作を防ぐの影響の悪化）によって変調さ応答の同定を可能にします。これらの二つの視点間での交替は、各試験の開始時に頭出しすることができます。 </li><li>動画は、速度能力上のホストを、信頼性、および5点リッカート尺度（0 =すべてではない/ 4で=非常に）上のビジネスに興味の対象を求めている評価の画面が続きます。これらの評価は、相殺されるべきである試験全体で、順序効果を避けるために。 </li><li>ビデオ中の文字が表示される行動（アプローチ対は避ける）、民族的背景（白人と非白人）、シャツの色、そしてヘアスタイルのために相殺されています。 （例えば、魅力）社会的相互作用に影響を与える可能性のある基本的な側面（例えば、また、トライアルのカテゴリ間の体系的な違いがないことを保証するために、（例えば、ホストのオフラインの評価による）のために制御され、したがって、可能な困惑を避ける必要がありますホストが回避行動を表示する場合にも全体的に低い魅力のスコアを持っている）。例えば50％ -最後に、証拠メス-ホストとの相互作用が決定（例えば、金融）4に影響を及ぼすのより効果的であることが、私たちの現在の研究では、すべてのホストが女性だったが、ホストの性別も試験全体で相殺することができますを与え50％の男性対女性。 </li><li>実験は、参加者の時間を休まし、機器の故障の場合には大量のデータ損失を回避できるように、試験の実行/ブロックに分割されます。また、各操作（例えば、社会的相互作用、性別、ブレ/ノーブレ）によると、理想的にバイアスされたデータの損失、条件/試験も同様に各ブロックで表現されるべきを避けるために。実行順序は、参加者の間で相殺される。各実行では、MR信号の安定化を可能にするために、固定の6秒から始まります。 8秒の間トライアル間隔は、各ムービートライアルをたどり、各実行/ブロックを終了します。 </li><li>なお、本設計は、社会的認知の神経相関を識別するには生態学的妥当性を増加している静的な刺激が関与する実験的なデザインと比較しながら、このアプローチにも限界と課題を提起することに留意すべきである。そのような挑戦は、関心の行動変数（たとえば、操作のコンテキスト内で、可能な限り一定に"背景"の側面（例えば、社会的相互作用が発生する環境や行動の非関連の側面を）維持する必要性が提起され、動的な刺激が使用されている条件で達成することは困難かもしれないターゲットを絞った社会的相互作用を区別する身振り）、。それにもかかわらず、我々は、現在のアプローチが有効な可能にするために社会的な神経科学の研究で​​使用される刺激の生態学的妥当性を高めることを目標と実験操作の合理的な制御を必要とする脳イメージングツールの関与に関連した制約との間のトレードオフ合理的に到達すると信じている標的行動の神経相関に関する推論。 </li></ol> 2。スキャンのために件名の準備被験者は、通常、金属製の関節置換などのMRIスキャン、ために自分の年齢、健康状態、第一言語、および個々の危険因子に基づいて募集しています。ホーweverは、研究の目的の応じて、他の要因も人種/民族的背景、社会経済的地位​​、および薬物使用の歴史を含め、考えることができる。すべての被験者は、事前の倫理委員会によって承認された実験的なプロトコルを、実行するためにインフォームドコンセントを書かれています。 前のスキャンの部屋を入力する<ol><li>スキャンの日に、参加者は、実験8,9の前に過度に不安や抑うつではないことを保証するために、心の彼らの現在の状態を評価するアンケートを完了するように求められます。これらの評価は、スキャン時の感情状態は参加者の反応に影響を及ぼすかもしれない方法を調査するために、fMRIのデータと組み合わせて使用​​することもできます。また、ポストスキ​​ャンの評価と併せて、これらの初期評価は、参加者の全体的な感情の状態は、実験への参加の結果として劇的に変化しないことを確認するために使用することができます。最後に、他の行動/人格評価は、さらに社会的文脈における影響力の応答（例えば、社会不安、信頼性）試験10,11の間に参加者の反応に影響を与える可能性があるという性格の特定の側面でどのように個々の変動を調査するために、行うことができます。 </li><li>スキャンに先立ち、参加者は、スキャン手順の詳細に通知され、行動課題（後述）のための具体的な指示を与えられます。タスクと不快感と増加親しみを避けるために、参加者はまた、タスクのために実行する省略形の練習を与えられます。 </li></ol>スキャン部屋に入る<ol start="3"><li>被験者は、スキャン中に快適性を確保し、動きを最小限に抑えるため、ヘッドのための追加のクッションと、スキャニングベッドに仰向けに横たわるように指示されます。さらにヘッドの動きを最小限に抑えるために、テープの長さの非粘着面は、被験者の前頭部の周りに軽くラップされることがあります。優先の場合、クッション性も腰痛筋肉の緊張を減らすために、主題の提起膝の下に配置されることがあります。 </li><li>被験者は、MRIスキャン中に実験者と通信するために耳の保護（耳栓）だけでなく、分離のヘッドフォンを与えられている。 </li><li>被験者の右手は、このように左手がサポートまたはその他の測定値（例えば、皮膚コンダクタンス反応）のために使用できるように、応答ボックスに快適に配置されている。被験者はスキャナを停止するあらゆる緊急の必要性を示すことができるように非常停止ボタンはまた、近くに配置する必要があります。 </li><li>データの収集を開始する前に、それは被験者が刺激のプレゼンテーションのために、明らかに画面の投影を見ることができること、および応答ボタンが正しく動作することを確認することが重要です。 </li></ol> 3。データの記録と処理スキャンパラメータ我々は、MRIの録音のために1.5テスラシーメンスソナタスキャナーを使用してMRIデータを収集した。私たちの解剖学的画像は、（繰り返し時間、TR = 1600ミリ秒、エコー時間TE = 3.82ミリ秒、スライス= 112の数、ボクセルの大きさ= 1 × 1 × 1mm）の3D MPRAGEの解剖学的なシリーズであり、機能的な画像は28の機能のスライスのシリーズで構成され（ボクセルサイズ= 4x4x4 mm）を、軸方向にechoplanarシーケンス（TR = 2000 msの視野FOVのフィールド= 256 × 256ミリメートル; TE = 40 ms）を使用して取得したので、フル脳のカバレッジを可能にする、。 データ解析我々は、社内のMatlabベースのツールと​​組み合わせて統計的パラメトリックマッピング（SPM2/SPM5）を使用します。品質保証、TRのアライメント、動きの補正、共同登録、正規化、および平滑化（8 mmの³のカーネル）12：前処理は、典型的な手順が含まれます。 <ol><li>分析は、ボクセル単位と関心領域（ROI）を組み合わせたデータには、興味のある条件（例えば、社会的相互作用と非社会的相互作用）に関連する脳活動を比較するために近づく。 </li><li>全脳ボクセル単位の解析では、根底に社会的相互作用のアセスメント、およびROI分析は、先験的には、として識別される特定の脳領域に、の応答の対象となる調査を許可されている処理に関連する脳領域の大規模なネットワークを識別する統計的マップを生成する社会的認知のネットワーク （図1A）の一部。 ROI分析は、説明のために（図1B）のためのfMRI信号を抽出するために使用されます。我々は、p = 0.001の強度のしきい値と10の隣接するボクセルの大きさのしきい値を使用。データ解析に関わるこれらの典型的な方法に加えて、データを分析する他の方法も、社会的認知13、14の神経相関を調査する研究において補完的なアプローチとして使用することができる。 </li><li>最後に、行動データ（例えば、信頼性の評価）及び/または得点のインデックス作成パーソナリティの措置（例えば、特性不安）による脳画像データの相関は、どのように脳の活動の共同VAを調査するために、行うことができます。行動と性格には個体差とリース。 </li></ol> 4。代表的な結果<img src="/files/ftp_upload/2379/2379fig1.jpg" alt="図1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="図1"> 図1。社会的相互作用を観察することに応答して、 社会的認知のネットワークの活動の増加は、社会的相互作用対no-interaction/control試験の比較では、上側頭溝（STS）、外側と内側を含め、代表的な社会的認知の脳領域の活動を明らかにした前頭前野（MPFC、B＆D、それぞれ）、および扁桃体（AMY、C）。 "活性化マップは、"横方向（左と右のサイドパネル）に表示されている高解像度の脳の画像に重畳し、冠状（中央のパネル）のビューされ、カラーバーは、データに基づいて活性化マップ（のt値の勾配を示す脳活動のアプローチ/回避行動のオンセットする時間がロックされて反映して15名）、。線グラフは、各試験の種類とTR（1 TR = 2秒）のために機能的なROIをから抽出されたfMRI信号の時間経過を示しています。 L =左、R =右。

<ol><li>Adolphs, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+social+brain%3A+neural+basis+of+social+knowledge%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Psychol%22%5BJournal%5D)">The social brain: neural basis of social knowledge.</a> Annu Rev Psychol. 60, 693-716 (2009).</li>
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</ol>

利害の衝突は宣言されません。

ここで紹介した実験的なデザインは、ボディランゲージを観察し、解釈の神経相関の調査が可能になります。この設計は、社会的な相互作用に関与する脳のメカニズムについて、我々の知識を進めるために、そして我々は対話型の社会環境3で決定を行うためにボディランゲージや信頼性などの社会的なコンセプトの異なる種類の感覚を組み合わせる方法の理論モデルを拡張する可能性を秘めています。そのような知識は、個人とビジネスのさまざまな設定に適用することができ、社会的相互作用における臨床赤字の我々の理解を向上させることができます。この設計の成功は、適切なタスクの操作、生態学的に有効な刺激の関与、および慎重なデータの収集に依存し

仮想社会的相互作用を観察するの神経相関の脳イメージング研究

Brain Imaging Investigation of the Neural Correlates of Observing Virtual Social Interactions

社会的相互作用を測定する能力は、他者の意図の評価において非常に重要です。そのような顔の表情やボディランゲージなどの要因は、同様に1の個人やプロの生活の中で私たちの決定に影響を与える。順番に&quot; 近づくか、または避ける &quot;ために私達の決定に影響を及ぼす可能性のある判断を下すことが多いの第一印象に基づいてこれらの&quot; 敵味方 &quot;、。社会的認知の神経相関を調査するこれまでの研究では、静的な顔刺激2を使用する傾向があった。ここで、我々は、全身のアニメーションキャラクターが機能的磁気共鳴画像（fMRI）の録音と組み合わせて使用​​された実験デザインを示しています。 fMRIのデータが記録されている間十五参加者は、ビジネス環境におけるゲスト - ホスト相互作用のショートムービー - クリップで発表された、各ムービーの最後に、参加者は、ホストの動作の評価を提供する。この設計は、より密接に現実の状況が模倣され、それ故に健康な行動の社会的相互作用の神経メカニズムの理解に貢献するかもしれない、と社会不安と自閉症3などの臨床条件での社会的行動の障害の可能性のある原因への洞察を得るまで。

この記事では、全身のアニメーションキャラクターが仮想社会的相互作用を観察するの神経相関を調査する機能的磁気共鳴画像（fMRI）と組み合わせて使用​​される実験的な設計を示しています。

社会的相互作用を評価する能力は、他者の意図を判断する上で極めて重要です。表情やボディランゲージなどの要因は……

本実験の全般的な目的は、fMRI記録と併せて、社会的状況で相互作用するバーチャルキャラクターを用いることで、社会的相互作用の観察における神経相関を調査することである。これは、ビジネスシーンにおけるホストとゲストとして互いに相互作用する全身アニメーションキャラクターと、対照条件として機能する無生物のキャラクターを作成することによって達成される。次に、被験者がバーチャルな社会的相互作用を観察している間の脳画像データを記録し、その後、いわゆる社会認知ネットワークの一部である脳領域を特定するためにデータを解析する。社会的相互作用の観察および評価に敏感な代表的な脳領域には、上側頭溝、外側および内側前頭前皮質、ならびに扁桃体が含まれる。これにより、社会認知の神経相関の調査が可能となる。本件は、社会不安障害や自閉症などの臨床的状況で観察される社会行動の欠損における、想定される原因の理解に寄与する可能性があります。顔刺激を用いるなどの既存の手法に対する本手法の主な利点は、全身のアニメーションキャラクターを使用することで、形式的な身体的接触や握手など、現実の社会的相互作用により近い操作を組み込むことが可能である点です。これは、顔刺激のみでは不可能なことです。このタスクは、非言語的なゲストとホストの相互作用を捉えた10秒間のアニメーションビデオのシリーズで構成されています。ビジネスシーンにおいて、被験者はホストがゲストを迎え入れる様子（社会的相互作用条件）、またはホストの等身大パネルが置かれている様子（非社会的相互作用または対照条件）を視聴します。ホストは、さらなる社会的相互作用を促すような行動（接近条件）、またはさらなる相互作用への関心の欠如を示す可能性のある行動（回避条件）を示す場合があります。ホストが見せる基本的な行動タイプに加えて、形式的な身体的接触が行動に及ぼす影響についての調査を含めることができます。例えば、試行の半分では、挨拶プロトコルの一環として登場人物が握手をし、別の半分では何もしないようにします。このような操作は、視聴者の文化的背景によって異なる意味を持つ可能性があります。その他の操作として、視聴者の視点を個人的な視点から非個人的な視点へと変更することがあります。「me（私）」または「other（他者）」という言葉を表示させることで、この操作により、個人的な関与によって調節される反応を特定することが可能になります。これら2つの視点の切り替えは、各試行の開始時にキューに登録することができます。ビデオの後に、さまざまな評価画面を表示させることができます。例えば、被験者に対し、ホストの能力、信頼性、およびビジネスを行うことへの関心について、0を「全くない」、5を「非常に高い」とする5段階尺度で評価させるなどの方法があります。順序効果を避けるため、これらの評価項目は

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Neuroscience

神経科学

出典:Reindl, V., et al.機能的近赤外分光法によるハイパースキャニング実験の実施。J. Vis. Exp. (2019)...

社会的相互作用における脳活動を記録するための機能的近赤外分光法

近年、社会的排除に関する研究は大幅に増加しています。この分野が拡大するにつれて、社会的排除中の神経と行動の結果を同時に測定できる洗練された方法論を開発することが不可欠です。このプロトコルは、イベント関連の脳電位を利用して、コンピューター化された社会的相互作用中に進行中の神経活動を記録します。...

イベント関連脳電位の検討：継続的なコンピュータ化された社会的相互作用の間、神経および行動の活動を測定する

このプロトコルは、俳優との台本のない社会的相互作用の間に、自由に行動する乳児からの意図の神経解読のための新しい方法論を提示します。神経活動は、非侵襲的で高密度のアクティブ頭皮脳波計 (EEG)...

自由に振る舞うヒト乳児における社会的相互作用の間に意思のマルチモーダル神経デコーディングするための新規の実験と解析手法

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暗黙的な社会的バイアスを調査するためのポストムービーサブリミナル測定(PMSM)

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オープンエンド共同学習における脳間同期:fNIRS-ハイパースキャン研究

このプロトコルは、社会的相互作用中の情報の流れの方向および時間的パターンを推測するために、対人神経同期(INS)の時間時間差パターンを計算するための部分ウェーブレット変換コヒーレンス(pWTC)を記述する。INS上のシグナル自己相関の交絡を除去する上でのpWTCの有効性は、2つの実験によって証明された。...

部分ウェーブレット変換コヒーレンス法を用いたfNIRS-ハイパースキャンデータにおける指向性情報流の測定

本プロトコルは、機能的近赤外分光法(fNIRS)とビデオベースの観察を組み合わせて、共同描画タスク中のカルテットの対人同期を測定します。...

機能近赤外分光法を用いた共同描画時のグループ同期

ウェーブレット変換コヒーレンス(WTC)は、機能的近赤外分光法(fNIRS)ハイパースキャニング研究で使用される信号間の結合を評価するための一般的な方法です。この作業では、信号の相互作用の方向性を評価するためのツールボックスが提示されています。...

機能的近赤外分光法(fNIRS)ハイパースキャニング研究における脳間コヒーレンスを理解するための新しいフレームワーク

バーチャルリアリティ環境での運動イメージは、ブレイン・コンピュータ・インターフェース・システムにおいて幅広い用途があります。この原稿では、参加者が想像した動きをバーチャルリアリティ環境で行うのに似たパーソナライズされたデジタルアバターを使用して、没入感と身体の所有権を高める方法について概説しています。...

バーチャルリアリティ対応のブレインコンピュータインターフェース環境における具現化されたデジタルツインによる運動イメージ性能

ここでは、MRI環境内の行動モニタリングの課題を克服し、外部の手がかりに対する指示されていない行動反応の検出を可能にするビデオ分析パイプラインを紹介します。この分析により、誘発された内部状態の変化と脳全体の活動について、より包括的な理解が促進されます。...

全脳イメージングにおける母体行動応答のプロファイリング

このプロトコルは、心理カウンセリングにおける fNIRS...

心理カウンセリングにおける機能的近赤外分光法ハイパースキャニング研究

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