（密な配列の脳波を用いた乳児と大人で社会的認知を調査 _D EEG）

このビデオの全体的な目的は、高密度アレイ脳波測定を用いて、乳幼児または成人の社会認知を調査するためのプロトコルを実演することです。まず、データ収集のための実験セットアップを準備し、適用するためのハイドロセルセンサーネットを準備します。次に、ハイドロセル・ジオデシックセンサーネットを装着し、電極インピーダンスを測定します。

次にベースライン記録を行い、実験を実施します。手順の最終ステップはデータの解析です。最終的に、高い時間分解能で頭皮表面の電気活動を解析することにより、社会的認知プロセスに関連する明確な神経活動を示す結果を得ることができます。

こんにちは。私はKemiです。David Haley博士の親子発達心理生物学研究室のリサーチアシスタントを務めています。今日はJoannaと一緒に、この研究プロトコルのデモンストレーションを行います。こんにちは、Joannaです。

この手法は、脳がいかにして認知を用いて社会的刺激を処理するかといった、発達神経科学分野における重要な問いに答えるために利用できます。既存の脳画像法や従来のEEGシステムに対するこの技術の主な利点は、高い時間分解能、向上した空間分解能、そしてセンサーネットの適用の容易さにあります。こんにちは、デビッド・ヘイリーです。

私たちは、社会的および認知的タスク中の親と乳幼児の脳活動を研究するためにEEGシステムを使用します。参加者がラボに到着する前に、実験制御用コンピュータ、net stationソフトウェア、およびgeodesic EEGシステムの各コンポーネントが適切に動作していることを確認してください。また、実験室から不要な物品や気を散らす可能性のあるものをすべて取り除いてください。実施する実験パラダイムに従って室内のセットアップを行ってください。

これらは、コンピュータベースのタスクから、親と乳幼児、あるいは実験的な乳幼児の相互作用パラダイムまで多岐にわたります。このビデオで示すように、ビデオカメラが充電されていることを確認し、現在の実験セットアップに最適な角度にカメラを配置してください。参加者がラボに到着したら、GDSセンサーネットアプリケーションのプロトコルについて説明し、実験の詳細を伝えてください。

被験者またはその法定代理人が実験プロトコルを十分に理解していることを確認し、実験を開始する前に、書面によるインフォームドコンセントを得てください。EEG研究では、記録される脳波活動に影響を及ぼすと考えられる特定の情報を被験者から得ることが有用な場合が多いです。このような情報は、標準化されたアンケートを実施することで効率的に収集できます。

質問票への回答を管理する実験者と、本プロトコルの次項に述べるハイドロセル地理センサーネットの準備を行う実験者の2名が立ち会うことが推奨されます。まず、蒸留水1 L、塩化カリウム11 g、ベビーシャンプー5 mLを用いてハイドロセルの生理食塩電解液を調製し、塩化カリウムが完全に溶解するまで十分に撹拌してください。次に、メジャーを用いて被験者の頭囲を測定します。

測定値をセンチメートルで記録し、適切なサイズのハイドロセル・ジオデシックセンサーネットを取り出します。参加者の測定値が含まれる頭囲の範囲をカバーするサイズを選択してください。センサーネットのセンサー端を調製した電解質溶液に浸し、5分間浸漬させます。

コネクタ端が液体に触れないように注意してください。正確な時間を計るために、タイマーまたはストップウォッチの使用をお勧めします。次に、制御用コンピュータでネットステーションソフトウェアを開き、実験制御セッションを開始します。

センサーネットコネクタを接続しデータを収集する前に、ゼロ点およびゲインの測定を行ってください。センサーネットが電解液に十分に浸かるまで待機している間に、被験者を実験室に案内し、車輪のない頑丈な椅子に座らせます。乳幼児の被験者の場合は、保護者が椅子に座り、乳幼児の頭部全体にアクセスできるよう、乳幼児を膝の上に直立させて座らせてください。メジャーとチャイナマーカーを用いて、頭頂部を経由して耳から耳までの距離を測定し、その中間点をマークします。

次に、頭頂部を越えてNAから外後頭結節までの距離を測定します。そして再び、その中間点を標記します。頂点（vertex）は、これら2つの測定値の中間点が交差する点として特定できます。

浸漬が終わったら、センサーネットを電解質溶液から取り出し、清潔で乾いたタオルの上に置きます。タオルでセンサーネットを軽く叩き、余分な電解質溶液を取り除きます。その後、ネットを装着する間、センサーネットのコネクタ端をもう一人の実験者に持ってもらいます。

次に、センサーネットの内側に両手を入れ、ネットを持ち上げます。親指を中央最前方の電極の両側に、小指を最後列の電極を繋ぐバンドに、しっかりと、かつ優しく押し当てるようにネットを保持してください。ネットを伸ばしすぎないよう注意してください。

残りの6本の指はネットの中で緩めておき、中央部分が自然に垂れ下がるようにします。次に、後方から前方に向かって参加者の目の高さになるよう、腰をかがめるか、あるいは膝をつきます。そして、センサーネットを参加者の頭に被せます。乳幼児の参加者にセンサーネットを装着させる際は、補助の実験者を同席させると効率的です。乳幼児の注意を逸らして動きを最小限に抑えながら、指先でネットのバンドを軽く引っ張り、頂点電極がチャイナマーカーで印を付けた頂点位置にくるように調整します。

耳ストラップと顎ストラップを締め、解剖学的指標の位置を確認してネットが正しく配置されているかチェックし、必要に応じて調整します。行動実験を開始する前に、電極インピーダンスを測定する必要があります。センサーネットのコネクタ端をインターフェースケーブルに接続してください。

レバーを回して固定し、カメラの電源を入れます。次に、コントロールルームでnet stationソフトウェアの新しいセッションを開きます。被験者の情報を入力し、[begin session]をクリックします。

ビデオ信号とEEG信号が同期しているため、実験室からのライブビデオフィードが画面に表示されるはずです。次に、パネルのドロップダウンメニューから「impedance」を開き、「measure」ボタンをクリックします。すると、hydro cell go dsic センサーネットアレイのモンタージュが画面に表示されます。

このウィンドウを画面の端までドラッグし、実験室のモニターに表示させてください。各電極が被験者の頭皮に直接密着していることを確認します。モニターに表示されているアレイモンタージュを確認し、インピーダンス測定ウィンドウを参照してください。

頭皮と良好に接触していないセンサーは赤く表示されます。これらの電極センサー番号をメモしてください。次に、ピペットを使用して、あらかじめ調製した電解質溶液を少量塗布し、これらのセンサーのインピーダンスを改善させます。

インピーダンスが許容範囲まで改善されると、モンタージュ上の電極が緑色に変わります。すべての電極について、コントロールルームにあるインピーダンス測定ウィンドウの「保存して閉じる（save and close）」ボタンをクリックしてください。次に、Net Stationで高密度波形表示（dense waveform display）を開きます。

波形をスクロールし、頭皮との接触不良により振幅の大きいノイズが表示されているチャネルがないか確認します。実験室に戻り、ノイズが発生している電極の位置を調整して、頭皮に直接接触するようにします。必要に応じて、電解質溶液を追加してください。

参加者間で脳の電気活動に大きな個体差があるため、高密度アレイEEG研究では安静時のベースライン記録が重要です。したがって、実験パラダイムを開始する前に、乳幼児の参加者に対して安静時の脳電気活動のベースラインEEG記録をいくつか採取する必要があります。乳幼児が保護者の膝の上で静かに座っている状態で、親または保護者が室内に留まるようにしてください。

このベースライン相の間、乳児が穏やかで静止した状態を維持できるよう、Baby Mozartのような動画を再生させます。Baby Mozartはクラシック音楽と色彩豊かな動くデザインを組み合わせた視聴覚素材であり、実験室のモニターで提示できます。次に、ネットステーションで録画ボタンをクリックし、ビデオおよび波形データの記録を開始します。高密度波形表示上のイベントマーカーを挿入することで、実験全体を通して行動イベントと電気的活動を紐付けることができます。

波形表示レコードのベースラインに、約2分間の標準化された時間期間のベースラインイベントマーカーを挿入します。高密度アレイEEG研究では、研究全体を通して少なくとも2人の実験者が立ち会うことが不可欠です。1人の実験者が、被験者への対応および行動パラダイムの実施を担当します。

2人目の実験者はコントロールルームに留まり、ビデオフィードを監視し、関連するイベントが発生した際に高密度波形ディスプレイにイベントマーカーを挿入する役割を担います。それでは、乳児の被験者を対象とした対面相互作用パラダイムを用いて行動実験を開始します。ここでは、実験者がウサギの人形を用いて乳児にいくつかの個別の動作を提示する模倣パラダイムが実施されます。

実験中は常に高密度波形表示をモニタリングし、ノイズレベルが増加しているチャンネルがないか確認してください。実験終了後、被験者の頭部からセンサーネットを慎重に緩めて取り外します。余分な電解質溶液を拭き取れるよう、タオルを用意してください。

その後、ネットをすすぎ、消毒し、乾燥させます。最後に、プロトコルの一部として回答が必要な残りの質問票を参加者に渡します。これらの生EEG波形は、3つの実験フェーズそれぞれの最初の1000 millisecondsにおける、単一電極で記録された電圧の変動を示しています。

ベースラインのデモンストレーションと即時想起の差。脳領域全体の表面レベルの脳電気活動は、電圧振幅のトポグラフィカルマップとして可視化することもできます。ミトンシェイク・パラダイムの3つのフェーズにおける頭部全体の振幅が表示されており、カラースペクトルの単位はmicrovoltsです。

このビデオを視聴することで、高密度EEGを用いて成人および乳幼児の社会認知を研究する方法について深く理解できるはずです。本ビデオでは、センサーネットの準備と装着、およびEEGデータの収集と解析を通じて、その手法を実演しました。