Name: 1 歳児の古典的な短い遅延瞬 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-09-01T13:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 36 s
Description: 学ぶ 1歳児の瞬目条件反射法による連合学習評価。聴覚刺激と空気噴射を用いて神経発達を調べ、発達障害の早期発見に貢献する手法を解説します。

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本研究は、ニュージーランド検眼ビジョン研究財団、健康推進機構のオークランド大学の工学研究開発基金、支えられて、医学 PBRF のオークランド大学の学校に資金を供給します。
オークランド大学 (シャノン男の子と Harpreet ・ シン) 点滅応答測定で契約を確認する手動のビデオ分析を完了した人から 2 つの検眼学生に感謝しております。

ここで説明したすべてのメソッドは、北部 B 健康と障害者倫理委員会、参照番号によって承認されている: 13/NTB/181。
1. 技術的な要件
<ol><li>角膜に直接空気のパフを投与することができる空気のパフ ユニットを使用します。柔軟性を使って達成することができるチューブに空気圧縮機、空気タンクを経由して添付します。幼児の安全性の確保、これを空気圧を制限する調節可能な圧力調整器と合うし、限界空気のパフ期間。 注: 市販システムは取り込んで、システム内の圧縮空気タンクを必要としません。</li>
	<li>調節可能なヘッドバンドまたは帽子幼児が着用することができますし、空気パフを目の横にあるチューブの適切な位置決めを使用します。</li>
	<li>調節可能なボリュームの設定と 2 つのポータブル オーディオ スピーカーを設定します。</li>
	<li>デザインし、音と空気のパフは、正確なタイミングで、さまざまな間隔で自動的に管理できるように機器の制御を計算を設定します。</li>
	<li>瞬目反応を手動で記録する、少なくとも 60 Hz のフレーム率でポータブル ビデオ カメラを設定します。応答時間を計測するには、ブザーの音を記録することによって、または、ソフトウェア パッケージにプログラム トライアル発症指標を撮影、試用の発症を取り込むことができますビデオ カメラを使用します。</li>
	<li>インストールし、フレームによっては刺激と点滅の応答間の時間間隔を測定する研究者を許可する (例えば、Adobe Premiere Pro) のオーディオおよびビデオ コンポーネントのステップ実行を可能任意のビデオ編集ソフトウェアを実行します。</li>
</ol>2. 実験パラダイム
<ol><li>10 のブロックに試験を管理します。各ブロックは、次の試験の種類を含める必要があります。<ol>
<li>8対試験、学習試行のそれぞれが重なるし、100 ms 空気のパフ (~1/20 psi)9,10,11で終了する 750 ms 音 (80 dB、1 kHz) の構成が含まれます。</li>
		<li>不対トライアル、連合学習を示すエアコン瞬目応答をテストするため空気のパフの不在で一人で発表したシングル 750 ms トーンで構成されるが含まれます。</li>
		<li>空気のパフに角膜の感度テストするトーンの不在やヘッドバンドの正しい位置で単独で提示シングル 100 ms 空気のパフ試験から成る体性感覚の試用版が含まれます。</li>
	</ol>
</li>
	<li>連続した試験間隔をランダムに (例えば8-16 s、約 12 の試用期間が平均と s)9,10,11。</li>
	<li>約 12 分のセッションの合計時間のための 1 つのセッションで 5 つの連続したブロック (すなわち、50 試験の合計) を測定します。</li>
	<li>エアコンが引き続き発生するかどうかをテストするには、2 つ離れて 50 試験少なくとも 1 h の EBC セッションを管理します。</li>
</ol>3. テスト手順
<ol><li>実験の間に一貫した照明レベルと適度に明るい部屋 (~ 300 lux) EBC を実行します。</li>
	<li>幼児、頭の両側から約 40 cm のいずれかの側に 2 つのポータブル スピーカーを配置します。</li>
	<li>乳児の頭の上オーダーメイドの鉢巻きを置き、頭のサイズに合わせて調整します。</li>
	<li>ヘッド (図 1) の軸平面から 〜 45 ° の角度で子の右目からおよそ 1-3 cm がパフ ノズルと隣接する赤外線センサーを保持するフレキシブル チューブを置きます。</li>
	<li>実験を開始する前に、角膜の空気のパフを提供する実験の設定を最適化することを確認します。幼児の目に単一のテスト空気のパフを提供し、瞬目が発生し、ビデオ カメラが表示されるかどうかを確認します。瞬目が観測されない場合空気のパフ ユニットは目に近いので、鉢巻きの位置を調整します。</li>
	<li>実験期間を通して幼児の瞬目反応を記録します。ビューのフィールドは、乳児の目に向けられているビデオカメラの位置します。カメラは十分に近い小さな眼球運動を識別するが、そうでないようなうるさいとなった場合、枠の外側移動できるの幼児を閉じる必要があります。</li>
	<li>実験者が刺激のタイミングにマスクを確認します。EBC のユーザー インターフェイスは、次の試行が発生することを示します、次の刺激が届けられるとき、彼らが気づかないようにコンピューター インターフェイスから離れて彼ら自身を方向づける研究者を求めます。これは刺激に応答して自分自身と幼児の学習応答に貢献する可能性があるから研究者を防ぐ。</li>
</ol>4. 1 歳の乳児の実験のセットアップを最適化します。
<ol><li>2 研究者が実験を行うため利用できることを確認します。</li>
	<li>とき幼児のヘッドバンドを置き、横に直面して彼らの膝の上に乳児を配置する介護者にお問い合わせください。こうと乳児の頭の後ろ側からアプローチする研究第 2 研究員従事幼児間。</li>
	<li>ヘッドバンドを配置して、ノズルの位置は、幼児のコンプライアンスを確保するためできるだけ落ち着いてとして実行ください。ノズルの先端に手を置くことと、乳児は位置決め時にノズルに自分の頭を回してできなくなります。</li>
	<li>実験を通して介護者の膝に幼児を保ちます。 注: 高い椅子は、実験間より一貫性のある環境を提供しますが、この不安感が増大し、多くの幼児でコンプライアンスを減らします。</li>
	<li>乳児では、実験中にヘッドバンドを妨害する傾向がある、穏やかな気晴らしを使用します。</li>
	<li>ヘッドバンドは、実験中によく移動します。幼児がなくなった場合空気への対応パフまたはヘッドバンドが、目から大きく移動実験を一時停止し、続行する前に鉢巻きの位置を調整します。</li>
	<li>瞬目の動きの大きさを高めるために実験中に見上げる子供を奨励します。この方法では、瞬目の検出を向上可能性があります。 注意: これはその視界の上幼児フレンドリーなビデオ (例えば、オフ オーディオと年齢に応じた漫画) で少し遊ぶモニターの前に幼児を置くことによって達成することができます。</li>
</ol>5. 瞬目検出を使用してビデオ カメラ録画
<ol><li>2 人の研究者が各実験のための瞬目応答を独立して定義しなさい</li>
	<li>ビデオ編集ソフトウェアを使用して、次の試用開始 2,000 ミリ秒のレーテンシーの各試験を分析します。</li>
	<li>オーディオ波形を使用して、試用版の発症の最初のフレームを検出します。<ol>
<li>ペア (CS + 米国) し、対になっていない (CS のみ) 試験定義可聴トーンの先頭から試行発症。</li>
		<li>体性感覚の試験は米国 (空気のパフ) だけが表示、カメラのマイクが空気のパフによって作成された微妙な 100 ms ノイズを検出できることを確保するため事前調査を実行します。そうでなければ、プログラム トライアル発症指標の録画ソフトウェアにパッケージに役立ちます空気のパフを察知します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>ビデオ トラックを使用して、点滅の応答を検出します。次の両方として点滅の遅延時間を記録: 点滅発症の最初のフレーム、まぶたが閉じるを開始まぶたが閉じている最大限にピークの最初のフレームを点滅します。</li>
	<li>必要に応じて、あいまいな応答を処理する戦略を立案します。次の例を参照してください。<ol>
<li>合理的に除外する部分的な点滅、まぶたが完全に近くに ~ 50% 以上に失敗するときに発生する可能性があります。</li>
		<li>余分なノイズ、または点滅応答がさらなる分析からの眺めから隠されているトーン/空気のパフ発症が隠される試験を除外します。</li>
		<li>複数の点滅を観察試験で次の試用発症最初の点滅応答を分析します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>刺激発症と点滅のピークの間のビデオ フレームの数を記録します。ビデオカメラのサンプリング レートに基づいてリアルタイムに待ち時間を変換します。</li>
</ol>6. EBC 応答分類
<ol><li>検出後は、瞬目反応が発生したそれらの試験は刺激発症 (図 2) を基準にして待機時間に基づいて、点滅の種類を定義します。<ol>
<li>調子; 後最初の 200 ms 間隔内で発生した場合、応答を驚愕として点滅を定義します。これらは聴覚トーン、または空気のパフとは関係なく発生しているだろう音発症と同時に、タイムアウト点滅反射応答を表します。 注: 驚愕ペア (CS + 米国) 応答を生じることまたは対になっていない (CS のみ) 試験では、聴覚の音が配信されます。</li>
		<li>空気のパフ; への応答で発生した場合、体性感覚応答として点滅を定義します。それは角膜が現在 ♥ 構成と空気のパフに敏感かどうかを示します。これは無条件の応答 (下記参照) の一種です。</li>
		<li>トーン発症後 650 ms 以上に発生する空気ペア (CS + 米国) の中にパフ試験への体性感覚応答として無条件の応答を定義します。</li>
		<li>空気のパフに合わせて最適なタイムアウトが点滅としてエアコンの応答を定義します。彼らは 350 に 650 ms ペアまたは対になっていない試験トーン発症後間、開始され、CS と米国間の連想学習が発生したことを示します。</li>
		<li>空気のパフ; に応えて点滅が検出されなかった場合、失敗応答として裁判を定義します。ペア (CS + 米国) を観察できるこれらの試験または体性感覚の試験。これらの応答を示す空気のパフには目が届かない。</li>
	</ol>
</li>
</ol>7. 連合学習の解析
メモ: メソッドの数は、以前連合学習9,,1011 (ここで簡単に説明) を評価するために記載されています。研究者は、これらのメソッドを変更か、自分たちの実験デザインによって、連合学習が発生したかどうかを定義するを開発します。
<ol><li>まず、試験で使用可能なデータは収集されませんでした、技術的なエラーを持つものなどを除外します。</li>
	<li>すべての可能な体性感覚の試験から瞬目反応の割合を計算することによって空気のパフに感度を計算します。</li>
	<li>10 試験の連続するブロックのエアコンの応答の割合を比較することによって連合学習が実験中に発生したかどうかを評価します。実験の過程でのエアコンの応答の割合の増加をご利用いただけますが発生した可能性があります。 注: また、瞬目間の遅延時間をかけての変更をモデル化される可能性があります幼児が実験の過程での応答時間を適応しているかどうかを評価します。</li>
	<li>実験的セッション間または 2 つの実験群間、連合学習が行われているかどうかを評価します。恣意的判断基準を使用してご利用いただけますが (例えば、> 40% 条件反応実験的セッション内で) 発生したかどうかを定義する6,9。</li>
</ol>

<ol><li>Freeman, J. H., Steinmetz, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+circuitry+and+plasticity+mechanisms+underlying+delay+eyeblink+conditioning%5BTitle%5D)+AND+%22Learning+%26+Memory%22%5BJournal%5D)">Neural circuitry and plasticity mechanisms underlying delay eyeblink conditioning.</a> Learning & Memory. 18 (10), 666-677 (2011).</li>
<li>Mccormick, D. A., et al. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.3758/BF03333573">The engram found? Role of the cerebellum in classical conditioning of nictitating membrane and eyelid responses.</a> Bulletin of the Psychonomic Society. 18 (3), 103-105 (1981).</li>
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</ol>

著者が明らかに何もありません。

変更とトラブルシューティング: 商業またはカスタムメイド システムの瞬は、実験的制御方法で対象に刺激を提示し、行動反応を検出することができるください。これは、非侵襲的な手順は、以下準拠集団 (例えば乳幼児) のこれらの実験を行うための技術要件は困難です。物理的に目にヘッド マウントを取り付けるエアコン羊12,13実験などの動物実験可能です。お子様添付空気パフ配信ユニット6,7,8鉢巻きを着用を容認や気晴らしとしてテレビを使用して一定の目の位置を維持するために励ますことができます。非常に若い幼児のコンプライアンスは古い幼児 1 歳に近づいて14睡眠中にエアコンによって達成することができますが、簡単に気を取られ、それらに一意に挑戦的な人口を作る一般に。とはいえ、瞬目エアコン実験がいくつかの目を覚まし、1 歳の幼児のため可能です。私たちの成功率は、文献 (~ 40%-50% コンプライアンス)9実験の日に乳児の気質によっておそらく反映される成功の可能性とこれまでの報告に似ています。
プロトコルの中で重要なステップ: 市販の EBC セットアップを適応または若い幼児9,10,11のため、以前のように特注の空気圧力ジェネレーターを使用してお勧めします。最初のチャレンジは、小さくする必要がある実験を通して正しい位置に空気パフ デリバリー変更 ♥ 維持です。眼の安全基準は自身のヘッドピースを削除しようとした非準拠の幼児のための特に懸念されます。したがって、すべての回で幼児を密接に監視する必要があります。ヘッドバンドを身に着けているまたは目に空気のパフを受け取る子供の比率は許さない (ここで 〜 35%)、実験的なプロトコルは、このことができる場合乳児をそっと邪魔これ上がる可能性がありますが、これはあからさま幼児と干渉しない場合動作です。実験を完了して子どものため空気のパフだけ試験不足または応答を調節の逆転は下手な実験を通して空気のパフのによって引き起こされる可能性があります、ヘッドピースが正しく配置されたことを確認することが欠かせない。
マニュアル ビデオ解析は時間がかかるが、自動的幼児性瞬目反応は現在達成するために困難であります。商業 EBC セットアップ (空気のパフ ユニットに隣接して鉢巻きに配置) に付属している赤外線センサーは 1 kHz のサンプリング レートで角膜から瞬間に反射率を記録し、点滅は、反射率の変化を測定することによって検出できます。次の刺激発症。ベースラインの反射率からの重要な変更を示し、瞬目が発生した、検出および点滅反応を分類する自動解析を使用できます。ただし、我々 と他の研究者が 1 歳児で点滅を検出する市販の EBC セットアップ付属赤外線角膜反射率測定に頼らないでください9,10,11がお勧め。このメソッドは、成人の参加者またはより古い子供6,7に適したかもしれませんが、このメソッドを使用して 1 歳児で点滅を確実に検出することができませんでした。ここでは、瞬目が赤外線センサーによって検出されないことを示す試験時代の長さの基準反射率のごくわずかな変化を観察します。さらに、偽の肯定的なピークが一般的に観察される、センサーの位置を変更する乳児の頭の動きによって引き起こされます。大人のテスト パイロットは、参加者が 1-2 cm の角膜内に空気パフ ユニット瞬目条件を維持することはできませんを正常に検出すると上か、水平視線をやや上回るを集中しなければならないことを示唆しています。一貫すると乳児。さらに、幼児の小さな interpalpebral 裂サイズはまばたき検出より大人でより困難であるまたはより古い子供を作り、角膜反射率を減らすことができます。
既存のメソッドの意義: マニュアル ビデオ カメラ分析と 1 kHz の反射率測定と比較して 60 Hz のビデオの低時間分解能のための必要性にもかかわらずビデオ録画の改善の成功率をこの優れた方法赤外線センサー。角膜の空気のパフが商業赤外線センサーとして同じ ♥ 添付ファイルで配信、刺激配信として空気のパフの強さを調整できますより弾力性のある赤外線センサーよりも位置決めをする必要が表示されます。これは幼児コンプライアンスを抑える傾向にあるヘッドバンドの過剰適応を回避できます。研究者は赤外線センサーを使用しての成功率を達成することができますビデオ カメラ分析をサポート必要があります。試験用赤外線センサーによって記録された瞬目検出応答がない、ビデオ録画を区別できる真の応答または無効な試験 (すなわち子供が正しい位置に空気のパフ ユニットを着ていたかどうか彼らは点滅しなかったかどうか、または点滅を検出する赤外線センサーが失敗したかどうか)。同様に、プロジェクトのビデオ録画は、試用期間中の動きも点滅を装った工芸品を作り出すことができる偽陽性の結果を確認する必要。アイトラッ キング装置15,16と筋電図9,10,14眼輪筋は、他のこのペーパーの範囲を超えているまばたき検出の方法を自動化ただし、トライアルごとに位置決め空気シュー ユニットを視覚的に確認することがなく、これらのメソッドはここで記載されている赤外線瞬目検出ソフトウェアと同じ欠点を被る可能性があります。
瞬目エアコンに出版された仕事は通常 4-5 ヶ月齢の若い幼児に焦点を当てて以前この作品は、古い幼児 (12 ± 1 カ月の年齢) と固有の課題はこの年齢別グループを提示技術の使用を記述することで文献のこのボディに追加します。他の作家も乳児9,10、11,14(単独あるいは筋電図との組み合わせで) ビデオ分析を使用しています。ここで示した結果がフレームでビデオ分析は、筋電図と赤外線監視の両方顔と頭のため問題が発生することができます乳児で瞬目の検出の最適な方法を示唆するこれらの前の調査結果と一致して非常に若い子供たちの動き。この作品は、幼児開発できることエアコンの応答、非常に若い年齢でも、少なくとも 650 ms 遅延間隔9の検索もサポートします。
将来のアプリケーション: 研究の限られた数は、瞬人間の幼児で実験をしようとしました、刺激パラメーター注意深く検討されるべき将来の実験。エアコンは早く年齢17の 10 日間も観察され、少なくとも生活14の最初の月の内が長い間刺激間隔 (例えば、1,500 ミリ秒) が乳児期18 のこれらの非常に初期の段階で成功する.比較では、子供が生後 6 か月に近づいていることがより確実に調節する短い間隔10が大人19で正常よりも少ない。音と空気のパフをこのプロトコルでは 1 歳児が 4 または 5 ヶ月古い幼児9,10,11, 同様に調節を引き起こすことができる正常に提案 650 ms 間隔より古い子供6,7。トーンと幼児期10ではこのプロトコルの適応追加の実験がこれらを調査する必要が減少空気のパフの最適遅延時間と、瞬は発達調整されることが示唆されました。さらにパラメーター。
この技法の制限: EBC セットアップに挑戦することができ、個々 の状況のトラブルシューティングが必要な場合があります。エアコンが発生した場合を判断し、定義は難しく、試験複数のセッションにわたって観察は最高です。たとえば、他の研究はエアコンを定義する任意エアコン率 10 試験の各ブロック内で 40% を使用し、連続の実験的セッション6,9,10、間のすべての変更を比較 11。正常にエアコンを観察する試験の必要な数を完了することができます、したがって、幼児の達成が困難あります。
データ分析に関しては、点滅の刺激誘発を分離する (内生) 自発性瞬目9からは特定の課題の一つ。自発性瞬目率が個人間で異なる行動と同様、部屋の湿度などの環境要因の影響を受けます。ダブル点滅発生時間 (例えば、400 ms)20の非常に短いスペースで 2 つの完全な眼瞼閉鎖があるし、自発性瞬目反射と同時に発生しているが反映されることが可能です (条件付きまたは無条件)瞬目。我々 は時折、データ セットでダブル点滅を観察し、このプロトコルを使用して、我々 は最初の点滅だけに待ち時間を記録しました。しかし、これらの試験を破棄分析刺激誘発点滅のみをキャプチャしていることの確実性が増加します。
研究者はまた、条件を定義するまたは無条件の応答と同様に点滅発症または点滅ピーク (閉) への遅延を定義するかどうか、遅延ウィンドウを決定する必要があります。ここで空気のパフへの応答ではなく、空気のパフ発症前に点滅を開始することの確実性を提供するために、ペアまたは対になっていない試験で 650 ms 前にピーク点滅としてエアコンの応答を定義する保守的.ただし、この遅延ウィンドウ場合は延長される不対の試験のため、空気のパフの提示がない、特に応答の遅延を定義するピークが点滅を使用しています。ここでの重要な原則は、すべての検査官によってと同じ方法ですべてのインスタンスが配られることや、データの分析を開始する前にこの条件が決定されることです。
要約すると、フレーム単位でのビデオ解析は乳児における古典的な EBC 応答を評価する信頼性と再現性のある方法を提供できます。これらの措置は、包括的な発達評価が初期の段階で神経発達を完全に特徴づける必要ですが学習行動の 1 つのメジャーを提供します。

EBC は、人間と他の動物の記憶・学習を評価するためによく使用される古典的条件付けの形式です。従来の EBC パラダイムは、'無条件の刺激 (再帰性瞬目、無条件の応答を誘発する角膜空気のパフ) で無害な '条件' (聴覚トーン) の刺激の学習会を指します。連合学習時間をかけてエアコンの応答の数の条件刺激とエアコンと瞬目の分類と無条件反応を増加を示すことによって評価または可能性よりも、セッションは 1 つ以上が連想学習が行われています。
瞬のパラダイムは、連合学習障害を持つ個人を識別するために使用できます。遅延をご利用いただけます-どこ条件刺激 (CS) の前に始まるが、無条件刺激 (米国) を重複-小脳回路1、2、によって制御され、神経疾患の大人そして子供に破壊されて統合失調症3、自閉症4、5、および胎児アルコール スペクトル障害6,7を含みます。臨床的観点からは以前の検出およびこれらの神経疾患の治療サポート可能性があります幼児で瞬を調べるします。ただし、お子様が角膜空気のパフ6,7、8を容認、実験の持続期間のための安定した頭部/目の位置を維持できる、幼児、少ない準拠、従来瞬目検出装置とソフトウェアは十分ではありません。
ここで述べる短い遅延を調べるための単純なプロトコルのプロトコルから適応されている 1 歳児で瞬以前説明した他9,10,11。このプロトコルは、角膜に空気の制御のパフを提供することが商業的またはカスタムメイド システムを使用して管理できます。商業瞬目検出ソフトウェア (例えば、赤外線カメラからの信号を処理するサンディエゴ楽器の瞬目検出システム)、しかし、代わりに、私たちと他の9,10,11,ビデオ カメラ録画のフレーム単位で解析を使用して検出および 1 歳児における瞬目反応を分類することをお勧めします。

<table><tbody><tr><td>まばたきコンディショニングシステム</td><td>サンディエゴインスツルメンツ</td><td>モデル#2325-0145-W</td><td>は、ポータブルエアパフユニットと赤外線エミッター/レシーバーを調整可能なヘッドバンドに取り付け、まばたき刺激と応答検出ソフトウェアが含まれています。PCインターフェース</td></tr>、<tr><td>4K、ウルトラHD、アクションカメラ</td>、<td>RV77</td><td>モデル、SJ9000</td><td>、マイクロSD / TFカード、録画、720pで90fps</td></tr></tbody></table>

1 歳児の古典的な短い遅延瞬

Classical Short-Delay Eyeblink Conditioning in One-Year-Old Children

古典的な瞬 (EBC) は (聴覚トーン) の条件刺激と無条件刺激 (角膜に空気のパフ) の学習会を指します。瞬は小脳依存学習の連合学習のこのタイプの基になるメモリ異常を検出するための実験によく使用されます。大人や年上の子で実験が比較的単純な業務用機器を使用して管理中、乳児の瞬は正しい位置決めが困難な機器の彼らの貧しいコンプライアンスのためにより挑戦。1 歳児のご利用を達成するためにカスタムメイドが基本または適合の商用システムは幼児の角膜に空気のパフを提供する使用できます。主な課題は、正常に検出し、行動反応を分類することであります。自動点滅検出方法はこの人口の信頼性で、実験を調節する必要があります分析すること補足ビデオ録画のフレーム単位で解析を使用して報告します。瞬の発達的変化を研究し、このパラダイムは、脳障害児を検出できるかどうかを調べるには、このメソッドを適用できます。

1 歳児で瞬のテストの容易性:
瞬目反射条件を検討するために必要な実験の設定は 1 歳の幼児のため困難です。35% (11 人の幼児) を行った実験でヘッドバンドを身に着けているまたは角膜に空気のパフを受信は看過しないので、実験に参加できませんでした (n = 31 乳児試行)。約半数 (52%、 n = 16 幼児) 完了するか部分的に 50 試験の最初のセットを完了 (中央 [IQR] = 22.5 [0 - 50] 完成品試験)。残りの部分は、2 つの実験セッションに参加しました。
信頼性の高い実験を実現する実験を通して鉢巻きと空気のパフ ユニットの正確な位置が必要です。(空気のパフの 77 ± 6% 誘導点滅応答試験の大半のため、実験に参加して乳児の角膜に空気のパフ配信を実現できます。n = 13 乳幼児/557 空気パフ試験試行)。残りの試験を表す '失敗した試験' 乳児が空気のパフに敏感ではなかった。
図 3は、50 試験の 2 つのエアコンの実験の間に空気のパフ配信成功を示します。観測の瞬目数は空気のパフ試験 (すなわち、体性感覚や対試験) の割合として記述されます。ヘッドバンドが配置されているサブ最適実験の終わりの方を示す 10 の試験の連続する各ブロックの最初の幼児減少からの応答を点滅します。対照的に、2 番目の乳児は空気のパフ試験正常に 10 試験の後続の各ブロックの点滅の応答を引き出すことの少なくとも 90% の空気のパフに比較的良い感度を示しています。
ビデオカメラを用いた瞬目検出の成功率: ハンディ ビデオ カメラは、乳児の目を手動で追跡する研究者により瞬目反応を捕獲する信頼性の高い方法を提供します。手動フレーム単位で解析試験の 90 ± 3% からの応答を識別するために使用された (n = 13 乳幼児/608 試験試行)。残りの試験を表す幼児の目が撮影中に隠されています。
ビデオ分析には、主観的な解釈が必要ですが、このメソッドは確実に刺激発症から瞬目の遅延を測定する使用できます。2 つの独立したオブザーバーによって測定された点滅応答時間の我々 の分析測定の平均の違いだったという 28.4 ms と ± の契約の 95% 範囲 263.9 ms 良いの評価者間信頼性を示しています (図 4: n = 42 オブザーバー/94 によって分析実験点滅応答)。エアコン瞬目が 300 ms のウィンドウに該当するものとして定義されて考慮した、これにより、区別するために十分な精度無条件反応からエアコン。大きな意見の相違のそれらの試験がオブザーバーの間簡単に再評価された次の相談をすることができます注意してください。
1 歳児で瞬: 2 つの調節図 5 aと5 bに示すように実験対不対の試験のための実験の過程での瞬目反応潜時の説明。条件反応を定義する遅延ウィンドウ内外空気のパフの発症後最初の EBC セッション ピーク時に最初の幼児から瞬目反応。また、この幼児が対になっていないのいずれかに応答しない (音のみ) 試験。一緒に、これはこの幼児がない音と空気を関連付けることを学んだことを示します EBC パラダイムへの初期の暴露中にパフ。比較では、2 番目の乳児 2 番目 EBC セッションに参加している人は定期的に空気のパフ発症する前に点滅し、幼児を遂げた瞬次の 50 の最初のセッションを示すすべての対になっていない試験に対応試験。図 5は、セッション6,9,10,11の複数の試験を巡る連合学習を評価する一般的な方法を示しています。両方の幼児からエアコンの応答の数は、連続するブロック 10 試験の各ブロック内のすべてのペアと対になっていない試験の割合としての説明です。このインスタンスで、両方の幼児最小限の変更で表示連想学習実験では、既に発生しているエアコン (幼児 1、セッション 1) またはそのエアコンの欠如を示す (幼児 2、セッション 2)。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58037/58037fig1.jpg"> 図 1: 1 歳の乳児の参加者と瞬目ご利用いただけます設定します。空気のパフ ユニットを支えるカスタムメイドの鉢巻きが表示されます。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58037/58037fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58037/58037fig2.jpg"> 図 2: 刺激性瞬目反射条件づけの定義は 1 歳児での実験に適したします。(A) 対試験中に 750 ms 聴音 (条件刺激 [CS]) と重なるし、100 ms 空気パフ (無条件刺激 [米国]) で終了します。点滅応答刺激発症に対する彼らのタイミングによって異なります (驚愕の応答: 0 - 200 ms; 条件反射 [CR]: 350-650 ms; 無条件の応答 [UR]: 650 2,000 ミリ秒)。応答定義は、対になっていない (CS のみ) 試験と同じです。(B) 体性感覚試験配信シングル 100 ms 空気パフ (米国) のみと 300 ms のウィンドウ内に発生する点滅の体性感覚反応 (SSR) に分類されます。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58037/58037fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58037/58037fig3.jpg"> 図 3: 瞬空気のパフの感度の変化を示す 1 歳児における実験の例です。空気のパフに感度は 10 試験の後続の各ブロックのすべての空気のパフ試験の割合として空気のパフ (体性感覚試験、またはペアのトライアルとして配信) に観察された応答の数として記述されます。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58037/58037fig3large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58037/58037fig4.jpg"> 図 4: 2 つの独立したオブザーバーによってビデオ カメラ録画から点滅応答時間の契約を示す継ぎプロット測定します。灰色の線は、バイアス測定 (測定の平均の差として定義される) と契約 (LOA、平均差 ± 1.96 標準偏差として定義されている) の上限と下限の範囲を示します。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58037/58037fig4large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58037/58037fig5.jpg"> 図 5: 瞬エアコンの応答の変化を示す 1 歳児における実験の例です。ペア (CS + 米国) の点滅応答時間が表示されます試験 (黒丸) と対になっていない (CS のみ) 試験 (灰色の正方形)。灰色のバーが空気のパフのタイミングを示し、黒い線が 350-650 ms 条件反応を定義するために使用の間の待ち時間を表します。応答を引き出すために失敗した試行のとおりx-軸。(A) 点滅応答は一般的にエアコンの窓の外に分類し、対になっていない試験が瞬目反応を引き出すに失敗しました。(B) 応答が十分に空気のパフの発生に合わせてタイムアウトし、対になっていない応答および一対の試験条件反応を開始します。実験の経過 (C) をご利用いただけます 10 試験の連続する各ブロック (すべてのペアと対になっていない試験の割合として説明)、エアコンの応答の数として示したものです。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58037/58037fig5large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。

このプロトコルでは、1 歳の幼児を実験のため適切なパラダイム、瞬をについて説明します。商業またはカスタムメイド機器は、刺激を提供する使用ことができます、データの収集と分析は、ビデオ録画を実行必要があります。

Classical eyeblink conditioning (EBC) refers to the learned association between a conditioned stimulus (an auditory tone) and an unconditioned stimulus (a ...

この手順の全体的な目標は、まばたきのコンディショニングを使用して 1 歳児の連想学習を評価することです。まばたきのコンディショニング パラダイムは、特定の種類の学習障害と記憶障害を検出するのに役立ちます。たとえば、胎児性アルコールスペクトラム障害の成人と子供は、まばたきのコンディショニングに欠陥があります。これは、彼らの小脳回路の混乱によるものです。まばたきのコンディショニングとは、まばたきを刺激する角膜への聴覚のトーンと空気の吹き出しとの間の学習された関連付けを指します。2つの刺激を繰り返し組み合わせることで、子供たちは音を聞いたときに、パフを期待してまばたきをすることを学ぶかもしれません。この方法は、神経発達障害の調査に使用できます。幼い子供に投与するのは難しいですが、これらの子供を早期に発見して治療することができれば、可能な限り最良の結果を達成する可能性が高くなります。eyeblinkコンディショニングユニットは市販されていますが、カスタムメイドの場合もあります。セットアップには、次の機器が必要になります:圧力調整器付きのエアコンプレッサーを使用して、角膜に直接空気のパフを投与できるエアパフユニット。これは、乳児が着用できる調節可能なヘッドバンドまたは帽子に取り付ける必要があります。音量設定可能な2つのポータブルオーディオスピーカー。点滅の応答をキャプチャするための少なくとも 60 ヘルツのフレーム レートを備えたビデオ カメラ。機器の計算制御により、トーンとエアパフを正確なタイミングでさまざまな間隔で自動的に投与できます。ここで説明するまばたきコンディショニング刺激は、750ミリ秒のトーンで構成され、100ミリ秒のエアパフでオーバーラップして終了します。時間の経過に伴う連想学習の変化を調べるには、試行を 10 のブロックで配信し、合計 50 回の試行を行います。各ブロックに、エアパフなしのトーントライアルを1つ含めます。これにより、連想学習を直接評価することができます。各ブロックには、トーンなしのエアパフトライアルも1つ含めます。これにより、エアパフユニットが正しく配置されていること、および子供がエアパフに敏感であることを確認できます。乳児の両側に2つのポータブルスピーカーを置きます。乳児を介護者の膝の上に置きます。1人の研究者が乳児の気をそらしている間、もう1人の研究者がヘッドバンドを乳児の頭に置き、サイズを調整できます。エアパフノズルと赤外線センサーを保持しているフレキシブルチューブを、お子様の目から約1〜3センチメートルの位置に配置します。実験を始める前に、エアパフユニットが正しく配置されていることを確認してください。これを行うには、乳児の目に単一のテストエアパフを送り、まばたきが発生するかどうかを観察します。ヘッドバンドの位置を少し変える必要があるかもしれません。商用セットアップに含まれている自動まばたき検出方法は、まばたきを検出するためにセンサーを目に十分に近づけるのが難しいため、乳児には信頼性が低いことがよくあります。代わりに、フレームごとのビデオカメラ分析を使用して、乳児のまばたき反応を検出する必要があります。これを行うには、ハンドヘルドビデオカメラを使用して、実験中の乳児の視線を手動で追跡します。ビデオ録画のフレームごとの分析は、簡単なビデオ編集ソフトウェアを使用して簡単に実現できます。音の始まりやエアパフを音声波形で検知します。まばたきの開始を記録するには、目が閉じ始める最初のフレームを探します。研究者は、目が最大限に閉じられているまばたきのピークにも注目したい場合があります。中間フレームの数を計算し、カメラのフレームレートに基づいてこの応答時間をミリ秒に変換します。条件付けされた応答は、エア パフが送達される前に開始される点滅です。無条件応答は、トーンの開始から 650 ミリ秒以上後に発生するエア パフへの反射的な点滅です。他のタイプの応答も観察されます。たとえば、驚愕反応は、音の後の最初の200ミリ秒間隔で発生するまばたきであり、聴覚音に対する反射反応または刺激と同時にタイミングを合わせたまばたきを表します。最後に、失敗した応答は、エアパフに応答してまばたきが検出されなかった試行です。これらは、エアパフが目に到達していなかったことを示している可能性があります。フレームごとのビデオ解析には主観的な解釈が必要ですが、この方法を使用して、刺激の開始からまばたきの待ち時間を確実に測定できます。94回のまばたき応答の比較では、2人の観測者間の一致が非常に高いことが示され、これは一致の250ミリ秒の制限内に収まります。この変動性は、条件付けされた応答と無条件応答を区別するのに十分に低いです。有意に異なる応答は、両方のオブザーバーによって再評価されるべきです。反応は乳児間で大きく異なる可能性が高い。コンディショニングを達成した子供たちは、空気が吹き込まれる前に反応します。また、赤い四角で示されているように、エアパフなしでトーンが提示された場合にも点滅することがあります。ただし、一部の乳児は実験中に条件付けの証拠を示しません。ここでは、まばたきの反応はエアパフの開始後に発生し、これらが反射的なまばたきであることを示唆しています。さらに、トーンが単独で配信される場合、乳児はエアパフの配信を予期しません。条件付けは、複数の試行または複数の実験セッションにおける条件付けされた応答の数の変化として最もよく説明されます。信頼性の高い結果を得るための最も重要なステップは、実験全体を通してエアパフユニットの正しい位置を維持することです。乳児は、ほとんどのエアパフ試験に反応してまばたきをする必要があります。この例では、エアパフに対する点滅の応答は実験の過程で減少し、エアパフユニットが正しい位置に維持されていなかったことを示しています。乳児は、角膜の空気のパフを感知できない場合、まばたきのコンディショニングを達成できません。まばたきのコンディショニングは、子供の神経発達を評価するための有用なパラダイムです。私たちが発見したのは、ビデオ録画とその後のオフライン分析が、この手法を幼児に使用する場合、より信頼性の高い方法であるということです。

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Research

JoVE Journal

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