Name: 機能近赤外分光法を用いた共同描画時のグループ同期 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-08-05T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 53 s
Description: 学ぼう、fNIRSと映像観察を組み合わせたグループ同期評価法。4人の描画課題における協働・非協働条件での脳活動と行動の違いを解析し、対人神経同期と集団力学の理解を深める画期的プロトコルです。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

著者らは、この研究支援について、セレブロ研究所(InCe-IIEP)とイスラエル人アルバートアインシュタイン病院(HIAE)に感謝します。この記事の英語校正をしてくれたホセ・ベレン・デ・オリベイラ・ネトに感謝します。

パウロ・ロドリゴ・バザンは、NIRx Medizintechnik GmbHおよびNIRx Medizintechnik GmbHの販売代理店であるBrain Support Corporationにフリーランスの科学コンサルティングを提供してきました。他の著者は、この記事の著者または出版に関して利益相反がないことを宣言します。

この研究は、自然主義的条件下で同時に4つの脳にハイパースキャンを使用するプロトコルを作成することを目的としていました。実験パラダイムでは、さまざまな描画タスクと、複数の結果測定値の相関関係、描画メトリック、行動、および脳信号を使用しました。このプロトコル内の重要なステップは、その高い複雑さから生じる課題の考慮と、その生態学的および自然主義的条件の維持です。
ビデオ観察はこの研究の鍵でした。これにより、タイムライン上の非言語コミュニケーション行動のコーディングとセグメンテーションが可能になりました50.ビデオの定性分析により、エンコード(他者からの情報収集)とシグナリング(他者とのコミュニケーション)の機能を示す可能性のある兆候の検索における視線行動の観察が可能になりました。39,40.また、個人およびグループのパターンを強調することにより、観察情報を洗練させるのにも役立ちました。13...

対人相互作用行動は、共感的な絆を結びつけて作成するプロセスの重要な要素です。以前の研究では、この行動は、社会的接触中に生物学的信号と行動信号が整列するシンクロニシティの発生で表現できることが示されています。証拠は、シンクロニシティが初めて相互作用する人々の間で発生する可能性があることを示しています1、2、3。社会的相互作用とその根底にある神経メカニズムに関するほとんどの研究は、一人称または二人称のアプローチ2,4を使用しており、この知識をグループの社会的ダイナミクスに置き換えることについてはほとんど知られていません。3人以上の個人のグループで対人反応を評価することは、依然として科学研究の課題です。これは、自然主義的条件下での日常の人間の社会的相互作用の複雑な環境を実験室にもたらす必要性につながります5。
これに関連して、機能的近赤外分光法(fNIRS)技術は、自然主義的な文脈における対人関係とその脳相関との関係を評価するための有望なツールです。これは、機能的磁気共鳴画像法(fMRI)と比較して参加者の移動性に対する制限が少なく、モーションアーチファクトに対して弾力性があります6,7。fNIRS技術は、脳の活性化(酸素化および脱酸素化ヘモグロビンの血中濃度の変化)に応答する血行動態効果を評価することによって機能します。これらの変動は、頭皮組織を通る赤外光の拡散量によって測定することができる。以前の研究では、生態学的ハイパースキャニング実験における技術の柔軟性と堅牢性、および応用神経科学の知識を拡大する可能性が実証されています6,8。
グループ内の社会的相互作用プロセスの神経相関の自然主義的評価のための実験的課題の選択は、応用神経科学研究にアプローチする上で重要なステップです9。グループパラダイムにおけるfNIRSの使用に関する文献ですでに報告されているいくつかの例には、音楽パフォーマンス10、11、12、教室での相互作用8、およびコミュニケーション13、14、15、16、17が含まれます。
以前の研究でまだ検討されていない側面の1つは、社会的相互作用を評価するための共感的コンポーネントの操作を主な特徴とする描画ゲームの使用です。この文脈では、見知らぬ人の間でダイナミクスの社会的相互作用を誘発するために頻繁に使用されるゲームの1つは、共同描画ゲーム18,19です。このゲームでは、紙を均等に分割し、グループ参加者はすべてのメンバーの共有された自画像を描くように挑戦されます。最後に、各メンバーは複数の手で共同で肖像画を描いています。
目的は、グループパートナーの顔に視覚的な注意を向けることによって引き起こされる、見知らぬ人間の迅速な統合を促進することです。それは、メンバー間の好奇心とその結果としての共感プロセスをサポートする能力のために、「砕氷」活動と見なすことができます19。
描画タスクを使用する利点の1つは、そのシンプルさと再現の容易さです20。また、音楽パフォーマンスパラダイム21,22,23,24を使用した研究に見られるように、特定の技術トレーニングやスキルは必要ありません。この単純さはまた、社会的文脈の中でより自然主義的な刺激の選択を可能にする4,9,25。
グループ内の社会的行動を誘発するための道具であることに加えて、描画は心理的評価のためのツールとも考えられています26。家-木-人(HTP)27,28,29、人物描画-シストスケール27、およびキネティックファミリードローイング30などのいくつかのグラフィック射影心理テストは、定性的および定量的診断のために補完的な方法で使用されます。彼らの結果は通常、無意識のプロセスを表し、個人の象徴的なシステム、したがって世界、経験、愛情などの解釈についての手がかりを与えます。
絵を描く練習は、人に考えさせ、経験や物事の意味を生み出し、感覚、感情、思考、行動を追加するのに役立ちます31。それは、これらの人生経験をどのように認識し処理するかについての手がかりを与えます26。ドローイングは、ビジュアルコードを使用して、思考や感情を理解して伝達できるようにし、操作にアクセスできるようにすることで、新しいアイデアや読書の可能性を生み出します31。
アートセラピーでは、ドローイングは注意、記憶、思考や感情の組織化に取り組むためのツールであり32、社会的相互作用を生み出す手段として使用することができます33。
この研究は、協調描画ダイナミクスを使用して、カルテットの対人相互作用中の血管および行動脳応答を評価するための自然主義的な実験プロトコルを開発することを目的としています。このプロトコルでは、カルテットの脳反応(個別におよびパートナー間の同期性)の評価と、行動測定(描画および注視行動)などの可能な結果測定が提案されます。目的は、社会神経科学に関するより多くの情報を提供することです。

<table><tbody><tr><td>2 NIRSport&nbsp;</td><td>NIRx Medizintechnik GmbH、ドイツ</td><td>Nirsport 88</td><td>機器はInCe(Instituto do C&eacute;rebro - 病院イスラエルアルバートアインシュタイン)。2つの連続波システム(NIRSport8x8、NIRx Medical Technologies、Glen Head、NY、USA)は、2つの波長の近赤外光(760nmと850 nm)を放射する8つのLED照明源と、それぞれ8つの光学検出器を備えています。7.91 Hz. データはNIRStarソフトウェア・バージョン15.2で取得しました。(NIRx Medical Technologies、グレンヘッド、ニューヨーク)3.472222のサンプリングレートで。</td></tr><tr><td>4 fNIRSキャップ</td><td>NIRx Medizintechnik GmbH, ドイツ</td><td></td><td>録音で使用されたブラックキャップは、国際的な10-20</td></tr><tr><td>C&acircに基づいた構成でした。メラ360&deg;- コダックピックス プロ SP360</td><td>コダック</td><td></td><td>コダック PixPro:&nbsp;https://kodakpixpro.com/cameras/360-vr/sp360</td></tr><tr><td>Cameras de suporte - Iphone 8</td><td>Apple</td><td>iPhone 8</td><td>Supporting Camera</td></tr><tr><td>fOLD toolbox (fNIRS Optodes'ロケーション決定者)</td><td>Zimeo Morais, G.A., Balardin, J.B. &佐藤 J.R. fNIRS Optodes'Location Decider (fOLD): 脳の関心領域によって導かれるプローブ配置のためのツールボックス。Scientific Reports.&nbsp;<強い>8,</強い>&nbsp;3341 (2018).https://doi.org/10.1038/s41598-018-21716-z</td><td>バージョン2.2(https://github.com/nirx/fOLD-public)</td><td>Optodesの配置は、fOLDツールボックス(fNIRS Optodes')ロケーションディサイダーは、国際的な10&ndashでソースと検出器を配置できます。10 いくつかのパーセルレーションアトラスに従って関心のある解剖学的領域を最大限にカバーするシステム。ICBM 152ヘッドモデル&nbsp;パーセルレーションを使用してモンタージュを生成し、両側前頭前野の最も前方の部分をカバーするように設計されたモンタージュを生成しました</td></tr><tr><td>Notebook Microsoft Surface</td><td>統計</td><td></td>計算用の<td>fNIRS信号</td></tr><tr><td>Rプラットフォームのレシーバー&nbsp;</td><td>https://www.r-project.org&nbsp; (英語)</td><td>Rバージョン4.2.0</td><td>Rは、統計計算とグラフィックスのためのフリーソフトウェア環境です。さまざまなUNIXプラットフォーム、WindowsおよびMacOS</td></tr><tr><td>REDCap</td>でコンパイルおよび実行できます <td>REDCapは、国立衛生研究所(NIH / NCATS UL1 TR000445)によって部分的にサポートされていますREDCap</td><td></td><td>は、オンライン調査およびデータベースを構築および管理するための安全なWebアプリケーションです。</td></tr><tr><td>ソフトウェア Mangold Interact</td><td>Mangold International GmbH, Ed.&nbsp;</td><td>相互作用 5.0</td><td>マンゴールド:&nbsp;https://www.mangold-international.com/en/products/software/behavior-research-with-mangold-interact.html。行動結果のためのビデオの分析と、感情的な生理学的変化のための自律神経モニタリングの解析を可能にします(DataViewなどの追加のソフトウェアが必要な場合があります)。異なるカメラタイプを同時に使用でき、何百ものコーディング方法のバリエーションがあります。</td></tr><tr><td>ソフトウェア NIRSite NIRx</td><td>Medizintechnik GmbH, ドイツ</td><td>NIRSite 2.0</td><td>モンタージュを作成し、ブラックキャップ内のオプトデの配置と位置を支援します。</td></tr><tr><td>ソフトウェア nirsLAB-2014</td><td>NIRx Medizintechnik GmbH, Germany</td><td>nirsLAB 2014</td><td>fNIRS データ処理</td></tr><tr><td>ソフトウェア NIRStar</td><td>NIRx Medizintechnik GmbH,</td><td>German version 15.2</td><td>&nbsp;fNIRSデータ取得用:NIRStarソフトウェアバージョン15.2&nbsp;サンプリングレート3.472222ソフトウェア</td></tr><tr><td>NIRStim</td><td>NIRx Medizintechnik GmbH、ドイツ</td><td></td><td>&nbsp;パラダイムブロックの作成と整理のために</td></tr></tbody></table>

機能近赤外分光法を用いた共同描画時のグループ同期

Group Synchronization During Collaborative Drawing Using Functional Near-Infrared Spectroscopy

機能的近赤外分光法(fNIRS)は、複数の被験者の大脳皮質の活性化を測定するのに特に適した非侵襲的な方法であり、生態学的環境におけるグループの対人相互作用の研究に関連しています。多くのfNIRSシステムは、技術的には2人以上の個人を同時に監視する可能性を提供しますが、グループ相互作用における血行動態および行動反応を追跡するための実装が簡単なセットアップ手順と信頼性の高いパラダイムを確立することが依然として必要です。本プロトコルは、fNIRSとビデオベースの観察を組み合わせて、協調タスク中のカルテットの対人同期を測定します。このプロトコルは、データ集録とパラダイム設計に関する実用的な推奨事項と、例示的なデータ分析例の指針を提供します。この手順は、よく知られている砕氷船活動である共同顔描画タスクに触発された社会的条件と非社会的条件の間の脳と行動の対人反応の違いを評価するように設計されています。記載された手順は、グループの自然主義的社会的相互作用活動をfNIRS環境に適応させるための将来の研究を導くことができます。

プロトコルは、若い女性(24〜27歳)で構成されるカルテットに適用され、全員が大学院プログラム(ブラジルのサンパウロにあるイスラエルアルバートアインシュタイン病院)の学生であり、修士号または博士号レベルの教育を受けています。すべての参加者は右利きで、以前に描画経験があると報告したのは1人だけでした。神経障害の既往歴が報告された参加者はいなかった。
尺度と心理テストの結果については、2人の参加者(2と4)が不安(基準値9)44に対して17と15、うつ病のカットオフ値(9)44の高得点を示しました。注意力と多動性に関するすべての参加者のスケール結果は、カットオフ値を下回るスコアを示しました
参加者の社会的スキルのレパートリーも測定されました。被験者2、3、および4は、70%を超えるスコア(社会的スキルの十分に発達したレパートリー)を獲得しました。被験者1は25%のスコアを示しました(社会的スキルの不足に関連しています)。このテストでは、...

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。

Functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) is a noninvasive method particularly suitable for measuring cerebral cortex activation in multiple subjects, ...

この革新的なプロトコルは、生態学的環境におけるグループの対人相互作用の研究に関連しています。これは、さまざまな描画タスク中にカルテットの脳と行動の対人反応の違いにアクセスするように設計されています。このプロトコルは、fNIRSを使用して、相互作用する4人の個人のグループの血行力学的反応を同時に測定するために、実装が容易な手順と信頼性の高いパラダイムを提供します。研究の準備をするために、現場からすべての潜在的な目の注意散漫を取り除きます。実験中は、エアコンなどの電気機器をすべてオフにしてください。部屋には、人々が観察したり描いたりするのに十分な照明があることを確認してください。セットアップ時に、実験作業中に安定した状態を保つようにすべてのfNIRSワイヤーを配置します。カルテットを2つずつテーブルに配置して、各個人が他の3人の個人を観察できるようにします。社会的条件である描画パラダイムを実行するには、参加者にすべての紙の一番上のストリップに額と目の領域を描画させます。各紙に,参加者の完全に描かれた肖像画を表させる。また、各参加者の顔をパートナーが協力して描いてもらいます。非社会的条件であるドットをつなぐゲームでは、参加者に数字を優勢につなぐように依頼します。市販の360度シーンカメラを選択し、参加者全員の目と頭の動きを同時に知覚できるようにテーブルに配置します。fNIRS受信で干渉の可能性がないか確認してください。fNIRSキャリブレーションの前に、機器を起動し、インターフェースを確認し、記録モードを設定してください。データ分析には、Interactソフトウェアなど、複数のビデオコンテンツの文字起こしとコーディングを同時に実行できる同期ビューまたは分析プラットフォームを選択します。観測データを絞り込むには、個々の視線行動メトリック、頭と目の動き、手の動き、表情、会話行動などのパターンまたはシーケンスを検索できるパラメーターを設定します。分析後、まずすべてのカメラからMP4形式でビデオをダウンロードし、INTERACTにロードします。コーディングとさらなる分析のためにビデオデータをセグメント化します。データを抽出するには、ビデオセクションに手動でマークを付け、コードを提供します。[コードの定義]をクリックして、ブロックセクションを社会的条件と非社会的条件と休息期間に分割して最初の層を作成します。次に、参加者からの行動データを社会的条件とともに分割することにより、第2層を作成します。詳細を観察し、実験中に描画された詳細をカウントして、描画メトリックを決定します。NIRSite ツールを使用して、PFC 領域上のオプトードを特定します。チャンネルが参加者の頭の関心領域の上に配置されるように、キャップ上のオプトードの分布を構成します。信号を同時に取得するために、4人の参加者に光を分割します。fNIRS装置を設定する前に、鼻と頭の周りの頭の間の距離など、4人の参加者の脳の周囲を測定して、各参加者のキャップサイズを決定します。次に、所定の設定に従って、ソースと検出器をキャップに取り付けます。参加者の頭にキャップを置き、中央の正中線が頭のてっぺんになるようにキャップを配置します。さらに、頭のてっぺんから左右の耳の間の距離を測定し、中央の正中線をメジャーの中央に配置して、キャップが正しく配置されていることを確認します。次に、オプトードのワイヤをアンプに接続し、NIRSポート1と2の両方をコンピューターに接続します。装置のセットアップ後、ソフトウェアがfNIRSデータを取得できるようにしました。メニューバーの[ハードウェアの構成]をクリックします。ハードウェア仕様タブで[タンデムモード]オプションを選択して、ハイパースキャンを実行します。ハードウェアを設定タブで、モンタージュを選択し、チャンネルマスキング、トポレイアウトおよびチャンネル設定の設定を確認します。自動キャリブレーションを実行するには、ディスプレイパネルの[キャリブレーション]をクリックします。手順を開始する準備ができたら、[プレビュー]をクリックして、信号がどのように受信されているかをプレビューします。次に、[記録]をクリックして信号の録音を開始します。ブロックプログラミングソフトウェアNIRStimを開き、[実行]をクリックしてプログラムされたブロックのプレゼンテーションを開始します。NIRStim は実験の終了時に終了します。NIRStar で録音を停止します。ソフトウェアを閉じて、ファイルが正しく保存されていることを確認します。この方法は、24歳から27歳の大学院生の女性で構成されるカルテットに適用されました。fNIRSの予備結果は、社会的および非社会的描画条件の両方で、参加者1、2、および3の典型的な脳活性化を示しました。これは、活性化パターンは異なっていたが、左半球と右半球に位置する両方のチャネルで観察された。一方、参加者4は非定型の脳活性化を示した。オキシヘモグロビン信号は、ドットをつなぐ条件と共同描画条件の両方で、タスクの最後の部分でのみ被験者間で有意に同期されました。この方法は、神経科学、芸術、芸術療法、および社会的相互作用の研究分野全般への洞察を提供することができます。

group-synchronization-during-collaborative-drawing-using-functional

Research

JoVE Journal

Neuroscience

神経科学

MazeSuiteは、ナビゲーションおよび空間的な実験を準備し、提示し、分析するための完全なツールセットです。機能的近赤外分光法（fNIR）は脳血酸素代謝変化の非侵襲的、ポータブルモニタリングを可能にする光学的脳イメージング技術です。本論文では、認知処理の学習のパラダイム内MazeSuiteとfNIRの集団的使用をまとめたものです。...

空間ナビゲーションで学習研究するために近赤外分光法をMazeSuiteおよび機能の使用

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

直立運動課題中の脳活動を監視することは、運動障害の神経源を調査する際に大きな価値があります。ここでは、機能的な近赤外分光法と、4種類の運動課題における筋肉および運動学的活動の継続的なモニタリングを組み合わせたプロトコルを実演します。...

運動課題中に同時キネマとEMGの監視と感覚運動の脳領域の機能的近赤外分光法

この議定書では、fNIRS hyperscanning...

機能的近赤外分光法による Hyperscanning 実験を実施

本プロトコルは、EEG および fNIRS の同時記録を実行する方法と、EEG と fNIRS...

フランカータスクによる同時脳波と機能的近赤外分光記録の実施

我々は、センサ運動作業を用いたブロック設計を用いた連続波機能近赤外分光実験の解析について述べている。データ分析の信頼性を高めるために、定性的な一般線形モデルベースの統計パラメトリックマッピングと、マルチチャネルの比較階層混合モデルを用いた。...

ブロック設計を応用した機能近赤外分光法実験による定性的・比較皮質活動データ解析

自然主義的な学習環境における協調学習ダイアドに関するfNIRSハイパースキャン実験を行うためのプロトコルについて概説する。また、酸素化ヘモグロビン(Oxy-Hb)シグナルの脳間同期(IBS)を解析するパイプラインが提示される。...

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

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

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

ポータブル イメージング手法 (機能的近赤外分光) 提供以前はアクセスできない領域では、脳の研究の進歩ここでは、農村のコートジボワール。メソッドおよびニューロ...

近赤外線分光法 (NIRS) ニューロ イメージングを使用してグローバル発達を研究する神経イメージング研究フィールドのメソッド: サハラ以南アフリカの農村

学ぼう、fNIRSと映像観察を組み合わせたグループ同期評価法。4人の描画課題における協働・非協働条件での脳活動と行動の違いを解析し、対人神経同期と集団力学の理解を深める画期的プロトコルです。

機能近赤外分光法を用いた共同描画時のグループ同期

さらに動画を探す