2011년 6월 27일
조밀한 배열 electroencephalography은 유아와 성인의 사회적인지 기능을 연구하기 위해 점점 사용되고 있습니다. 여기 우리는 유아와 어른의 뇌파 공부를위한 기존의 방법론에 큰 개선을 나타냅니다 설립 방법론을 제시한다.
이 비디오의 전반적인 목표는 조밀한 배열 뇌파를 사용하여 유아 또는 성인의 사회적 인지를 조사하기 위한 프로토콜을 시연하는 것입니다. 이는 먼저 데이터 수집을 위한 실험 설정을 준비하고 적용을 위해 수력 전지 센서 네트워크를 준비함으로써 수행됩니다. 둘째, 수력 전지 측지 센서 네트가 적용되고 전극 임피던스가 측정됩니다.
다음 기준선 기록이 수행되고 실험이 구현됩니다. 절차의 마지막 단계는 데이터를 분석하는 것입니다. 궁극적으로, 높은 시간 해상도로 두피 표면의 전기 활동을 분석함으로써 사회적 인지 과정과 관련된 뚜렷한 신경 활동을 보여주는 결과를 얻을 수 있습니다.
안녕하세요, 제 이름은 데이비드 헤일리 박사의 부모 유아 발달 정신생물학 실험실의 연구 조교인 케미입니다. 오늘 Joanna와 저는 이 학습 프로토콜을 시연할 것입니다. 안녕하세요, 저는 조안나입니다.
이 방법은 뇌가 사회적 자극을 처리하기 위해 인지를 사용하는 방법과 같은 발달 신경 과학 분야의 주요 질문에 답하는 데 사용할 수 있습니다. 기존 뇌 이미징 방법 및 기존 EEG 시스템에 비해 이 기술의 주요 장점은 높은 시간 해상도, 향상된 공간 해상도 및 센서 네트워크의 적용 용이성입니다. 안녕하세요, 저는 데이비드 헤일리입니다.
우리는 EEG 시스템을 사용하여 참가자가 실험실에 도착하기 전에 실험 제어 컴퓨터, 네트 스테이션 소프트웨어 및 측지 EEG 시스템 구성 요소가 제대로 작동하는지 확인합니다. 또한 실험실에서 불필요하고 잠재적으로 주의를 산만하게 할 수 있는 모든 물건을 제거해야 합니다. 구현 중인 실험 패러다임에 따라 방을 설정합니다.
이는 컴퓨터 기반 작업부터 다양한 부모, 유아 및 실험적 유아 상호 작용 패러다임에 이르기까지 다양할 수 있습니다. 이 비디오에서 시연할 것처럼 비디오 카메라가 충전되어 있는지 확인하고 현재 실험 설정에 이상적인 각도로 카메라를 배치하십시오. 참가자가 실험실에 도착하면 GDS 센서망 응용 프로토콜에 대해 설명하고 실험의 세부 사항을 설명합니다.
참가자 또는 참가자의 법적 보호자가 실험 프로토콜에 대해 잘 이해하고 있는지 확인하고 실험을 진행하기 전에 서면 및 정보에 입각한 동의를 얻습니다. EEG 연구의 경우, 기록된 전기적 뇌 활동에 영향을 미칠 것으로 예상되는 특정 정보를 참가자로부터 얻는 것이 종종 유용합니다. 이러한 정보는 실험이 적시에 진행될 수 있도록 표준화된 설문지를 관리하여 얻을 수 있습니다.
두 명의 실험자가 참석하는 것이 좋으며, 한 명은 설문지를 관리하고 다른 한 명은 이 프로토콜의 다음 섹션에 설명된 대로 수력 전지 지오지 센서 그물 준비를 수행하는 것이 좋습니다. 먼저 증류수 1리터, 염화칼륨 11g, 베이비 샴푸 5ml로 구성된 하이드로 셀 식염수 전해질 용액을 준비하고 염화칼륨이 모두 용액에 용해될 때까지 철저히 저어줍니다. 다음으로 줄자를 사용하여 참가자의 머리 둘레를 측정합니다.
측정값을 센티미터 단위로 기록하고 적절한 크기의 수력 전지 측지 센서 네트를 검색합니다. 참가자의 측정이 이루어지는 머리 둘레의 범위를 포함하는 크기를 선택합니다. 센서 네트의 센서 끝을 준비된 전해질 용액에 담그고 5분 동안 담가둡니다.
커넥터 끝을 액체에서 멀리 두십시오. 정확한 타이밍을 보장하기 위해 타이머나 스톱워치를 사용하는 것이 좋습니다. 이제 제어 컴퓨터에서 net station 소프트웨어를 열고 실험적인 제어 세션을 시작하십시오.
센서 네트 커넥터를 연결하고 센서 네트가 전해질에 잠길 때까지 기다리는 동안 데이터를 수집하기 전에 제로 및 게인 측정을 수행하고 참가자를 실험실로 데려와 바퀴가 없는 튼튼한 의자에 앉히십시오. 유아 참가자의 경우, 유아의 보호자가 의자에 앉고 유아를 무릎에 똑바로 앉혀 유아의 머리 전체에 접근할 수 있도록 합니다. 줄자와 차이나 마커 연필을 사용하여 머리 꼭대기에서 귀까지 치수를 측정하고 중간 지점을 표시합니다.
그런 다음 NA에서 머리 꼭대기의 inion까지 측정합니다. 그리고 다시 중간점을 표시하십시오. 정점은 이 두 측정의 중간점이 교차하는 중간점으로 식별될 수 있습니다.
담가두기가 끝나면 전해질 용액에서 센서 네트를 제거하고 깨끗하고 마른 수건 위에 올려 놓습니다. 수건으로 센서 네트를 부드럽게 두드려 과도한 전해질 용액을 제거합니다. 그런 다음 센서 그물의 커넥터 끝을 두 번째 실험자에게 제공하여 그물을 적용하는 동안 잡을 수 있도록 합니다.
이제 센서 그물을 들고 양손을 그물 내부에 넣습니다. 엄지손가락이 중앙의 가장 정면 전극의 양쪽을 단단히 그러나 부드럽게 밀고 새끼손가락이 가장 뒤쪽 전극 열을 연결하는 밴드에 단단히 밀리도록 그물을 잡습니다. 네트가 과도하게 늘어나지 않도록 주의하세요.
나머지 여섯 손가락은 중앙 부분이 절뚝거리거나, 웅크리거나, 무릎을 꿇고 참가자와 눈높이가 되도록 뒤에서 앞으로 센서 네트를 참가자의 머리 위로 당길 수 있도록 네트 내에서 느슨해야 합니다. 유아 참가자에게 센서 그물을 적용할 때 추가 실험자가 있는 것이 종종 유용합니다. 아기의 주의를 산만하게 하고 손가락 끝을 사용하여 움직임을 최소화하려면 그물 밴드를 부드럽게 당기고 꼭짓점 전극이 차이나 마커 연필로 표시된 꼭짓점에 놓이도록 조정합니다.
귀와 턱끈을 조이고 해부학적 랜드마크 위치를 검사하여 그물이 올바른 위치에 있는지 확인하고 필요한 조정을 합니다. 행동 실험을 시작하기 전에 전극 임피던스를 측정해야 합니다. 센서 네트의 커넥터 끝을 인터페이스 케이블에 꽂습니다.
레버를 돌려 제자리에 고정하고 카메라를 켭니다. 그런 다음 제어실에서 net station 소프트웨어에서 새 세션을 엽니다. 참가자의 정보를 입력하고 세션 시작을 클릭합니다.
비디오와 EEG 신호가 동기화되기 때문에 실험실의 실시간 비디오 피드가 화면에 나타나야 합니다. 이제 패널의 드롭다운 메뉴를 선택하고 임피던스를 연 다음 측정 버튼을 클릭합니다. 수력 전지 go dsic 센서 네트 어레이의 몽타주가 화면에 나타납니다.
이 창을 화면 가장자리로 드래그하여 실험실의 모니터에서 열도록 합니다. 각 전극이 참가자의 두피에 직접 장착되었는지 확인하십시오. 모니터에 어레이 몽타주를 표시하는 Impeded Measurement Window를 참조하십시오.
두피에 잘 접촉하지 않는 센서는 빨간색으로 나타납니다. 이 전극 센서 번호를 기록해 두십시오. 이제 피펫을 사용하고 이전에 준비된 소량의 전해질 용액을 적용하여 이러한 센서의 임피던스를 개선하십시오.
몽타주의 전극은 임피던스가 만족스러우면 임피던스가 개선됨에 따라 녹색으로 바뀝니다. 모든 전극에 대해 제어실의 임피던스 측정 창에서 저장 및 닫기 버튼을 클릭합니다. 이제 네트 스테이션에서 조밀한 파형 디스플레이를 엽니다.
파형을 스크롤하여 두피 접촉 불량으로 인해 높은 진폭 노이즈를 표시하는 채널을 확인합니다. 실험실로 돌아가 시끄러운 전극이 두피에 직접 닿도록 위치를 재조정하십시오. 더 많은 전해질 용액이 필요할 수 있습니다.
휴식 기준선 기록은 참가자 간의 전기적 뇌 활동에 높은 정도의 변동성이 있기 때문에 밀집된 배열 EEG 연구에서 중요합니다. 그러므로, 실험 패러다임을 시작하기 전에, 참가자의 휴식 중인 전기 뇌 활동에 대한 몇 가지 기준선 EEG 기록이 유아 참가자를 위해 취해져야 합니다. 부모 또는 보호자는 유아를 무릎에 조용히 앉히고 방에 있어야 합니다.
베이비 모차르트와 같은 영화를 상영하여 유아가 이 기준선 단계에서 침착하고 가만히 있는지 확인할 수 있습니다. 베이비 모차르트는 클래식 음악과 다채로운 움직이는 디자인의 시청각 조합으로 실험실의 모니터에 보여줄 수 있습니다. 이제 네트 스테이션에서 기록 버튼을 클릭하여 조밀한 파형 디스플레이에 비디오 및 파형 데이터 기록을 시작합니다. 이벤트 마커를 삽입하여 동작 이벤트를 실험 전반에 걸쳐 전기 활동에 연결할 수 있습니다.
약 2분의 표준화된 시간 기간에 대한 파형 디스플레이 레코드 기준선에 기준선 이벤트 마커를 삽입합니다. 밀집된 배열 EEG 연구에서는 연구 전반에 걸쳐 최소 두 명의 실험자가 참석하는 것이 필수적입니다. 한 명의 실험자가 참가자와 상호 작용하고 행동 패러다임을 구현할 책임이 있습니다.
두 번째 실험자는 제어실에 남아 비디오 피드를 모니터링하고 관련 이벤트가 발생할 때 조밀한 파형 디스플레이에 이벤트 마커를 삽입할 책임이 있습니다. 이제 유아 참가자를 위한 대면 상호 작용 패러다임을 사용하여 행동 실험을 시작합니다. 여기에서는 실험자가 토끼 인형을 사용하여 유아에게 여러 가지 신중한 행동을 제시하는 모방 패러다임이 구현됩니다.
실험 전반에 걸쳐 조밀한 파형 표시를 모니터링하여 노이즈 수준이 증가하는 채널을 나타내는지 여부를 확인해야 합니다. 실험이 완료되면 조심스럽게 풀고 참가자의 머리에서 센서 그물을 제거합니다. 과도한 전해질 용액을 닦아낼 수 있는 수건을 제공하십시오.
그런 다음 그물을 헹구고 소독하고 말리십시오. 마지막으로, 참가자에게 프로토콜의 일부로 완료해야 하는 나머지 설문지를 제공합니다. 이러한 원시 EEG 파형은 세 가지 실험 단계 각각의 처음 1000밀리초 동안 단일 전극에서 기록된 전압의 변동을 보여줍니다.
기준선 시연 및 즉각적인 회상 차이. 표면 수준에서는 뇌 영역을 가로지르는 뇌의 전기 활동을 전압 진폭의 지형도로 시각화할 수도 있습니다. 진폭은 벙어리 장갑 흔들림 패러다임의 3단계 동안 머리 전체 표면에 걸쳐 표시되며 색상 스펙트럼의 단위는 마이크로볼트입니다.
이 비디오를 시청한 후에는 고밀도 EEG를 사용하여 성인과 유아의 사회적 인지를 연구하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 우리는 센서 네트워크의 준비 및 적용과 EEG 데이터의 수집 및 분석을 통해 이를 입증했습니다.
본 논문은 고밀도 배열 뇌전도(EEG)를 이용하여 영유아 및 성인의 사회적 인지 능력을 조사하는 프로토콜을 제시합니다. 이 방법론은 기존의 EEG 기술을 크게 향상시켜, 사회적 인지 과정과 관련된 신경 활동을 연구할 때 높은 시간적 및 공간적 해상도를 제공합니다.
고밀도 어레이 EEG는 높은 시간 분해능과 향상된 공간 분해능을 제공하여 사회 인지 연구를 가능하게 하며, 신경발달 장애의 타겟 검증 과정에서 기전적 리스크 감소(de-risking)를 실현합니다. HydroCel Geodesic Sensor Net은 설정 시간을 단축하고 데이터 품질을 높임으로써 분석 준비도를 향상시키며, 전임상 모델에서 신뢰할 수 있는 화합물 평가를 지원합니다. 이러한 접근 방식은 정량적인 신경 읽기 값을 제공함으로써 초기 단계 포트폴리오의 진행 여부(go/no-go) 결정에 유용한 정보를 제공하며, 발견 생물학(discovery biology)과 중개 연구 사이의 가교 역할을 합니다.
이 방법은 가설 검증부터 리드 물질 식별에 이르는 발견 연속체 내에 적합하며, 신경정신과적 약물 개발에서 표적 검증 및 분석법 개선을 지원하는 신경 읽기 값을 제공합니다.