2018년 9월 1일
이 프로토콜은 eyeblink을 패러다임 실험에 적합 한 세 유아와 컨디셔닝에 대해 설명 합니다. 상업 또는 주문 품 장비는 자극을 제공 사용할 수 있습니다 그리고 데이터 수집 및 분석 비디오 녹화에 수행 되어야 합니다.
이 절차의 전반적인 목표는 눈 깜빡임 조건화를 사용하여 1세 아동의 연상 학습을 평가하는 것입니다. 눈 깜빡임 조건화 패러다임은 특정 유형의 학습 및 기억 결핍을 감지하는 데 유용합니다. 예를 들어, 태아 알코올 스펙트럼 장애가 있는 성인과 어린이는 눈 깜박 조건화가 부족합니다.
이것은 소뇌 회로의 붕괴 때문입니다. 눈 깜빡임 조건화는 청각적 음색과 눈 깜박을 자극하는 각막에 대한 공기 흡입 사이의 학습된 연관성을 말합니다. 두 가지 자극을 반복적으로 짝을 이루면 아이들은 소리를 들을 때 숨을 내뿜는 것을 기대하고 눈을 깜박이는 법을 배울 수 있습니다.
이 방법은 신경 발달 결함을 조사하는 데 사용할 수 있습니다. 어린 아이들에게 투여하는 것은 어렵지만, 이러한 아이들을 조기에 발견하고 치료할수록 최상의 결과를 얻을 가능성이 높아집니다. Eyeblink 컨디셔닝 장치는 상업적으로 이용 가능하거나 맞춤 제작할 수 있습니다.
설정에는 다음 장비가 필요합니다.압력 조절기가 있는 공기 압축기를 사용하여 각막에 직접 공기를 주입할 수 있는 에어 퍼프 장치. 이것은 유아가 착용할 수 있는 조절 가능한 머리띠나 모자에 부착해야 합니다. 볼륨 설정을 조절할 수 있는 2개의 휴대용 오디오 스피커.
깜박임 응답을 캡처하기 위해 최소 60헤르츠 프레임 속도의 비디오 카메라입니다. 장비의 컴퓨터 제어를 통해 톤과 에어 퍼프를 정확한 타이밍과 다양한 간격으로 자동으로 관리할 수 있습니다. 여기에 설명된 눈 깜빡임 조절 자극은 750밀리초 톤으로 구성되며, 100밀리초 에어 퍼프와 겹치고 끝납니다.
시간 경과에 따른 연관 학습의 변화를 조사하려면 10개 블록으로 총 50번의 시행을 제공합니다. 각 블록에는 에어 퍼프가 없는 하나의 톤 시도를 포함합니다. 이를 통해 연관 학습을 직접 평가할 수 있습니다.
각 블록에는 톤이 없는 하나의 에어 퍼프 시도도 포함됩니다. 이를 통해 에어 퍼프 장치가 올바른 위치에 있고 아이가 에어 퍼프에 민감한지 확인할 수 있습니다. 유아의 양쪽에 두 개의 휴대용 스피커를 놓습니다.
아기를 간병인의 무릎에 앉힙니다. 한 명의 연구원이 아기의 주의를 분산시키는 동안 다른 연구원은 아기의 머리에 머리띠를 씌우고 크기를 조정할 수 있습니다. 에어 퍼프 노즐과 적외선 센서를 고정하는 유연한 튜브를 어린이의 눈에서 약 1-3cm 떨어진 곳에 배치합니다.
실험을 시작하기 전에 에어 퍼프 장치가 올바른 위치에 있는지 확인하십시오. 이를 위해 아기의 눈에 테스트용 에어 퍼프를 한 번 전달하고 눈 깜박임이 발생하는지 관찰합니다. 헤드밴드의 위치를 약간 변경해야 할 수도 있습니다.
상용 설정에 포함된 자동 눈 깜박임 감지 방법은 눈 깜박임을 감지할 수 있을 만큼 센서를 눈에 충분히 가깝게 유지하기 어렵기 때문에 어린 유아에게는 종종 신뢰할 수 없습니다. 대신, 프레임별 비디오 카메라 분석을 사용하여 유아의 눈 깜박임 반응을 감지해야 합니다. 이렇게 하려면 휴대용 비디오 카메라를 사용하여 실험 중에 아기의 시선을 수동으로 추적하십시오.
비디오 녹화의 프레임별 분석은 간단한 비디오 편집 소프트웨어를 사용하여 쉽게 달성할 수 있습니다. 오디오 파형을 사용하여 톤이나 에어 퍼프의 시작을 감지합니다. 깜박임 시작을 기록하려면 눈이 감기기 시작하는 첫 번째 프레임을 찾으십시오.
연구자들은 또한 눈이 최대로 감겨 있는 깜박임의 정점에 주목하기를 원할 수도 있습니다. 중간 프레임의 수를 계산하고 카메라의 프레임 속도에 따라 이 응답 시간을 밀리초로 변환합니다. 조건화된 반응은 에어 퍼프가 전달되기 전에 시작되는 깜박임입니다.
무조건 반응은 톤이 시작된 후 650밀리초 이상 후에 발생하는 에어 퍼프에 대한 반사적 깜박임입니다. 다른 유형의 응답도 관찰됩니다. 예를 들어, 놀람 반응은 신호음 후 처음 200밀리초 간격 내에 발생하는 깜박임이며 청각적 긴장에 대한 반사 반응 또는 자극과 동시에 발생하는 깜박임을 나타냅니다.
마지막으로, 실패한 반응은 에어 퍼프에 대한 반응으로 깜박임이 감지되지 않은 시도입니다. 이는 에어 퍼프가 눈에 닿지 않았음을 나타낼 수 있습니다. 프레임별 비디오 분석에는 약간의 주관적인 해석이 필요하지만, 이 방법은 자극 시작부터 눈 깜빡임 지연을 안정적으로 측정하는 데 사용할 수 있습니다.
94개의 깜박임 응답을 비교하면 250밀리초 합의 한계 내에 속하는 두 관찰자 간의 매우 높은 일치도를 보여줍니다. 이 변동성은 조건화 반응과 무조건 반응을 구별할 수 있을 만큼 충분히 낮습니다. 현저하게 다른 응답은 두 관찰자 모두에 의해 재평가되어야 합니다.
반응은 유아들 사이에서 매우 다양할 수 있습니다. 컨디셔닝을 달성한 아이들은 에어 퍼프가 전달되기 전에 반응합니다. 또한 빨간색 사각형으로 표시된 에어 퍼프 없이 톤이 표시될 때 깜박일 수 있습니다.
그러나 일부 유아는 실험 중에 조건화의 증거를 보이지 않습니다. 여기서 눈 깜빡임 반응은 에어 퍼프가 시작된 후에 발생하며, 이는 반사적 깜박임임을 시사합니다. 또한, 톤이 단독으로 전달될 때 유아는 에어 퍼프 전달을 예상하지 않습니다.
조건화는 여러 번의 시행 또는 여러 실험 세션에 걸친 조건화 반응의 변화로 가장 잘 설명됩니다. 신뢰할 수 있는 결과를 얻기 위한 가장 중요한 단계는 실험 전반에 걸쳐 에어 퍼프 장치의 올바른 위치를 유지하는 것입니다. 유아는 대부분의 에어 퍼프 시도에 반응하여 눈을 깜박여야 합니다.
이 예에서는 실험이 진행되는 동안 에어 퍼프에 대한 깜박임 응답이 감소하여 에어 퍼프 장치가 올바른 위치로 유지되지 않았음을 나타냅니다. 유아가 각막 공기 흡입을 감지할 수 없으면 눈 깜빡임 조절을 할 수 없습니다. 눈 깜빡임 조건화는 어린이의 신경 발달을 평가하는 데 유용한 패러다임입니다.
우리가 발견한 것은 비디오 녹화 및 후속 오프라인 분석이 어린 아이들에게 이 기술을 사용할 때 더 신뢰할 수 있는 방법이라는 것입니다.
본 프로토콜은 연합 학습을 평가하기 위해 생후 1년 된 영아를 대상으로 설계된 눈깜빡임 조건화 패러다임을 설명합니다. 이 방법은 청각 및 촉각 자극을 활용하여 어린 아이들의 학습 및 기억 능력을 평가합니다.
영아의 연합 학습을 평가하면 소뇌 의존적 신경 발달에 대한 초기 통찰을 얻을 수 있으며, 이를 통해 신경 질환의 전임상 모델에서 예측 가능한 리스크 감소가 가능해집니다. 이 방법은 감각 자극을 측정 가능한 행동 결과와 연결함으로써 표적 검증을 지원하며, 학습 경로에 대한 기전적 이해를 돕습니다. 결손을 조기에 발견하면 치료제 개발 파이프라인에서 리스크를 조정한 우선순위 설정이 가능합니다.
본 방법은 초기 탐색 단계에서 신경 회로 기능을 평가하는 데 적합하며, 신경발달 경로를 표적으로 하는 치료제의 리드 화합물 식별 및 전임상 검증에 기초 정보를 제공합니다.