Methodenartikel

Hoe vinden effecten van Stimulus verwerking op gebeurtenis verwante hersenen potentieel van nauwe anderen wanneer Hyperscanning Partners

DOI:

10.3791/56120

⸱

31 mei 2018

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Douglas Mental Health University Institute, 2Department of Psychiatry, McGill University, 3Department of Neurology and Neurosurgery, McGill University

In dit artikel

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit protocol beschrijft belangrijke stappen die betrokken zijn bij de beoordeling van de gevoeligheid van de hersenen van een persoon op de stimulus verwerking van een dichtbij andere door te selecteren van paren van partners, hun electroencephalogram (EEG) gelijktijdig opnemen en computing hun evenement-gerelateerde hersenen potentieel (ERPs).

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De partners van elk paar moet kunnen passeren de McGill vriendschap vragenlijst zonder communiceren. Elke partner zit dan voor een scherm in een van twee aangrenzende kamers. Deze kamers zijn gescheiden door een glazen venster waardoor deelnemers communiceren om gevoelens van saamhorigheid terwijl wordt voorzien van het EEG-GLB. Nadat u hebt gecontroleerd voor adequate EEG signalen, het glas is bedekt door een gordijn ter voorkoming van visuele communicatie. Vervolgens partners moeten stil maar zijn geïnstrueerd om te proberen te voelen in het bijzijn van hun partner tijdens het hele experiment. Vlak voor het begint, deelnemers wordt verteld dat elk van hen zal worden gepresenteerd met één afbeelding tegelijk en dat deze beelden op dezelfde plaatsvinden zal tijd voor beiden op hun eigen scherm. Ze zijn ook geïnstrueerd dat voor elk afzonderlijk experiment, de gelijktijdige beelden zullen altijd afwijken. Echter, buiten het medeweten aan hen, proeven zijn gerandomiseerde: slechts de helft van hen zijn in overeenstemming met deze instructie en eigenlijk twee verschillende afbeeldingen opnemen. Deze processen vormen de DSC, dat wil zeggen de verschillende-prikkels voorwaarde. De andere helft van de proeven zijn inconsistent met de instructie. Zij omvatten twee identieke images en vormen van de ISC (identieke-prikkels voorwaarde). Na het experiment, zijn de deelnemers ingedeeld in twee groepen: degenen die gemeld dat ze voelde zich in het bijzijn van hun partner tijdens de meerderheid van de proeven en degenen die gemeld ze niet. De impact van de verwerking van de stimulans van de partner wordt gevonden door het aftrekken van de gemiddelde spanningen van de ERPs van de ISC (onverenigbaar is met de instructies) van de ERPs van de DSC (in overeenstemming met de instructies) in ten minste twee keer windows (TWs): in de eerste plaats in de 75 tot 150 ms TW, waar de absolute waarden van deze weglatingen zijn groter, met name op rechts frontaal sites, in degenen die voelde in het bijzijn van hun partner dan bij degenen die niet; in de tweede plaats in de LPP tijd venster (dat wil zeggen, van 650 tot 950 ms post begin), waar ERPs zijn aanzienlijk minder positief in de DSC dan in de ISC in degenen in wie de raw resultaten van de vroege aftrekken (75-150ms) negatief zijn.

Inleiding

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

EEG indexeert de sommen van de elektrische postsynaptisch reacties van grote populaties van de neuronale1 geproduceerd tijdens de informatieverwerking van de. 2 onder deze reacties, bepaalde patronen zijn tijd-vergrendeld aan de cognitieve, sensorische en motor evenementen. Deze patronen "event-related" van de EEG worden ERPs genoemd. 3 een ERP bestaat uit verschillende verlegging (bijvoorbeeld de N300, N400 & P600). Elk van deze verlegging wordt gekenmerkt door de latentie ten opzichte van het begin van de gebeurtenis, de spanning of amplitude, haar positieve of negatieve elektrische polariteit en de distributie van haar hoofdhuid, die allemaal aanwijzingen over de onderliggende neurale berekeningen geven 3.

ERP studies laten toe om informatie over de fundamentele neurale processen die ten grondslag liggen aan de hogere-orde, complexe cognitieve operaties4te verkrijgen. De ERP-methode wordt voornamelijk gebruikt in psychologische en neuropsychiatrische studies. Enkele van de voordelen die zijn gekoppeld aan ERPs over andere neuroimaging modaliteiten, zoals functionele magnetische resonantie imaging (fMRI) en nabij-infrarood spectroscopie (NIRS), omvatten zijn uitstekende temporele resolutie, waardoor onderzoekers de mogelijkheid om te Volg de computing activiteit van de hersenen naar de milliseconden, en de relatieve kosteneffectiviteit. Dit is cruciaal bij het testen van twee deelnemers tegelijk, zoals het geval is in onze studie5,6.

Voor dit experiment, zijn we vooral geïnteresseerd in de late posterieure positiviteit (LPP), oftewel een ERP met een late latency (d.w.z. van 250 naar 1000ms post stimulans begin). Het wordt opgewekt door de presentatie van zinvolle prikkels, zoals woorden, objecten, gezichten en scènes. De bekende P3b componenten behoren tot de familie van LPP, welke piek rond 600 ms post stimulans begin voor woorden en bij ongeveer 750 ms voor gezicht - en scène-stimuli. Hoe groter de hoeveelheid nieuwe informatie geplaatst in werkgeheugen, en dus in bewustzijn, en de meer levendige, saillant en bepaalde deze informatie is, hoe groter de amplitude van dit potentieel zal worden7,8 wanneer een prikkel- of een aspect van het, zoals het exacte tijdstip van de gebeurtenis-is onverwacht, het lokt een grotere LPP dan wanneer de stimulus en elk van zijn aspecten volledig worden voorspeld. Een zeer groot aantal cognitieve factoren kan dus gevolgen hebben voor de amplitude van de LPP8,9.

De EEG van twee deelnemers tegelijkertijd opnemen als ze worden blootgesteld aan visuele stimuli kunnen wij beoordelen of al dan niet de hersenactiviteit van één onderwerp elkaars hersenen elektrodynamica beïnvloeden kan wanneer noch ziet wat zijn/haar partner wordt getoond.

Gegeven dat ERP spanningen, hoofdhuid distributies en latencies alle aanwijzingen bieden over wat neurale berekeningen zich voordoen, zij kunnen worden gemeten om te testen alle externe effecten op de hersenen en detecteren van de verschillen in de verwerking van visuele stimuli in paren van nauw Verwante individuen. Om te testen het bestaan van een dergelijke effect, we gericht op één operationele hypothese: de LPP ontlokte door een visuele stimuli in één persoon kan worden beïnvloed door de stimulus weergegeven naar zijn/haar partner. Deze hypothese is dus gebaseerd op het idee dat als stimulans verwerking van één persoon een impact op de neurale activiteiten van een andere persoon heeft, deze nieuwe informatie die voortvloeien uit het brein van de voormalige de amplitude van de LPP in de laatste moduleren kan.

Een nauwkeuriger hypothese werd gebouwd uit een aanvullend idee. De impact van de verwerking van de stimulans op de hersenactiviteit van een sluiten andere voorkomen moet worden dat wanneer de prikkel is bekend om zijn verschillend van de ene gezien door het einde andere. In feite, in die situatie vormt dit effect een irrelevant inmenging. Als wilt maken die kennis, waren de twee deelnemers van elk paar vertelde dat zij zou worden aangeboden met verschillende prikkels. Niettemin, waren slechts de helft van de proeven van het experiment consistent is met deze instructie. Ze vormen dus de verschillende stimulus voorwaarde, de DCS. De andere helft van de proeven werden onverenigbaar is met deze instructie. Daar de prikkels tegelijkertijd voorgelegd aan de twee onderwerpen van elk paar waren hetzelfde en dus de identieke stimulus voorwaarde, de ISC samengesteld. Deze laatste voorwaarde werd gebruikt om een control-voorwaarde waarin de remming niet ontwikkelen moet, zoals het zou betrekking hebben op informatie die overeenkomt met de stimulus eigenlijk voorgelegd aan de sluiten andere. Onze voorspelling was dat, bij gebrek aan een dergelijke inhibitie, meer informatie de hoeveelheid werkgeheugen, die mogelijk verantwoordelijk grotere LPPs in de ISC dan in de DSC moet invoeren. Bovendien vinden dergelijke ERPs verschillen zou bevestigen de mogelijkheid van een effect van stimulus verwerking op de ERPs van een sluiten andere gezien het feit dat onderwerpen niet de werkelijke stimulans hun partners zien wordt aangeboden.

Deze voorspellingen werden bevestigd in de twee vorige experimenten, die toonde ook aan dat de twee deelnemers van elk paar moest sociaal dicht en geen vreemden. 10 , 11 niettemin in deze experimenten, de twee deelnemers van deze paren werden niet visueel en akoestisch gescheiden. Ondanks de extreme unlikeliness dat de ERP-effecten waargenomen kan te wijten zijn aan klassieke visuele en/of akoestische communicatie tussen partners en gezien het belang dat de resultaten zou hebben voor sociale cognitie, hebben we besloten om een glas - en een Gordijn-scheiding tussen partners om te verifiëren dat de ERP-verschillen blijven bestaan.

Echter, we wisten dat door dit te doen, de deelnemers kunnen niet langer het gevoel samen tijdens het experiment en dat dit een effect kan hebben. Daarom vonden wij het belangrijk om te herinneren aan de deelnemers om te proberen te voelen de aanwezigheid van hun partner tijdens het hele experiment, en bij de debriefing sessie we vroegen hen als zij erin geslaagd om dit te doen.

Bovendien, in de eerste twee experimenten beoordelen van de effecten van stimulus verwerking op de ERP van sluiten vermoeidheid anderen 10,11, het DSC en de ISC waren overeenkomt met verschillende blokken van proeven, om te voorkomen dat, strategie bias en andere kunstdiscours, de experimentele omstandigheden voor dit experiment nu overeen met gerandomiseerde trials in blokken.

In dit nieuwe experiment, de twee deelnemers (A en B) elk zitten voor hun eigen computerscherm in twee aangrenzende kamers. De muur die hen scheidt, bevat een 86-door-178-cm glas-venster dat aan beide zijden wordt afgedekt door een gordijn. Dus, de deelnemers zijn zittende side-by-side maar kunt zien noch horen elkaar tijdens het werkelijke experiment. Vlak voor het experiment, wanneer ze zijn wordt uitgerust met de EEG-caps, de gordijnen zijn echter open en de deelnemers kunnen elkaar zien en onderhouden van een gevoel van verbondenheid. Zodra ze zijn uitgerust met een EEG-cap graag hun hersenactiviteit en de EEG-signalen worden gecontroleerd op kwaliteit, zijn de gordijnen gesloten. Echter bovenal zijn deelnemers geïnstrueerd om te proberen om door te gaan met het gevoel van de aanwezigheid van hun partner tijdens het hele experiment. De aanwijzingen op het scherm richtlijnen instrueren elke deelnemer om te proberen en onthouden de beelden die tegelijk, elk op hun respectievelijke schermen knipperen zal, en om te voorkomen dat overmatig knipperend en gezichtsbewegingen.

Hun geloof in de aard van de twee beelden experimenteel wordt beheerd via de op het scherm richtlijnen die duidelijk hen te informeren dat zij altijd zal worden blootgesteld aan verschillende visuele stimuli dan wat zal worden voorgelegd aan hun partner. Echter, zoals gezegd, elke deelnemer ziet 200 beelden, waarvan 100 eigenlijk verschillen van degene die zijn voorgelegd aan hun partner en de consistente voorwaarde of DSC (dat wil zeggen, de voorwaarde van de verschillende stimulus) en 100 waarvan eigenlijk de dezelfde zijn vorm Als degene aan hun partner gepresenteerd. Zij vormen van de inconsistente voorwaarde of ISC (dat wil zeggen, de identieke stimulus conditie). Dus, tijdens een inconsistente ISC-proef, beide deelnemers worden gelijktijdig gepresenteerd met een identieke afbeelding. Tijdens een consistente DSC-proces, zijn beide deelnemers gelijktijdig een ander beeld voorgeschoteld. De volgorde van deze proeven is gerandomiseerde.

Systematisch verkenden we de ERPs in tijd windows eerder dan dat van de LPPs te detecteren indexen van de inhibitie die de verschillende-prikkels-instructie activeren moet wanneer de prikkels van de proef eigenlijk verschillen. We vonden dat tussen 75-150ms post afbeelding begin, de absolute waarde van het aftrekken van de gemiddelde spanningen van de ERPs van de DSC-proeven van die van de ISC-trails was groter in deelnemers die vonden elkaar tijdens het experiment dan in degenen die dat niet deden. Dit werd waargenomen op rechts frontaal elektrode sites, met name op F8, en dus over de ventro-laterale prefrontale cortex. Gebaseerd op onze vorige kunstwerken op inhibitie en negatieve ERP-componenten16,17,18, die we geselecteerd, onder de deelnemers die vonden samen degenen in wie ERPs aan DSC-proeven negatiever dan die aan ISC-proeven werden en aldus degenen in wie de remming zou kunnen hebben voorgedaan. Zoals verwacht, had deze bepaalde deelnemers aanzienlijk kleiner LPPs voor de consistente DSC-proeven dan voor de inconsistente ISC-proeven (Zie Figuur 4). Deze resultaten suggereren dat een grotere hoeveelheid informatie opgenomen over de inhoud van werkgeheugen bij ICS proeven, met deze informatie mogelijk steeds meer opvallende en/of levendig en/of worden geïntegreerd met meer vertrouwen. Bovendien, zij bewijzen het bestaan van een effect van stimulus verwerking op ERPs van sluiten anderen gegeven de onmogelijkheid voor de deelnemers om te zien de afbeelding daadwerkelijk gepresenteerd aan hun partners en de onmogelijkheid om te communiceren.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Alle hierin beschreven methoden zijn vooraf goedgekeurd door de Douglas Institute Research and Ethics Board.

1. deelnemer werving, in-lab groet en vragenlijsten

  1. Werven van paren van deelnemers (sluit vrienden/broers en zussen/echtgenoten leeftijden 18-35) en hen informeren over dat ze moeten afzonderlijk voltooien een vriendschap in aanmerking te komen-vragenlijst bij aankomst in het lab om ervoor te zorgen alleen sluiten die anderen zijn opgenomen in het experiment [Zie Bijlage 1 voor een voorbeeld advertentie].
  2. Zorg ervoor dat zij voldoen aan alle andere inclusie criteria (d.w.z. rechtshandigheid, universitaire opleiding, perfect of gecorrigeerde perfecte visie, geen contactlenzen, geen dreadlocks, geen drugsmisbruik, geen psychiatrische stoornis, geen gebruik of psychotrope medicijnen). Plannen hun bezoek aan het lab als zij in aanmerking komt.
  3. Greet de paar deelnemers bij hun aankomst in het lab. Geïnformeerde toestemming te verkrijgen, scheiden en hebben elke deelnemer invullen op de vriendschap in aanmerking te komen-vragenlijst en McGill vriendschap vragenlijst alleen.
  4. Dit wordt gebruikt om te beoordelen hun houding over hun relatie en tot uitsluiting van partners die niet dicht genoeg zijn en de minimale score van 13 correcte antwoorden niet bereiken.
  5. Zodra hun antwoorden zijn verstuurd naar het lab database, Controleer minstens 13 correcte antwoorden van iedere deelnemer.
  6. Escort de partners in de EEG opname kamers. De stimulans presentatie computer aanzet en de EEG overname computer. Start de EEG overname toepassing [foto 1] en stel de status van de kanalen van de EEG om "impedantie te controleren" [foto 2].
  7. Elke deelnemer zitten aan een toegewezen computerbureau in de aangrenzende kamers gescheiden door een glazen venster heb. Houd de gordijnen open zodat elke deelnemer zijn of haar partner ziet. Hen stimuleren om te praten (bijvoorbeeld over hun antwoorden op de vragenlijst van de subsidiabiliteit vriendschap) teneinde het gevoel van de aanwezigheid van de andere.

2. elektrode GLB plaatsing (Zie Gu et al., 2014)

  1. Meet de grootte van het hoofd van de deelnemer en gebruik het potlood Fp1 en Fp2 elektrode sites markeren en selecteren van het GLB van passende omvang.
  2. Reinig de voorhoofd en de oorlellen van iedere deelnemer met een alcohol doekje.
  3. Plaats twee frontale kleverige spons schijven in het EEG elektrode GLB op Fp1 en Fp2.
  4. Plaats de kleverige uiteinden van de schijven tegen het voorhoofd van de deelnemer op de gemarkeerde locaties voor Fp1 en Fp2. Vraag de deelnemer te druk ze stevig en trek de dop over het hoofd zonder speling aan de schedel. Controleer of het GLB symmetrisch is voorzien over het hoofd (zowel van rechts tegen links en voorwaartse vs. neerwaarts vooruitzichten) en sluit aan op de versterker de stekker op het EEG stopcontact.
  5. Met behulp van een spuit van 10mL stompe naald tip, zachtjes maar stevig aanraken van de hoofdhuid van de deelnemer en de naald zijwaarts naar plagen het haar uit elkaar te gaan. Geleidende gel (~0.5mL) invoegen vanuit die positie op de hoofdhuid tot en met een kolom met gel eerst maken in de grond-elektrode. Vervolgens invoegen gel in beide elektroden oor en deze koppelen aan de oorlellen. Sluit de linker oor-elektrode op het hoogste kanaal en de juiste is, die zal worden gebruikt als verwijzing, eronder in het betreffende vak versterker.
  6. Gebruik een tip van gesteriliseerde botte naald op de spuit eerder gemonteerd, de apart haarlokken verplaatsen door het wiebelen van de spuit in alle andere elektrode sites, ervoor te zorgen dat de tip in contact met de hoofdhuid is. Start vervolgens geleidende gel invoegen in elk van de andere elektrode posities met een langzame opwaartse beweging om te bouwen van een kolom met gel die zal gaan van de hoofdhuid naar het metaal van de elektrode.
  7. Een steriele scherpe naald gebruiken om behoedzaam en voorzichtig krassen op het oppervlak van de hoofdhuid via elke elektrode, begint met de grond en de oren te verwijderen dode huid en elektrische geleidbaarheid verhogen doordat de gel maken contact met de levende cellen van de hoofdhuid en oorlellen.
  8. Controle voor juiste impedantie terwijl de hoofdhuid krabben. De lichten die overeenkomt met de kanalen van de elektrode op de versterker vakken zal veranderen kleur van Oranje naar groen als de impedantie voor elk kanaal zakt tot onder 5 kΩ [Zie foto 3].
    1. Opmerking: als een bepaald elektrode niet goed functioneert, voeg meer gel en kras een beetje meer met de naald. Als het probleem aanhoudt, gebruik een snelkoppeling draad door aan te sluiten binnen de sleuf voor de defecte elektrode op de versterkers en aansluiten van het andere uiteinde op de plaatsing van de elektroden in de dop van de EEG.

3. EEG/ERP gegevensregistratie 4. EEG/ERP gegevens opnemen

  1. Instrueer de deelnemers om te proberen te voelen de aanwezigheid van hun partner tijdens de gehele testperiode vlak voor het experiment. Tekent u de gordijnen op beide zijden van de dubbel glas raam, dim de lichten en sluit de deur van elke deelnemer in de kamer.
  2. Typ in de juiste opdracht voor de volgorde van bepaalde prikkel om te draaien de presentatiesoftware stimulans. Start vervolgens de EEG van beide deelnemers opnemen terwijl ze worden gepresenteerd met de visuele stimuli gelijktijdig.
  3. Zodra de prikkel presentatie volgorde voltooid is, stop de opname van de gegevens van de EEG.
  4. Aan het einde van het experiment, verwijder voorzichtig de EEG caps en het helpen van de deelnemers in wassen en drogen van hun haar.
  5. Nadat de deelnemers hebben hun haar gereinigd, hebben ze een debriefing vragenlijst waarin zij verslag uit de mate waarop zij de aanwezigheid van hun partner, specifiek tijdens welk deel van het experiment en voelden voor hoe lang ze voelde op deze manier vullen.
  6. Loskoppelen van de elektroden van het GLB en oor van de versterkers, de wegwerp spons schijven verwijderen en reinigen van het GLB en oor elektroden onder stromend water. Gebruik een milde zeep en een tandenstoker zodat het GLB van de EEG aan lucht droog kunnen wissen de gel van de elektroden, Spoel grondig en.
  7. De opgenomen gegevens opslaan op USB drive door het invoegen van de USB-drive in een van de USB-poorten op de computer van EEG data acquisitie en het gegevensbestand in de USB-map te slepen. Vervolgens de gegevens overbrengen naar een andere computer voor gegevensverwerking.

4. verwerking van de gegevens

Opmerking: alle gegevensverwerking wordt gedaan met behulp van EEGLab.15

  1. Open de data processing software [Zie Tabel of Materials] en vervolgens EEGLab door te typen "eeglab" in de command interface [Zie Screenshot 1 & 2].
  2. Het gegevensbestand te importeren. Voor deze stap, klik eerst op "Bestand" op de EEGLAB GUI, selecteert u "Gegevens importeren", selecteer "Using EEGLAB functies en plugins", en klik op "van EDF/EOF +/ GDF bestanden (BIOSIG toolbox)" [Zie Screenshot 3]. Kies het gewenste gegevensbestand.
  3. Maken en EEG gebeurtenissenlijst, die bestaat uit een lijst met items die overeenkomen met de verschil soorten van visuele stimuli die werden gebruikt tijdens experimenteren (d.w.z.. dezelfde afbeelding verondersteld om verschillende gelabelde "S-BD" en de andere afbeelding geloofde om anders te zijn met het label "D-BD"). Om dit te doen, klik op "ERPLAB" op de EEGLAB GUI, selecteer "EventList" en klik op "Maak EEG EVENTLIST" [Zie Screenshot 4]. In het nieuwe venster, voer de relevante gegevens onder "Evenement info" en "Bin info (optioneel)" voor de S-BD-categorie en klik op "Update Line". Herhaal dit proces voor de categorie D-BD. Klik op "APPLY" [Zie Screenshot 5].
  4. Pak het bin gebaseerde tijdperken, elk tijdperk (of proef) bestaande uit een enkel ERP golfvorm die 1,204 matergraad aan-204ms omspant 1000ms, waar 0 komt met het begin van de visuele stimuli overeen. Voor deze stap, selecteer "ERPLAB" op de EEGLAB GUI en klik op "Uitpakken bin gebaseerde tijdperken" [Zie Screenshot 6]. Schrijven in het nieuwe venster onder "Bin gebaseerde epoch tijdsbereik (ms)", "-204 -4". Klik "RUN" [Zie Screenshot 7].
  5. Artefact detectieproces op de tijdperken. Deze stap verwijdert alle proeven die hebben veranderd is door de versterker verzadiging of A/D knippen. Tijdperken met segmenten die inferieur aan-100 dBµV en/of superieur aan + 100 dBµV zal worden uitgeschakeld voor de 4 frontale EEG elektroden (Fp1, Fp2, F7 en F8). Evenzo worden tijdperken met segmenten die inferieur aan-75 dBµV en/of superieur aan + 75 dBµV verwijderd voor de overige 24 niet-frontale elektroden. Bovendien zal tijdperken met segmenten waarin platte lijnen die blijft bestaan voor meer dan 100ms worden uitgesneden in alle 28 elektroden. Om te elimineren de extreme spanningen, eerste klik "ERPLAB" op de EEGLAB GUI, kies "Artefact detectie in epoched gegevens" en klik op "eenvoudige spanning drempel" [Zie Screenshot 8]. In het nieuwe venster onder "testperiode (start eind) [ms]," schrijven "-204 1000"; onder "spanning beperkt [uV] (b.v.-100 100):" schrijven "-100 100"; onder "Zender (s)," schrijven "1:4" (Schakel alleen de 4 frontale elektroden). Selecteer "ACCEPT" [Zie Screenshot 9]. Herhaal dit proces voor de resterende 24 elektroden, de passende wijzigingen indien nodig (dwz schrijven "-75 75" in plaats van "-100 100" voor de spanningsgrenzen; schrijven "5:28" in plaats van "1:4" om de resterende 24 elektroden). Vervolgens Schakel de platte lijnen, klikt u op "ERPLAB" op de EEGLAB-GUI, selecteer "Artefact detectie in epoched gegevens" en klik op "Blocking & platte lijn" [Zie Screenshot 10]. In het nieuwe venster onder "testperiode (start eind) [ms]", schrijven "-204 1000"; onder "Amplitude tolerantie (enkele waarde, bijvoorbeeld 2):", schrijven "- 1e - 07 1e - 07"; onder "Duur [ms]" schrijven "100"; schrijven onder "Kanalen", "1:28" (Schakel alle 28 elektroden). Selecteer "ACCEPT" [Zie Screenshot 11].
  6. Berekenen van de gemiddelde ERPs van elke deelnemer voor elke voorwaarde (consistent vs. inconsistent). Om dit te doen, klik op "ERPLAB" op de EEGLAB GUI en selecteer "Compute gemiddeld ERPs" [Zie Screenshot 12].
  7. De grand gemiddelden voor de ERP-sets in elke voorwaarde (consistent vs. inconsistent) berekenen en uitzetten van de resulterende ERP golfvormen. Voor deze stap, klikt u op "ERPLAB" op de EEGLAB GUI en selecteer "Average over ERPsets (Grand gemiddeld)" [Zie Screenshot 13]. In het nieuwe venster, de relevante ERP groepen door te klikken op "Voeg toe Erpset" toevoegen en klik vervolgens op "RUN" [Zie Screenshot 14]. U wilt het uitzetten van de ERP-golfvormen, klikt u op "ERPLAB" op de EEGLAB GUI en klik op "Plot ERP", selecteer "Plot ERP golfvormen" [Zie Screenshot 15]. Schrijven in het nieuwe venster onder "Tijdsbereik (min-max, in ms)", "-204.0 1000.0" en klik op de knop "positieve is" (dit zal het label van de knop om te veranderen "negatieve is" zodat negatieve y-waarden worden weergegeven boven de x-as); onder "Stijl", selecteer "Topographic" en de "w" en "h" waarden wijzigen in "0.1". Klik op "PLOT" [Zie Screenshot 16].

Resultaten

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Drie cijfers zijn hierin aangebracht. Elk onderdeel van deze cijfers (28 delen in totaal) vertegenwoordigt een enkellijns EEG met haar eigen label (d.w.z. Fp1, Fp2, F7, F8, enz.). Figuur 1 toont een typisch voorbeeld van "goede" resultaten, beeltenis van ERP golfvormen verkregen uit één deelnemer. De zwarte lijnen overeenkomen met de consistente voorwaarde en de rode lijnen komen overeen met de inconsistente toestand. Figuur 2 toont daarentegen "slecht" resultaten als gevolg van een problematische sessie waarvoor de golfvormen portretteren ofwel onbegrijpelijke ERP-onderdelen, plat voering, of ruis. Deze waren ook verkregen van een deelnemer. De zwarte lijnen overeenkomen met de consistente voorwaarde en de rode lijnen overeenkomen met inconsistente toestand. Figuur 3 toont een grote gemiddelde van 27 ERP verzamelingen van de deelnemers die elkaar tijdens meer dan 50% van het experiment vonden. De zwarte lijnen overeenkomen met de controle-consistent categorie en de rode lijnen komen overeen met de kritische-inconsistent categorie. Figuur 4 is een afbeelding van het gemiddelde van de ERP van de 13 personen die samen voelde voor meer dan 50% van de proeven en voor wie de inconsistente toestand meer positief op de site van de elektrode F8 voor het venster van de tijd van de 75-150ms was. De inconsistente toestand is positiever dan de consistente voorwaarde voor meeste elektroden.

figure-results-1
Figuur 1 : Typische "goede" resultaten ERPs vertegenwoordigen van één deelnemer. Elk onderdeel (28 delen in totaal) vertegenwoordigt een enkellijns EEG met haar eigen label (d.w.z. Fp1, Fp2, F7, F8, enz.). De ERP-componenten zijn goed omschreven in de golfvormen. De zwarte lijnen overeenkomen met de consistente voorwaarde (verschillende stimulans voorwaarde of DSC) en de rode lijnen komen overeen met de inconsistente toestand (identieke stimulus voorwaarde of ISC). Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

figure-results-2
Figuur 2 : Typische "Slecht" resultaten ERPs vertegenwoordigen van één deelnemer. Elk onderdeel (28 delen in totaal) vertegenwoordigt een enkellijns EEG met haar eigen label (d.w.z. Fp1, Fp2, F7, F8, enz.). De zwarte lijnen overeenkomen met de consistente voorwaarde (DSC) en de rode lijnen overeenkomen met inconsistente toestand (ISC).
De ERP-componenten zijn niet goed omschreven in de golfvormen en velen worden gemarkeerd met een flat-lijn (d.w.z. F8, Fc4). Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

figure-results-3
Figuur 3 : Grand gemiddelden van ERPs van de 27 deelnemers die elkaar vonden. 
Elk onderdeel (28 delen in totaal) vertegenwoordigt een enkellijns EEG met haar eigen label (d.w.z. Fp1, Fp2, F7, F8, enz.). De zwarte lijnen overeenkomen met de consistente voorwaarde (DSC) en de rode lijnen komen overeen met de inconsistente toestand (ISC). Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

figure-results-4
Figuur 4 : Grand gemiddelden van ERPs van de 13 deelnemers die voelde samen en voor wie de ERPs aan de consistente DSC-proeven was negatiever op de site van de elektrode F8 tussen 75-150ms dan de ERPs aan de inconsistente ISC-proeven. Elk onderdeel (28 delen in totaal) vertegenwoordigt een enkellijns EEG met haar eigen label (d.w.z. Fp1, Fp2, F7, F8, enz.). De zwarte lijnen overeenkomen met de consistente voorwaarde en de rode lijnen komen overeen met de inconsistente toestand. Er is een significant verschil in het venster van de tijd van de 600-900 ms tussen de consistente en inconsistente toestand op F3 (p = 0.024), F4 (p = 0,001), Fz (p = 0.024), Fc3 (p = 0,041), Fcz (p = 0,022), Fc4 (p = 0.002), Ft8 (p = 0.004), C3 (p = 0,022), en T4 (p = 0.039) , met de inconsistente toestand wordt positiever. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Aanvullende bestand 1 Klik hier om dit bestand te downloaden.

Aanvullende bestand 2 Klik hier om dit bestand te downloaden.

Aanvullende bestand 3 Klik hier om dit bestand te downloaden.

Aanvullende bestand 4 Klik hier om dit bestand te downloaden.

Discussie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

In ons onderzoek over de mogelijkheid dat de hersenen van een persoon gevoelig voor de verwerking van de stimulans van de ander is, registreerden we de EEG van paren van deelnemers zoals ze elk een reeks beelden werden gepresenteerd.

We de gelijkheid van de beelden die is gebleken dat beide deelnemers waren gemanipuleerd. Elke persoon werd opgedragen aanwijzingen op het scherm dat wat hij/zij zou zien altijd afwijken zou van wat zijn/haar partner zou richtlijnen. De helft van de tijd, werden deelnemers getoond van verschillende afbeeldingen (dat wil zeggen consequente voorwaarde) en de helft van de tijd, het zelfde beeld (d.w.z. inconsistent voorwaarde). Proeven werden gerandomiseerd tussen inconsistent en consistente voorwaarden.

Indien de verwerking van de stimulans van een invloed op de elektrodynamica van elkaars hersenen en omgekeerd hebben kan, dan is de gemiddelde spanningen van de LPP-component voor de inconsistente proeven zou afwijken van de consistente degenen over sessies. Inderdaad, onze voorlopige resultaten zijn in overleg met onze hypothese: de LPP-waarden voor de kritieke sessie verschillen van die van de controle-sessie als een functie van consistentie. Dit effect is opgetreden in de afwezigheid van blok bias en elke mogelijke heimelijke detectie van inconsistenties als gevolg van lawaai van de partner, zoals wijzigingen van ademhaling geïnduceerd door schokkende van visuele stimuli.

Het doel van dit artikel was om een nieuw paradigma EEG waarbij voor het testen van paren van deelnemers tegelijkertijd. Met betrekking tot de opname van de EEG is het belangrijk om een paar punten afrossen. Ten eerste, het is cruciaal dat het GLB zonder speling geschikt is. Een cap die te groot is kan invloed hebben op de kwaliteit van de opname met een instabiel gel kolommen en dus variëren de impedantie-19. Ten tweede, het is ook belangrijk dat de deelnemers begrijpen dat ze moeten vermijden overdreven bewegingen, knipperen of buigen van gezicht en cervicale spieren, zoals deze zal potentieel scheeftrekken van de EEG-sporen, waardoor de gegevens zeer moeilijk te interpreteren van20. Na het experiment, moet de apparatuur naar behoren worden gereinigd om ervoor te zorgen dat de elektroden zijn niet elektrisch geïsoleerd door droge gel Zeefrest, die invloed kan hebben op de toekomstige signaal collectie. Ten derde, als er problemen in het signaal, zoals lawaai of platte lijnen zijn, ervoor zorgen dat zowel de grond en de referentie-elektroden goed zijn aangesloten. Vermindering van de impedantie van alle elektroden vermindert ruis als het hen verhindert fungeert als antennes die elektromagnetische omgevingsgeluid vastleggen. Daarom, als er problemen in de connectiviteit zijn, de gel moet opnieuw toegepast en en de hoofdhuid onder de elektroden opnieuw gekrast. Als er myograms op het EEG, mogen wij het onderwerp om te ontspannen, te herinneren hem/haar om te ontspannen van de spieren van zijn/haar gezicht en cervicale voordat u doorgaat met het experiment.

Aan het begin van elke proef EEG is het belangrijk in gedachten te houden de beperkingen die zijn gekoppeld aan deze techniek. Bijvoorbeeld, zijn suboptimaal ruimtelijke resolutie mogelijk iets om te overwegen. Een andere overweging is de EEG de gevoeligheid voor ogen knipperen, spieractiviteit en lichaamsbewegingen, die de invoering van artefacten in de opname-21. Globaal, kunnen deze beperkingen worden aangepakt met alternatieve neuroimaging methoden zoals fMRI en NIRS of door een combinatie van EEG met deze andere alternatieven. Zelfs zo, met betrekking tot alternatieve hersenen beeldvormende technieken, heeft EEG zijn eigen voordelen, de meest voor de hand liggende ene zijn opmerkelijke temporele resolutie, waardoor onderzoek sonde neurale activiteit over de volgorde van milliseconden. Het is ook een niet-invasieve en pijn vrij hulpmiddel, geen risico aan de deelnemer. EEG is bovendien relatief goedkoop in vergelijking met andere neuroimaging technieken. Als zodanig was het de hand liggende keuze voor bewaking van techniek in de roman paar-testen gepresenteerde benadering in dit artikel.

Openbaarmakingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Er zijn geen belangenconflicten verslag.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
EEG acquisitiesoftwarePsychlabhttp://www.psychlab.com/softw_general.html
8 Digital EEG Versterkers (NuAmp)Neuro Scan Labs
2 computers
MatlabThe MathWorks, Inchttp://www.mathworks.com/products/matlab/
EEGLab Matlab toolboxhttp://sccn.ucsd.edu/eeglab/
ERPLAB Toolboxhttp://erpinfo.org/erplab
Stimulus generatiesoftwareE-Prime
ECI ElektrodenkapElectro-cap International, Inchttp://www.electro-cap.com/index.cfm/caps/
Speciale hoofdmaatband (4-kleurig lint)Electro-cap International, Inchttp://www.electro-cap.com/index.cfm/supplies/
Wegwerp sponzen schijvenElectro-cap International, Inchttp://www.electro-cap.com/index.cfm/supplies/
KapbandjesElectro-cap International, Inchttp://www.electro-cap.com/index.cfm/supplies/
Elektro-gelElectro-cap International, Inchttp://www.electro-cap.com/index.cfm/supplies/
Blunte naald (BD Vacutainer PrecisionGlide Multiple Sample Needle)Becton, Dickinson and Company
2 SpuitenElectro-cap International, Inchttp://www.electro-cap.com/index.cfm/supplies/
4 Oor ElektrodenElectro-cap International, Inchttp://www.electro-cap.com/index.cfm/supplies/
Alcoholdoekjes
2 Rode potloden
Faciliteiten en benodigdheden voor deelnemers om hun haar te wassen na het experiment - wasbak, shampoo, kam, handdoeken, haardroger

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Bressler, S. L. The Handbook of Brain Theory and Neural Networks. Arbib, M. A. , MIT Press. Cambridge, MA. 412-415 (2002).
  2. Peterson, N. N., Schroeder, C. E., Arezzo, J. C. Neural generators of early cortical somatosensory evoked potentials in the awake monkey. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 96 (3), 248-260 (1995).
  3. Bressler, S. L., Mingzhou, D. Event-Related Potentials. Wiley Encyclopedia of Biomedical Engineering. , John Wiley & Sons, Inc. 1-8 (2006).
  4. Blackwood, D. H., Muir, W. J. Cognitive brain potentials and their application. The British Journal of Psychiatry Supplement. 9, 96-100 (1990).
  5. Di Russo, F., Pitzalis, S. EEG-fMRI Combination for the Study of Visual Perception and Spatial Attention. Cognitive Electrophysiology of Attention. , Elsevier Inc. 58-70 (2014).
  6. Strait, M., Scheutz, M. What we can and cannot (yet) do with functional near infrared spectroscopy. Front Neurosci. 8 (117), 1-12 (2014).
  7. Gratton, G., Bosco, C. M., Kramer, A. F., et al. Event-related brain potentials as indices of information extraction and response priming. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 75 (5), 419-432 (1990).
  8. Donchin, E., Coles, M. G. H. Is the P300 a manifestation of context up-dating. Behav Brain Sci. 11 (3), 357-374 (1988).
  9. Brower, H., Fitz, H., Hoeks, J. Getting real about semantic illusion: rethinking the functional role of the P600 in language comprehension. Brain Res. 1446, 127-143 (2012).
  10. Bouten, S., Pantecouteau, H., Debruille, J. B. Finding indexes of spontaneous brain-to-brain communications when looking for a cause of the similarity of qualia assumed across individuals. F1000Research. 3, 316(2015).
  11. Haffar, M., Pantecouteau, H., Bouten, S., Debruille, J. B. Further data for a potential cause for the similarity of percepts assumed across individuals. Journal of Cognitive Neuroscience. (H39), Supplement to the Journal of Cognitive Neuroscience, abstract of poster presentation 232(2016).
  12. Gu, V., Mohamed Ali, O., L'Abbée Lacas, K., Debruille, J. B. Investigating the Effects of Antipsychotics and Schizotypy on the N400 Using Event-Related Potentials and Semantic Categorization. J. Vis. Exp. (93), e52082(2014).
  13. Psychotoolbox-3. , Available from: http://psychtoolbox.org (2016).
  14. University of Florida. The Center For The Study Of Emotion And Attention. , Available from: http://csea.phhp.ufl.edu/media.html (2016).
  15. Swartz Center for Computational Neuroscience. Regents of the University of California. , Available from: https://sccn.ucsd.edu/eeglab/downloadtoolbox.php (2017).
  16. The fronto-central N1 event-related potential could index an early inhibition of the actions systematically activated by objects. Touzel, M., Snidal, C., Segal, J., Debruille, J. B. Cognitive Neuroscience Society Annual Meeting, Mar 24-27, Boston, MA, , (2018).
  17. Debruille, J. B., Brodeur, M. B., Porras, C. F. N300 and social affordances: a study with a real person and a dummy as stimuli. PLoS One. 7 (10), e47922(2012).
  18. Debruille, J. B., et al. The N400 potential could index a semantic inhibition. Brain Research Reviews. 56 (2), 472-477 (2007).
  19. Light, G. A., et al. Electroencephalography (EEG) and event-related potentials (ERPs) with human participants. Curr Protoc Neuro. , 21-24 (2010).
  20. Luck, S. J. An Introduction to the Event-Related Potential Technique. , MIT Press. Cambridge, Mass. (2005).
  21. Disorders of consciousness after acquired brains injury: the state of the science. Nat Rev Neurol. Giacino, J. T., Fins, J. J., Laureys, S., Schiff, N. D. , Macmillan Publishers Limited. 1-16 (2014).

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Simultane EEG registratieMcGill Friendship QuestionnaireERP analyseverwerking van visuele stimulibrain to brain interactieEEG data acquisitielate posterieure positiviteitfrontale elektrodeposities

Gerelateerde artikelen