Methodenartikel

Een Protocol van de elektrofysiologie bij maatregel beloning anticipatie en verwerking bij kinderen

10K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/58348

⸱

4 oktober 2018

 , 
1Graduate School of Education, University of California, Riverside, 2Psychology Department, University of California, San Diego

In dit artikel

Samenvatting

Dit protocol is ontworpen voor het meten van beloning anticipatie en verwerking bij jonge kinderen met en zonder autisme. Het protocol is in het bijzonder ontworpen om te bestuderen van de neurale correlaten van beloning tijdens sociale en nonsocial voorwaarden voor beloning tussen de voorwaarden van de beheersing.

Samenvatting

We presenteren een protocol ontworpen voor de meting van de neurale correlaten van beloning bij kinderen. Het protocol kunnen onderzoekers voor het meten van zowel beloning anticipatie en verwerking. Het doel ervan is een taak van de beloning die geschikt is voor jonge kinderen met en zonder autisme beheersing van de eigenschappen van de beloning tussen twee voorwaarden maken: sociale en nonsocial. Het huidige protocol zorgt voor vergelijkingen van hersenactiviteit tussen sociale en nonsocial beloning voorwaarden met behoud van de beloning zelf identieke voorwaarden. Met behulp van dit protocol, vonden we bewijs dat neurotypical kinderen verbeterde anticiperende hersenactiviteit tijdens de sociale toestand tonen. Bovendien vonden we dat neurotypical kinderen anticiperen op sociale beloning meer robuust dan kinderen met autisme-diagnoses. Zoals de taak hapjes als beloning gebruikt, is het meest geschikt is voor jonge kinderen. Echter kan het protocol worden aangepast voor gebruik met een puber of volwassen bevolking als snacks zijn vervangen door monetaire stimulansen. Het protocol is ontworpen voor het meten van elektrofysiologische gebeurtenissen (gebeurtenis-gerelateerde mogelijkheden), maar het kan worden aangepast voor gebruik met eye-tracking of fMRI.

Inleiding

Autisme spectrum stoornis (ASD) is een developmental handicap gekenmerkt door bijzondere waardeverminderingen in de sociale communicatie (verbaal en non-verbale) en de aanwezigheid van beperkt belang en/of repetitieve gedrag1. Gezien het feit dat ASD is hypothetische te neurologisch gebaseerde,2,3, is het verbazingwekkend dat de neurowetenschappen onderzoek waarbij kinderen met ASD in het afgelopen decennium zeer gangbaar is geworden. Hoewel veel theorieën over de basis van de hersenen van ASD hebben voorgesteld, is een in het bijzonder die oogstte veel onderzoek aandacht de sociale motivatie hypothese4. Kortom, de sociale motivatie hypothese stelt dat kinderen met ASD deelnemen aan minder sociale interactie dan hun meestal ontwikkelen (TD) peers omdat sociale interactie niet is als beloning voor hen. Chevallier et al. bieden een overzicht van de sociale motivatie hypothese5. Omdat deze hypothese is direct gerelateerd aan het beloningssysteem, hebben specifiek of het systeem in ASD is inspelen op sociale informatie, meerdere studies onderzocht de sociale beloningssysteem in ASD6,7,, 8 , 9 , 10 , 11 , 12. resultaten van deze studies hebben verschilden, met enkele leveren bewijs dat het beloningssysteem in ASD hypoactive aan informatie van zowel de sociale als de nonsocial, en anderen suggereren dat het beloningssysteem doorgaans voor nonsocial fungeert informatie is maar hypoactive op sociale prikkels. Een mogelijke reden voor deze inconsistente resultaten heeft betrekking op de stimuli en de methodologie gebruikt in de protocollen. Het is moeilijk om te voldoen aan sociale en nonsocial beloningen in een experimentele context; bijvoorbeeld, meerdere studies hebben een beeld van een lachend gezicht als de sociale beloning gebruikt, en de nonsocial beloning is monetaire (bijvoorbeeld geld krijgen nadat het experiment volledig7,8,11 is). Hoewel deze studies een belangrijke basis voor toekomstig onderzoek vormen, is het moeilijk om te bepalen of de bevindingen verband met verschillen in sociale versus nonsocial beloning responsiviteit in ASD of houden als ze te wijten aan verschillen in beloning zijn voorwaarden.

Het huidige protocol is ontworpen voor het onderzoeken van het beloningssysteem in hoog functionerend kinderen met ASD met behulp van electrofysiologie. Verkennen van verschillen tussen kinderen met en zonder ASD gebaseerd op beloning anticipatie, werd de negativiteit van stimulus-voorafgaat (SPN) gemeten. De SPN is een onderdeel van de zacht-ondulatie die overeenkomt met een verwachting van een beloning stimulus13. De betekenis van de SPN is meestal geconceptualiseerd als emotionele anticipatie14,15,16 en wordt beschouwd als de activiteit in de insula17,18worden weergegeven. De SPN wordt vaak gemeten na deelnemers uitvoeren van een motorische reactie en vóór feedback intreden tijdens een besluitvormende taak19,20. De SPN is gevoelig voor beloning omvang en consequent groter is in beloning versus neen-reward voorwaarden15,16,21. Hoewel de SPN meestal tijdens de besluitvorming taken gemeten wordt, de onderzoekers hebben gemeld dat de SPN kan worden waargenomen bij het anticiperen op affectieve aankomende prikkels zonder enige taak22,23,24. Eén van de essentiële doelstellingen van het huidige protocol is voor het uitvoeren van een experimentele taak waarin de beloningen tussen sociale en nonsocial voorwaarden zijn overeen te elimineren van potentieel kunstdiscours. Een ander doel is het testen van jonge kinderen tussen 6 en 11 jaar oud. Daarom is het protocol kan dienen als een aangepast aan de leeftijd beloning taak dat kinderen boeiende vinden kunnen zonder steeds gefrustreerd.

Protocol

Procedures waarbij menselijke deelnemers werden goedgekeurd door de menselijke onderwerp onderzoek ethiek Commissie/institutionele Review Board op de Universiteit van Californië, Riverside en de Universiteit van Californië-San Diego.

1. stimuli voorbereiding

Opmerking: De hieronder beschreven procedures zijn specifiek voor een commercieel beschikbare bewerken suite (Zie Tabel van materialen); andere foto-editing software kan echter zeker gebruikt worden.

  1. Bereid een reeks van emotionele gezicht foto's25 onderverdeeld in twee gezichtsuitdrukkingen (blij en verdrietig); Met behulp van gedragsmatige waarderingen eerder verzameld, kiest u foto's met zeer nauwkeurige emotie ratings (in waarvan ruim 80% van de deelnemers herkend de emotie)25.
    Opmerking: In ons protocol waren er 33 gekozen volwassen gezichten (18 vrouwelijk, 15 man). Van de 18 vrouwtjes, 9 zijn Kaukasische 4 zijn African American en 5 zijn Aziatisch. Van de 15 mannen, 9 zijn Kaukasische, 6 zijn Afro-Amerikaanse, en geen Aziatisch zijn. In dit geval, zijn foto's al bijgesneden en geplaatst op een witte achtergrond. Het is belangrijk op te merken dat de NimStim-set van gezichtsuitdrukkingen werd gewaardeerd en genormeerde door volwassenen25. Dus, is het mogelijk dat kinderen of adolescenten gezichtsuitdrukkingen anders dan de volwassenen kunnen waarnemen die genormeerde de beelden.
  2. Standaardisering van de emotionele expressie stimuli
    1. Met behulp van een suite voor fotobewerking, bewerken de foto's om in grijswaarden en vervolgens opslaan (in de software die hier wordt gebruikt, dit wordt gedaan door het selecteren van de afbeelding | Modus | Grijstinten).
    2. Zorg ervoor dat de resolutie van 72 pixels/inch is en dat de breedte van het bestand 8,5 inch is en hoogte 11 inch is.
    3. Met behulp van een liniaal, de breedte wijzigen van een foto (in pixels) tot de gezicht-meet 11 cm vanaf de buitenkant van het haar aan de ene kant aan de buitenkant van haar aan de andere kant, en 14 cm vanaf het begin van de haargrens tot de onderkant van de kin.
  3. Maken het gecodeerde gezicht pijl stimuli
    1. Download de "scramble"-plugin (http://telegraphics.com.au/sw/product/Scramble).
    2. Uitpakken van de ZIP en verplaats het naar "plug-ins" binnen de omslag van de toepassing van de bewerken suite.
    3. Op de foto bewerkingsprogramma, een "aangepaste shape" in de opties voor de vorm te maken. Zorg ervoor dat de shape een pijl is.
    4. De emotionele gezicht plaatjes één tegelijk geopend. Gebruik het gereedschap selecteren om alleen het gezicht en niet op de achtergrond te selecteren.
    5. Filter selecteert | Telegraphics | Scramble | OK.
    6. Selecteer venster | Lagen (dit moet produceren een "lagen"-venster naar de kant).
    7. Tweevoudig tikken achtergrond, dan klikt u op ok en hernoem het naar laag 0 (elke naam is goed).
    8. Klik met de rechtermuisknop op de shape tool in de linker menubalk en kies de aangepaste pijlshape.
    9. Sleep de pijlshape in het midden van de vervormde afbeelding.
    10. Gebruik Ctrl + T Sleep de pijl naar het midden van het beeld en de grootte aanpassen, dus het is hetzelfde als het gezicht afbeelding (bijvoorbeeld 11 x 14 cm).
    11. De hoek gebruiken om ervoor te zorgen dat voor tevreden gezichten de pijl naar boven gekeerd zijde en voor triest gezichten geconfronteerd met de pijl naar beneden.
    12. Klik op laag 0 of de naam in stap 1.3.7.
    13. Lagen selecteren | Groep met vorige.
    14. Klik op Select-all | Bewerken | Samengevoegd kopiëren.
    15. Maak een nieuw bestand met de pijl op een witte achtergrond door het selecteren van bestand | Nieuwe. Het nieuwe bestand moet 8,5 x 11 inch met een resolutie van 72 pixels/inch.
    16. Sla de bestanden.
      Opmerking: Nadat deze zijn opgeslagen, moeten er foto's van personen met een triest expressies, gelukkig uitdrukkingen, en de gecodeerde versies. De gecodeerde foto met de omhoog wijzende pijl is de nonsocial afbeelding voor gelukkig, en de gecodeerde foto met de naar beneden wijzende pijl is de nonsocial afbeelding voor verdrietig.
  4. Maken van de beelden van de beloning
    1. Zoek een afbeelding van een goldfish kraker (zonder dat er iets anders in het frame) en downloaden naar de computer.
    2. Open de goldfish kraker afbeelding in een suite voor fotobewerking en bewerken om in grijswaarden.
    3. Maak twee goldfish kraker beelden: 1) één in grijswaarden en 2) die is doorgehaald (vb. heeft een omliggende cirkel/ovaal met een lijn door het midden).
    4. Met behulp van kopie | Plakken, afbeeldingen van de intact goldfish kraker rond de gelukkig afbeeldingen plaatsen (bijvoorbeeld zowel de omhoog wijzende pijl en glimlachende mensen).
    5. Met behulp van kopie | Plakken, afbeeldingen van de doorgekruiste goldfish kraker rond de trieste beelden plaatsen (bijvoorbeeld zowel de naar beneden wijzende pijl en mensen fronsen).
  5. Voorbereiding van de prikkels in de elektrofysiologie (EEG) presentatie-software
    1. Twee blokken van stimuli in de softwarepakket van een EEG-presentatie maken. Een blok zullen sociale (bijvoorbeeld foto's glimlachen of fronsen gezichten) en de andere zullen nonsocial (bijvoorbeeld foto's naar boven en naar beneden geconfronteerd met pijlen).
    2. Pseudo-randomize die de volgorde van stimuli in elk blok zodanig dat geen afbeelding treedt op meer dan één keer op een rij, en dergelijke die de deelnemer niet meer ziet dan drie triest/naar beneden geconfronteerd met pijlen of gelukkig/omhoog geconfronteerd met pijlen in een rij.
    3. Elk afzonderlijk experiment instellen om het volgende te bevatten: een fixatie Kruis; 2 vakken met vraagtekens (de deelnemer zal gebruiken een druk op de knop om aan te geven van een keuze tussen het vak links en rechts); een pijl die wijst naar het vak van de deelnemer choses via de knop pers; en feedback (het prikkels gemaakt boven).
      Opmerking: Hoewel deelnemers voor het vak links of rechts kiezen, of corrigeren (bijvoorbeeld blij gezicht of naar boven gerichte pijl omgeven door intact goudvis) of onjuist (bijvoorbeeld triest gezicht of naar beneden pijl omgeven door geconfronteerd met doorgehaald goudvis) feedback komt te staan is vooraf geprogrammeerd door de randomisatie beschreven in stap 1.5.2. Deelnemers kunnen dus voelen dat ze juist of verkeerd zijn gissen, maar in werkelijkheid de keuze heeft geen invloed op welke feedback afbeelding wordt getoond.
    4. Weergeven van elk afzonderlijk experiment op basis van de volgende duur: 1) fixatie Kruis voor 500 ms, 2) twee vakken met vraagtekens in voor 3000 ms, 3) twee vakken met vraagtekens binnen, met een pijl die wijst naar het vak gekozen door de deelnemer voor 2000 ms, en 4) feedback (< C34>e.g., gezicht of gecodeerde gezicht beelden) voor 1000 ms. Zie Figuur 1.
      Opmerking: Als deelnemers niet reageren (via de knop pers) binnen de 3000 ms, de proefperiode eindigt en het volgende proces begint. De verwachte visuele hoek is een horizontale visuele hoek van 14,5 ° en verticale visuele hoek van 10,67 °.

2. gedrags Procedures

  1. Het werven van deelnemers met en zonder ASD diagnoses gebaseerd op de richtsnoeren van de institutionele Review Board.
  2. Cognitieve tests (bijvoorbeeld Wechsler afgekort Scale of Intelligence, WASI26) aan alle deelnemers om te bevestigen dat kinderen cognitieve scores in de lage-gemiddelde gemiddeld bereik (bijvoorbeeld een full-scale IQ van ten minste 70 hebben) beheren .
    Opmerking: Er werd vastgesteld dat kinderen met full-scale IQ onder de 70 waarschijnlijk hebben zou, moeite begrip en taak richtingen te herinneren. Daarom werd een cut-off IQ van 70 gekozen als een uitsluitingsgedrag criterium voor deelname.
  3. Voor deelnemers met een eerdere diagnose van ASD, het beheren van het schema van de diagnostische waarneming autisme (tweede uitgave, ADOS-2)27 om te bevestigen hun geschiktheid.

3. EEG opname

  1. Instellen van de deelnemers.
    1. Ervoor zorgen dat elke deelnemer in een comfortabele stoel in een schemerige kamer zit en de stoel aan te passen zodat individuen 72 cm afstand van het computerscherm zijn. Bieden een korte tutorial over de procedure.
      Opmerking: In deze studie deelnemers werden vertelde het volgende: "je zal spelen een raadspel - net als de pick-a-hand, behalve op de computer. Ziet u 2 vakken met vraagtekens in hen, en vervolgens gebruikt u deze knop-vak om te kiezen of u het recht denkt of links vogelhuisje de juiste is. Als u denkt dat het linkervak juist is dat, drukt u op de linker knop. Als u denkt dat het rechtervak de juiste is dat, drukt u op de rechterknop. Zodra u kiest, ziet u de vakken met vraagtekens en een pijl in het midden tonen die u geplukt. Vervolgens ziet u als u op vlak got. Voor elkaar krijg je rechts, krijg je 1 goldfish kraker. Als je niet van goudvis, kunt u de handel voor fruit snacks. Wanneer u op vlak worden, ziet u een ring van goldfish crackers. Dat betekent dat je een goudvis kraker! Wanneer je het verkeerd, ziet u een ring van goldfish crackers doorgehaald. Wanneer je het verkeerd, je niet verliest een goudvis, je zal niet krijgen die tijd. De computer zal bijhouden hoeveel goudvis u krijgen, en dan geef ik je die veel nadat wij allen gedaan. " Na de tutorial, vragen deelnemers, "Ok, dus wat gaat u doen?", gevolgd door, "Wat u ziet wanneer u recht krijgen?" en "Wat u ziet wanneer u it wrong Get?" om te bevestigen dat zij de taak begrijpen. Als ze niet lijken te begrijpen, het opnieuw uitleggen, totdat zij in staat vragen te beantwoorden die correct zijn.
  2. Gebruik een EEG-dop met 32 Ag/AgCl elektrodes in het internationale 10-20 systeem, met extra verticale (VEOG) en horizontale (HEOG) elektroden te vangen ogen verkeer.
  3. Het hoofd van de deelnemer om te bepalen welke grootte GLB nodig voor de hoofdmaat meten.
  4. Met behulp van een stompe naald, vooraf gel van het GLB door het injecteren van geleidende gel in de elektroden.
  5. Het EEG GLB verbinden met de versterker met een low-pass filter bij 70 Hz, een rechtstreeks gekoppelde high-pass (DC)-filter, een 60Hz notch filter en sampling-frequentie van 500 Hz.
  6. Passen de EEG kap voor de deelnemer hoofd zodanig dat de "Cz" elektrode is geplaatst in het midden van de hoofdhuid (bijvoorbeeld midden van nasion naar inion) volgens het systeem van 10-20.
  7. Met een afgestompte naald of steriele houten stok, swirl binnen de elektrode te verplaatsen geen haar en de gel om het contact van de hoofdhuid.
  8. Gebruik een impedantie-meter (of de EEG-computer) om ervoor te zorgen dat de impedantie hieronder 10 KΩ voor een lage impedantie-systeem en onder 50 KΩ voor een hoge impedantie-systeem is.
  9. Zodra alle van de elektroden op het GLB de impedantie van de aanvaardbare niveaus weergeven, plaats de elektroden van de HEOG en VEOG. Plaats de HEOG-elektroden op de canthus van elk oog, en VEOG-elektroden boven en onder het oog.
  10. Als alle elektroden impedantie niveaus boven de aanvaardbare drempels hierboven vermeld, hen in een notitieblok of opnemen op de computer.
  11. Begin de experimentele blokken, tegenwicht van de volgorde van de blokken (bijvoorbeeld sociale en nonsocial) tussen de deelnemers. Zorg ervoor dat de computer van de EEG aan het opnemen is de computer van de EEG en de opname computer worden gesynchroniseerd en de gebeurtenissen worden correct verzonden.
  12. Geven de deelnemers 30-seconden pauzes na elke 15 proeven (ongeveer elke 2-3 minuten) te laten verplaatsen indien nodig.
    Opmerking: Hoewel geen expliciete aanwijzingen werden gegeven aan kinderen met betrekking tot verkeer, deelnemers kregen te horen gebruiken pauzes om te "get de wiggles out", "get wat energie out", of elke andere bewegingen die zij wilden uitvoeren.
  13. Tussen de blokken, deelnemers geven een langere pauze (ongeveer 5 minuten). Na elk blok, hebben deelnemers een Likert-schaal 4-vraag over hoeveel ze genoten van de raadspel en hoe vaak ze vonden dat ze konden krijgen juiste antwoorden invullen.
  14. Nadat beide blokken zijn voltooid en deelnemers aan beide Likert-vragenlijsten hebben ingevuld, het GLB EEG opstijgen en laat hen om hun haar te wassen.
    1. Betaling (of een equivalent "prijs") bieden aan de deelnemers en hun families.
    2. Reinigen en steriliseren van het GLB van de EEG.

4. verwerking van de EEG gegevens

Opmerking: De procedures en de opdrachten in deze sectie beschreven zijn specifiek voor EEGLAB en ERPlab toolboxen28.

  1. In ERPlab, de gegevens van de EEG met behulp van een high-pass-filter voor.01 Hz en low-pass filter van 30 Hz te filteren.
  2. (Op ERPlab) negeert of interpoleren (in EEGLAB) slechte kanalen die lijken te hebben hoge impedantie en/of problematisch werden tijdens het opnemen (bijvoorbeeld verloren contact met de huid tijdens de opname).
  3. Met behulp van de EEG kanaal operaties GUI (in ERPlab), opnieuw verwijzen naar de gegevens van de EEG met behulp van het gemiddelde van de links en rechts mastoid elektroden (mastoid elektroden werden gekozen als de verwijzing niet hebben een dichte elektrodenserie, vanwege, in welk geval, deskundigen soms suggereren met behulp van de gemiddelde referentie29, en omdat met behulp van het gemiddelde van beide mastoid elektroden is minder problematisch voor manuele effecten ten opzichte van een enkele mastoid30).
  4. Als het gemiddelde van mastoid elektroden gebruikt voor het opnieuw verwijzen naar, dient die twee elektroden een duidelijk signaal. Als beide mastoid elektrode een kwalitatief slechte signaal (bijvoorbeeld met hoge impedence) of verloren contact met de huid tijdens het opnemen heeft, gebruik geen van de deelnemer gegevens voor analyse.
  5. Het EVENTLIST dropdownmenu gebruiken in ERPlab maken een EEG Eventlisten codes van de stimulus-computer toewijzen aan de opslaglocaties die met behulp van BINLISTER.
  6. Met behulp van het uittreksel van bin gebaseerde tijdperken dropdown menu in de ERPlab, de continue EEG segmentgegevens in stimulus-locked tijdperken en basislijn juiste. Gebruiken voor het meten van de stimulus-voorafgaand aan negativiteit (SPN), tijdperk van-2200 aan 100 ms (basislijn van-2200 naar-2000 ms). Gebruiken voor het meten van de verwerking van beloning of na stimulans hersenactiviteit, tijdperk van-200 naar 800 ms (basislijn van-200 naar 0 ms).
  7. De gegevens in EEGlab en mark uitzetten en negeren tijdperken die lijken te bevatten van de niet-oog knipperen artefacten (bijvoorbeeld geluidsoverlast of motor beweging).
  8. Kies Uitvoeren ICA op de epoched gegevens.
  9. Uitzetten van de onafhankelijke componenten (Selecteer Plot | Component activeringen) en identificeren van elke artefacten uit oog verkeer en knippert.
  10. Verwijder de componenten geïdentificeerd als oogbewegingen of oog knipperen artefacten. Om te controleren of de onderdelen die zijn gemarkeerd voor verwijdering verantwoordelijk voor beweging van de ogen zijn, kies perceel één proces gegevens te visualiseren van gegevens met de geïdentificeerde onderdelen verwijderd. Zodra het knippert en de oogbewegingen worden verwijderd, aanvaarden de verwijdering van de geïdentificeerde onderdelen.
  11. Selecteer in ERPlab tools, artefact afwijzing in epoched gegevens | Verplaatsen venster piek-tot-piek procedure. In de huidige studie, werden een 200 ms verplaatsen venster, 100 ms venster stap en 150 mV spanning drempel gebruikt.
  12. Berekenen van de gemiddelde ERPs. Zorg ervoor dat u de standaardinstellingen, waarin staat dat alle tijdperken gemarkeerd voor verwijdering van de gemiddelde ERP zal worden genegeerd.
  13. Als u wilt analyseren gemiddelde hersenactiviteit die zich voordoen vóór het begin van de stimuli, plaatsvinden extractie (in stap 4.11) tijdens de laatste 200 ms voorafgaand aan de inleiding prikkel (bijvoorbeeld -210-10 MS) van de elektroden van belang.
    1. In het geval van stimulus-voorafgaand aan negativiteit (SPN), elektroden van belang omvatten: F3/F4, C3/C4, P3/P4 en T5/T6 (merk op dat in sommige systemen, temporele elektroden in deze regio worden aangeduid als T6/T7 of T3/T4).
      Opmerking:-210-10 MS werd gekozen in dit protocol in plaats van-200 naar 0 ms om verontreiniging te voorkomen door hersenactiviteit die geen verband houden met de SPN (b.v., het begin van neurale activiteit wanneer de prikkels feedback wordt weergegeven bij 0 ms).
  14. Numerieke om gegevens te exporteren voor analyse, het meetgereedschap ERPte gebruiken.
    Opmerking: Deze tool maakt het mogelijk onderzoekers latency of amplitude informatie, de ramen van de tijd van belang en de elektroden van belang op te geven. Amplitude kan worden berekend als de lokale piek in het venster van een bepaalde tijd, of als de gemiddelde amplitude van een bepaald tijdsinterval.
  15. Download de numerieke gegevens als een txt-bestand. Zo nodig, de gegevens exporteren naar excel of kopieer en plak deze in een statistische analyseprogramma (bijvoorbeeld SPSS of JMP).

5. verwerkingen verschillen voor ERSP analyse

  1. Beginnen met het bestand dat is gemaakt in stap 4.11 (bijvoorbeeld het epoched bestand met alle procedures voor de afwijzing van artefact voltooien).
  2. Gebruik maken van de EEGlab "newtimef" plug-in om te krijgen een tijd x frequentie transformatie met waarden voor elk tijdstip, frequentie, en proef.
  3. Bereken de gemiddelde waarden van 8 tot 12 Hz voor het meten van anticiperende Alfa band activiteit.
  4. Bereken de gemiddelde activering voorafgaand aan feedback inleiding (bijvoorbeeld -2200 aan-100 ms met basislijn van-2200 naar-2000 ms) in de elektroden gebruikt voor de SPN.
  5. Aftrekken als u wilt berekenen Alfa asymmetrie vóór feedback, de macht van het logboek in de linker hemisfeer van de rechter hersenhelft.
    Opmerking: Als u wilt berekenen ERSP activeren nadat de eerste verschijnselen van feedback, gegevens zou moeten worden opnieuw geanalyseerd en opnieuw gegroepeerd in tijdperken wegwijs in een ander tijdstip (b.v., -200 800 MS met basislijn van-200 naar 0 ms).

6. statistische analyse

  1. Plak de numerieke gegevens uitgepakt in sectie 4 (stappen 4.11 en 4.12) in een statistische programma (bijvoorbeeld SPSS of JMP).
  2. Voeren van herhaalde maatregelen ANOVA op de statistische software aan de gemiddelde waarden van ERPs hersenactiviteit tussen hemisferen (links, rechts), elektrode posities (frontale, centrale, stoffelijk, pariëtale), omstandigheden (gezicht, pijl) en groepen (autisme vergelijken spectrum stoornis, meestal ontwikkelen).
    Opmerking: Halfrond, elektrode positie en toestand zijn binnen-onderwerpen factoren, en group is een factor tussen-onderwerpen.
    1. Als halfrond of elektrode positie niet statistisch significant is, instorten over voor toekomstige analyses.
    2. Als de relatie tussen gedrags maatregelen (bijvoorbeeld ADOS Ernst score) en ERPs is van belang, correlatie analyses kunnen worden uitgevoerd.

Resultaten

Ontwerpen van experimenten systematisch vergelijken hersenactiviteit met sociale versus niet-sociale beloning prikkels is complex, als gevolg van de inherente moeilijkheid in het gelijkstellen van sociale en niet-sociale beloningen. Figuur 1 geeft aan prikkels van een experimenteel protocol ontworpen voor het onderzoeken van neurale reacties op beloning voor de eigenschappen van de beloning van de beheersing. In het bijzonder dit paradigma (i) beloningen om consistent te houden tussen sociale en nonsocial proeven, (ii) controle voor fysieke prikkel eigenschappen tussen sociale en nonsocial proeven, en (iii) worden aangepast aan de leeftijd van 6 tot 11-jarige kinderen met werd ontworpen en zonder autisme.

Figuur 2 toont ERP reacties zoals deelnemers anticiperen op maatschappelijke en niet-sociale stimuli. Opgemerkt moet worden dat omdat het huidige protocol is ontworpen voor het meten van beloning anticipatie (de SPN), de weergegeven tijdperken grotendeels voorafgaand aan feedback inleiding zijn (die optreden bij 0 ms in de cijfers). Deze resultaten suggereren dat meestal ontwikkelen (TD) kinderen anticiperen op beloning stimuli vergezeld van gezichten meer robuust dan kinderen met ASD. Bovendien, hoewel TD kinderen anticiperen op gezicht stimuli aanzienlijk meer dan niet-gezicht stimuli, kinderen met ASD blijkbaar vertonen geen significante verschillen in hersenactiviteit voorwaarden.

figure-results-1
Figuur 1 : Schematische presentatie van de stimulus en timing. Feedback voor de sociale (gezicht) voorwaarde wordt weergegeven in de linkerkolom. Feedback voor de nonsocial (non-face) voorwaarde wordt weergegeven in de rechterkolom. Feedback voor de "juiste" antwoorden wordt weergegeven op de top, en feedback voor "onjuiste" antwoorden hieronder is weergegeven. Dit cijfer is opnieuw afgedrukt met toestemming12. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

figure-results-2
Figuur 2 : Grand gemiddeld golfvormen voor TD kinderen en personen met ASD uit de SPN in reactie op sociale/gezichten (links) en nonsocial/pijlen (rechts). TD kinderen worden vertegenwoordigd door een ononderbroken lijn en kinderen met ASD door een stippellijn. Het gebied tussen-210 en -10 ms, gebruikt voor statistische analyse, is gemarkeerd met een grijs vak. Dit cijfer is uit een eerdere publicatie6gewijzigd. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer. 

Discussie

Het huidige artikel beschrijft de prikkels, gegevensverzameling en analyse voor ERP data in een beloning paradigma voor kinderen. In dit paradigma spelen kinderen een raadspel vergelijkbaar met pick-a-hand op de computer en zie feedback over de vraag of hun schatting juist of een onjuist. ERP resultaten voor beloning anticipatie (hersenactiviteit voorafgaand aan de inleiding van feedback) waren consistent met de negativiteit van stimulus-voorafgaat (SPN). Tussen de voorwaarden suggereren de resultaten dat TD kinderen anticiperen op beloning stimuli vergezeld van gezichten sterker dan beloning stimuli vergezeld gaan van niet-face beelden6. Tussen groepen van kinderen suggereren de resultaten dat TD kinderen anticiperen gezicht stimuli die aanzienlijk meer dan kinderen met autisme doen. Deze resultaten zijn spannend, aangezien zij bieden belangrijke informatie over hoe sociale en nonsocial bij kinderen met autisme worden verwacht. Dit is vooral belangrijk voor de bevordering van het begrijpen van neurale mechanismen van autisme en steunverlening voor de sociale motivatie-hypothese. Deze bevindingen bieden nuttige informatie voor de oprichting en de verfijning van interventies, zoals het onderstreept het belang van sociale motivatie voor kinderen met ASD; het kan bijvoorbeeld zijn belangrijk voor interventies om expliciet te verhogen van de waarde van de beloning van de sociale partners rechtstreeks invloed kan zijn op sociale motivatie in deze populatie.

Dit protocol is nuttig voor het meten van anticiperende hersenactiviteit bij kinderen met en zonder ASD, en de gegevens levert het bewijs dat dit soort hersenactiviteit worden betrouwbaar en succesvol bij kinderen ouder dan 6 jaar ontlokte kan. Bovendien, deze methode maakt het mogelijk sociale en nonsocial voorwaarden te rechtstreeks vergelijken zonder de aanwezigheid van kunstdiscours gekoppeld aan beloning eigenschappen (omdat de beloning voor juiste antwoorden goudvissen in beide voorwaarden was). In het huidige protocol, gezichten waren gecodeerd en een pijlshape is gemaakt. Deze procedure behoudt de stimulans van de fysieke eigenschappen van gezichten in de nonsocial (non-face) voorwaarde. Dit protocol nuttig kan zijn voor toekomstig onderzoek naar subgroepen van ASD (bijvoorbeeld sommige kinderen met ASD zijn sociaal meer gemotiveerd dan anderen), en kan worden gebruikt om beter te begrijpen waarom sommige kinderen effectiever dan anderen om te reageren bepaalde ingrepen.

Er zijn beperkingen aan de huidige aanpak die in aanmerking moet worden genomen. Eerst, het paradigma dat hierboven beschreven is handig voor kinderen tussen 6 en 11 jaar oud met en zonder ASD hebben cognitieve vermogens in het gemiddelde bereik. Pilot gegevens meestal ontwikkelen kinderen jonger dan 6 was niet succesvol, als kinderen waren verward door de aanwijzingen en begreep niet het spel van de instructies. Uitsluitingsgedrag criteria opgenomen in het huidige protocol, een full-scale IQ-score onder de 70. Daarom de huidige paradigma mogelijk niet geschikt voor kinderen met een mentale of chronologische leeftijd minder dan 6. Echter, het mogelijk om het huidige protocol te wijzigen, zodat het geschikt voor personen met een lager IQ en jongere kinderen is. Sommige wijzigingen om het te maken meer geschikt is voor jonge kinderen zoals peuters worden momenteel onderzocht. Dergelijke wijzigingen omvatten het wijzigen van de taak te passief (bijvoorbeeld Gelet kinderen horloge stimuli die op predicable tijdstippen in een ontwerp Kleurenblok verschijnen) en het gebruik van een S1/S2 paradigma24. In zo'n ontwerp, de inhoud van S1 biedt betrouwbare informatie over de inhoud van de S2 (bijvoorbeeld als S1 een plein is, S2 zullen een gezicht; als S1 een cirkel is, S2 zullen een pijl). U kunt ook kan de structuur van de timing van het huidige paradigma worden gebruikt om het maken van een anticiperende auditieve protocol.

In ASD zou het van belang zijn voor het gebruik van toespraak versus niet-spraak groepen en meten van de hersenactiviteit bij kinderen met ASD die non-verbale en ondervindt bij het reageren op de instructies of het bijwonen van visuele stimuli31. Gerelateerd aan de eerste beperking, moet opgemerkt worden dat resultaten van kinderen met ASD hebben cognitieve vermogens in het gemiddelde bereik waarschijnlijk niet representatief voor het hele Autisme-spectrum - die zijn, per definitie, een breed scala van functionerende niveaus vangt. Daarom kunnen niet deze representatieve resultaten worden geëxtrapoleerd naar alle kinderen met ASD. Tenslotte is het belangrijk op te merken dat de stimuli gebruikt in het huidige protocol genormeerde door volwassenen in plaats van kinderen waren. Toekomstige studies moeten daarom overwegen met behulp van een set van de stimulus van gezichtsuitdrukkingen genormeerde door kinderen.

Openbaarmakingen

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

Wij danken alle kinderen en gezinnen die hebben deelgenomen aan de beschreven protocollen. Uitgeverij vergoedingen werden betaald door hersenen producten.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
EEG capElectroCap InternationalE1-SM/ E1-S/XSMElectro-Cap - Small (50-54 cm)/Electro-Cap -Small/Extra Small
NeuroScan 4.5Neuro Scanhttps://compumedicsneuroscan.com/tag/scan/EEG Recording Software
Stim2Neuro Scanhttps://compumedicsneuroscan.com/product/stim2-precise-stimulus-presentation/Stimulus Presentatie Software
JMP Pro 11 SAShttps://www.jmp.com/en_us/software/buy-jmp.htmlStatistische analyse software
NimStim Face Stimulus Set N/A, open source afbeeldingen Open source, Beschikbaar op https://www.macbrain.org/resources.htm Gezichtsafbeeldingen 
EEGlabN/A, gratis softwareN/A, gratis softwareEEG analyse software (gratis download)
ERPlabN/A, gratis softwareN/A, gratis softwareEEG analyse software (gratis download)
PhotoshopPhotoshophttps://www.photoshop.comAdobe Photoshop, afbeeldingsbewerkingssoftware
Photoshop 'scramble' plug-inTelegraphicshttp://telegraphics.com.au/sw/product/ScramblePhotoshop plug-in om afbeeldingen te versleutelen 
NUAMPS EEG VERSTERKERdNeuro Scanhttp://compumedicsneuroscan.com/wp-content/uploads/NuAmps-Brochure.pdfEEG versterker 

Referenties

  1. Association, P. Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders: DSM 5. , (2013).
  2. Mundy, P. The neural basis of social impairments in autism: the role of the dorsal medial-frontal cortex and anterior cingulate system. Journal of Child Psychology and Psychiatry. 44 (6), 793-809 (2003).
  3. Neuhaus, E., Beauchaine, T. P., Bernier, R. Neurobiological correlates of social functioning in autism. Clinical Psychology Reviews. 30 (6), 733-748 (2010).
  4. Dawson, G., Webb, S. J., McPartland, J. Understanding the nature of face processing impairment in autism: insights from behavioral and electrophysiological studies. Developmental Neuropsychology. 27 (3), 403-424 (2005).
  5. Chevallier, C., Kohls, G., Troiani, V., Brodkin, E. S., Schultz, R. T. The social motivation theory of autism. Trends in Cognitive Science. 16 (4), 231-239 (2012).
  6. Stavropoulos, K. K., Carver, L. J. Reward anticipation and processing of social versus nonsocial stimuli in children with and without autism spectrum disorders. Journal of Child Psychology and Psychiatry. 55 (12), 1398-1408 (2014).
  7. Kohls, G., et al. Reward system dysfunction in autism spectrum disorders. Social Cognitive and Affective Neuroscience. 8 (5), 565-572 (2013).
  8. Scott-Van Zeeland, A. A., Dapretto, M., Ghahremani, D. G., Poldrack, R. A., Bookheimer, S. Y. Reward processing in autism. Autism Research. 3 (2), 53-67 (2010).
  9. Dichter, G. S., Richey, A., Rittenberg, A. M., Sabatino, A., Bodfish, J. W. Reward Circuitry Function in Autism During Face Anticipation and Outcomes. Journal of Autism and Developmental Disorders. 42, 147-160 (2012).
  10. Richey, J. A., et al. Common and distinct neural features of social and non-social reward processing in autism and social anxiety disorder. Social Cognitive and Affective Neuroscience. 9 (3), 367-377 (2014).
  11. Delmonte, S., et al. Social and monetary reward processing in autism spectrum disorders. Molecular Autism. 3, 1-13 (2012).
  12. Stavropoulos, K. K., Carver, L. J. Oscillatory rhythm of reward: anticipation and processing of rewards in children with and without autism. Molecular Autism. 9, 4(2018).
  13. Damen, E. J., Brunia, C. H. Changes in heart rate and slow brain potentials related to motor preparation and stimulus anticipation in a time estimation task. Psychophysiology. 24 (6), 700-713 (1987).
  14. Chwilla, D. J., Brunia, C. H. Event-related potentials to different feedback stimuli. Psychophysiology. 28 (2), 123-132 (1991).
  15. Kotani, Y., et al. Effects of information and reward on stimulus-preceding negativity prior to feedback stimuli. Psychophysiology. 40 (5), 818-826 (2003).
  16. Kotani, Y., Hiraku, S., Suda, K., Aihara, Y. Effect of positive and negative emotion on stimulus-preceding negativity prior to feedback stimuli. Psychophysiology. 38 (6), 873-878 (2001).
  17. Kotani, Y., et al. The role of the right anterior insular cortex in the right hemisphere preponderance of stimulus-preceding negativity (SPN): an fMRI study. Neuroscience Letters. 450 (2), 75-79 (2009).
  18. Kotani, Y., et al. Source analysis of stimulus-preceding negativity constrained by functional magnetic resonance imaging. Biological Psychology. 111, 53-64 (2015).
  19. Brunia, C. H., van Boxtel, G. J. M., Böcker, K. B. E. The Oxford Handbook of Event-Related Potential Components. , Oxford University Press. (2011).
  20. van Boxtel, G. J. M., Böcker, K. B. E. Cortical Measures of Anticipation. Journal of Psychophysiology. 18 (2-3), 61-76 (2004).
  21. Ohgami, Y., Kotani, Y., Hiraku, S., Aihara, Y., Ishii, M. Effects of reward and stimulus modality on stimulus-preceding negativity. Psychophysiology. 41 (5), 729-738 (2004).
  22. Takeuchi, S., Mochizuki, Y., Masaki, H., Takasawa, N., Yamazaki, K. Stimulus preceding negativity represents arousal induced by affective picture. International Congress Series. (1278), (2005).
  23. Parker, A. B., Gilbert, D. G. Brain activity during anticipation of smoking-related and emotionally positive pictures in smokers and nonsmokers: a new measure of cue reactivity. Nicotine & Tobacco Research. 10 (11), 1627-1631 (2008).
  24. Poli, S., Sarlo, M., Bortoletto, M., Buodo, G., Palomba, D. Stimulus-preceding negativity and heart rate changes in anticipation of affective pictures. International Journal of Psychophysiology. 65 (1), 32-39 (2007).
  25. Tottenham, N., et al. The NimStim set of facial expressions: judgments from untrained research participants. Psychiatry Research. 168 (3), 242-249 (2009).
  26. Wechsler, D. Wechlser Abbreviated Scale of Intelligence (WASI). The Psychological Corporation. , (1999).
  27. Lord, C., et al. Autism Diagnostic Observation Schedule: ADOS-2. Western Psychological Services. , (2012).
  28. Lopez-Calderon, J., Luck, S. J. ERPLAB: an open-source toolbox for the analysis of event-related potentials. Frontiers in Human Neuroscience. 8, 213(2014).
  29. Luck, S. J. An introduction to the event-related potential technique. , MIT Press. (2005).
  30. Bruder, G. E., Kayser, J., Tenke, C. E. Oxford handbook of event-related potential components. , Oxford University Press. (2012).
  31. Yau, S. H., McArthur, G., Badcock, N. A., Brock, J. Case study: auditory brain responses in a minimally verbal child with autism and cerebral palsy. Frontiers in Neuroscience. 9, 208(2015).

Herprints en machtigingen

Tags

Sociale beloningniet-sociale beloningEEG-kapevent-gerelateerde potentialenknoppenkastcognitieve testsimpedantiemeteroogbewegingselektroden
Een Protocol van de elektrofysiologie bij maatregel beloning anticipatie en verwerking bij kinderen
Neem contact met ons op
Aanbevelen aan de bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleidsoverzicht

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.