Het protocol voor het uitvoeren van fNIRS hyperscanning experimenten op collaboratieve leren dyads in een naturalistische leeromgeving wordt geschetst. Verder wordt een pijplijn gepresenteerd om de Inter-Brain Synchrony (IBS) van zuurstofhoudende hemoglobine (Oxy-Hb) signalen te analyseren.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Inter-Brain Synchrony in Open-Ended Collaborative Learning: een fNIRS-Hyperscanning Studie
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
fNIRS hyperscanning wordt veel gebruikt om de neurobiologische onderbouwing van sociale interactie te detecteren. Met deze techniek kwalificeren onderzoekers de gelijktijdige hersenactiviteit van twee of meer interactieve individuen met een nieuwe index genaamd inter-hersensynchronisatie (IBS) (d.w.z. fase- en / of amplitude-uitlijning van de neuronale of hemodynamische signalen in de tijd). Een protocol voor het uitvoeren van fNIRS hyperscanning experimenten op collaboratieve leren dyads in een naturalistische leeromgeving wordt hier gepresenteerd. Verder wordt een pijplijn van het analyseren van IBS van zuurstofrijk hemoglobine (Oxy-Hb) signaal uitgelegd. Specifiek worden het experimentele ontwerp, het proces van NIRS-gegevensregistratie, gegevensanalysemethoden en toekomstige richtingen allemaal besproken. Over het algemeen is het implementeren van een gestandaardiseerde fNIRS hyperscanning-pijplijn een fundamenteel onderdeel van de neurowetenschappen van de tweede persoon. Dit is ook in lijn met de roep om open wetenschap om de reproduceerbaarheid van onderzoek te ondersteunen.
Inleiding
Onlangs, om de gelijktijdige hersenactiviteit over de interactieve dyads of leden van een groep te onthullen, gebruiken onderzoekers de hyperscanning-benadering1,2. In het bijzonder worden elektro-encefalogram (EEG), functionele magnetische resonantie beeldvorming (fMRI) en functionele nabij-infraroodspectroscopie (fNIRS) gebruikt om de neurale en hersenactiviteiten van twee of meer proefpersonen tegelijkertijd vast te leggen3,4,5. Onderzoekers extraheren een neurale index met gelijktijdige hersenkoppeling op basis va....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
Alle gerekruteerd deelnemers (40 dyads, gemiddelde leeftijd 22,1 ± 1,2 jaar; 100% rechtshandig; normaal of gecorrigeerd naar normaal zicht) waren gezond. Voorafgaand aan het experiment gaven de deelnemers geïnformeerde toestemming. Deelnemers werden financieel gecompenseerd voor hun deelname. De studie werd goedgekeurd door het University Committee of Human Research Protection (HR-0053-2021), East China Normal University.
1. Voorbereidingsstappen voordat gegevens worden aangenomen
- Zelfgemaakte NIRS caps
- Neem elastische badmuts aan om optode houderrooster te plaatsen.
OPMERKING: Aangezien de hoofdmaten van de deelnemers ....
- Neem elastische badmuts aan om optode houderrooster te plaatsen.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Figuur 1 illustreert het experimentele protocol en de locatie van de sonde. Het fNIRS-gegevensregistratieproces bestaat uit twee delen: rusttoestandsessie (5 min) en samenwerkingssessie (15-20 min). De samenwerkende leer dyads zijn nodig om te ontspannen en stil te blijven in de rusttoestand sessie. Daarna krijgen de deelnemers te horen dat ze het leermateriaal moeten co-leren(figuur 1A). Hun prefrontale en linker temporoparietale gebieden worden gedekt door de .......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Ten eerste worden in het huidige protocol de specifieke stappen van het uitvoeren van fNIRS-hyperscanning-experimenten in een collaboratief leerscenario vermeld. Ten tweede wordt ook de data-analysepijplijn gepresenteerd die de IBS van hemodynamische signalen in collaboratieve leer dyads beoordeelt. De gedetailleerde operatie voor het uitvoeren van fNIRS-hyperscanning-experimenten zou de ontwikkeling van open wetenschap bevorderen. Verder wordt hier de analysepijplijn voorzien om de reproduceerbaarheid van hyperscanningo.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Dit werk wordt ondersteund door het ECNU Academic Innovation Promotion Program for Excellent Doctoral Students (YBNLTS2019-025) en de National Natural Science Foundation of China (31872783 en 71942001).
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| EEG-caps | Compumedics Neuroscan,Charlotte,USA | 64-kanaals Quik-Cap | We kiezen twee maten van de dop(dwz medium en groot). |
| NIRS-meetsysteem met sondesets en sondehouder rasters | Hitachi Medical Corporation, Tokyo, Japan | ETG-7100 Optical Topography System | Het huidige studieprotocol vereist een optionele tweede volwassen sondeset voor in totaal 92 meetkanalen. |
| Numeriek computing platform | The MathWorks, Inc., Natick, MA | MATLAB R2020a | Dient als basis voor Psychophysics Toolbox-extensies (stimuluspresentatie), Homer2 (fNIRS voorverwerkingsanalyse) en de "wtc"-functie(WTC-berekening). |
| Psychologie software | psychology software tools,Sharpsburg, PA,USA | E-prime 2.0 | We gebruiken E-prime om het fNIRS-meetsysteem te starten en triggers te verzenden die de rustfase en samenwerkingsfase voor fNIRS-opnamegegevens markeren. |
| Zwemcaps | Zoke Corporation,Shanghai,China | 611503314 | We plaatsten eerst de standaard 10-20 EEG-dop op de hoofdvorm en plaatsten de zwemcap op de EEG-dop. Ten tweede markeerden we (inion, Cz, T3, T4, PFC en P5) met krijt. |
| Driedimensionale (3-D) digitizer | Polhemus, Colchester, VT, USA; | Driedimensionale (3-D) digitizer | Anatomische locaties van optodes in relatie tot standaard hoofdlandmerken werden bepaald voor elke deelnemer met behulp van een Patriot 3D Digitizer |
Referenties
- Babiloni, F., Astolfi, L. Social neuroscience and hyperscanning techniques: past, present and future. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 44, 76-93 (2014).
- Schilbach, L., et al. Toward a second-person neuroscience. Behavior Brain Science.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
