De dynamiek tussen gekoppelde hersenen van individuen wordt in toenemende mate weergegeven door inter-hersensynchronisatie (PDS) wanneer ze met elkaar coördineren, meestal met behulp van gelijktijdig opnemende signalen van hersenen (namelijk hyperscanning) met fNIRS. In fNIRS hyperscanning studies is IBS vaak beoordeeld via de wavelet transform coherence (WTC) methode vanwege het voordeel op het uitbreiden van tijdreeksen in tijd-frequentie ruimte waar oscillaties op een zeer intuïtieve manier kunnen worden gezien. De waargenomen PDS kan verder worden gevalideerd via de op permutatie gebaseerde willekeurige paring van de studie, partner en aandoening. Hier wordt een protocol gepresenteerd om te beschrijven hoe hersensignalen kunnen worden verkregen via fNIRS-technologie, IBS kan worden berekend via de WTC-methode en IBS kan worden gevalideerd door permutatie in een hyperscanningstudie. Verder bespreken we de kritieke problemen bij het gebruik van de bovenstaande methoden, waaronder de keuze van fNIRS-signalen, methoden voor het voorbewerken van gegevens en optionele parameters van berekeningen. Samenvattend, het gebruik van de WTC-methode en permutatie is een potentieel standaard pijplijn voor het analyseren van IBS in fNIRS hyperscanning studies, wat bijdraagt aan zowel de reproduceerbaarheid als de betrouwbaarheid van IBS.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Hoe inter-brain synchronisatie te berekenen en te valideren in een fNIRS Hyperscanning-studie
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
De dynamiek tussen gekoppelde hersenen van individuen wordt in toenemende mate weergegeven door inter-hersensynchronisatie (PDS) wanneer ze met elkaar coördineren, meestal met behulp van gelijktijdig opnemende signalen van hersenen (namelijk hyperscanning) met fNIRS. In fNIRS hyperscanning studies is IBS vaak beoordeeld via de wavelet transform coherence (WTC) methode vanwege het voordeel op het uitbreiden van tijdreeksen in tijd-frequentie ruimte waar oscillaties op een zeer intuïtieve manier kunnen worden gezien. De waargenomen PDS kan verder worden gevalideerd via de op permutatie gebaseerde willekeurige paring van de studie, partner en aandoening. Hier wordt een protocol gepresenteerd om te beschrijven hoe hersensignalen kunnen worden verkregen via fNIRS-technologie, IBS kan worden berekend via de WTC-methode en IBS kan worden gevalideerd door permutatie in een hyperscanningstudie. Verder bespreken we de kritieke problemen bij het gebruik van de bovenstaande methoden, waaronder de keuze van fNIRS-signalen, methoden voor het voorbewerken van gegevens en optionele parameters van berekeningen. Samenvattend, het gebruik van de WTC-methode en permutatie is een potentieel standaard pijplijn voor het analyseren van IBS in fNIRS hyperscanning studies, wat bijdraagt aan zowel de reproduceerbaarheid als de betrouwbaarheid van IBS.
Inleiding
Wanneer mensen coördineren met anderen, worden hun hersenen en lichamen een gekoppelde eenheid door voortdurende wederzijdse aanpassing. De koppeling tussen hersenen kan worden weergegeven door inter-hersensynchronisatie (IBS) via de hyperscanning-benadering, die tegelijkertijd de hersensignalen van twee of meer individuen registreert1. Inderdaad, een groeiend aantal fNIRS / EEG hyperscanning studies heeft IBS gevonden in verschillende samenwerkingscontexten, waaronder vingertikken2,groep lopen3,drumsspelen 4,gitaar spelen 5 enzingen/ neuriën
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
Het hier gepresenteerde protocol werd goedgekeurd door de University Committee on Human Research Protection van de East China Normal University.
1. Voorbereiding op het experiment
- Deelnemers
- Rekruteer een groep niet-gegradueerde en afgestudeerde studenten met geldelijke compensatie door de campusreclame.
- Zorg ervoor dat de deelnemers rechtshandig zijn en een normaal of gecorrigeerd naar normaal zicht en gehoor hebben. Zorg ervoor dat ze geen muziek hebben gestudeerd of het minder dan 3 jaar eerder hebben bestudeerd.
- Willekeurig matchen de studenten in dyads. Om het potentiële effect van partnerbekendh....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
De resultaten toonden aan dat er IBS was bij kanaal 5 in de metercoördinatieconditie, terwijl er geen IBS bestond in andere omstandigheden (d.w.z. meteronafhankelijkheid, niet-metercoördinatie, niet-meteronafhankelijkheid; Figuur 2A). Bij kanaal 5 was de IBS in de metercoördinatieconditie significant hoger dan de coherentiewaarden in de niet-metercoördinatie en meteronafhankelijkheidsconditie (figuur 2B). Kanaal 5 behoorde ongeveer tot de linker dorsolaterale pr.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Dit protocol biedt een stapsgewijze procedure om IBS te berekenen en te valideren, met behulp van de fNIRS hyperscanning-benadering om tegelijkertijd de hersensignalen van twee deelnemers te verzamelen. Enkele kritieke kwesties die verband houden met fNIRS-gegevensvoorverwerking, IBS-berekening, statistieken en IBS-validatie worden hieronder besproken.
Voorbehandeling van gegevens
Het is noodzakelijk om fNIRS-gegevens voor te verwerken in hyperscanningstudies om echte signa.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Dit onderzoek werd ondersteund door: National Natural Science Foundation of China (31872783, 31800951).
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Computer | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | HP S01-pF157mcn | |
| Oortelefoon | Royal Philips Electronics, Eindhoven, Nederland | SHE2405BK/00 | |
| EEG-kap | Compumedics Neuroscan, Charlotte, VS | 64-kanaals Quik-Cap | |
| E-Prime software | Psychology Software Tools, Inc., Pittsburgh, VS | E-Prime 3 | |
| fNIRS-systeem | Hitachi Medical Corporation, Tokio, Japan | ETG-7100 Optical Topography System | |
| MATLAB 2014b | The MathWorks, Inc., Natick, MA | MATLAB 2014b | |
| MuseScore | Musescore Company, België | MuseScore 3.6.2.548021803 | |
| Zwemkap | Decathlon Group, Villeneuve-d'Ascq, Frankrijk | 1681552 |
Referenties
- Kingsbury, L., Hong, W. A Multi-Brain Framework for Social Interaction. Trends in Neurosciences. 43 (9), 651-666 (2020).
- Konvalinka, I., Bauer, M., Stahlhut, C., Hansen, L. K., Roepstorff, A., Frith, C. D. Frontal alpha oscillations distinguish ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
