Onderzoeken van Sociale cognitie in zuigelingen en volwassenen gebruik van elektro-Dichte Array ( _D EEG)

Het algemene doel van deze video is om een protocol te demonstreren voor het onderzoeken van sociale cognitie bij zuigelingen of volwassenen met behulp van dense array elektro-encefalografie. Dit wordt bereikt door eerst de experimentele opstelling voor gegevensverzameling klaar te maken en het hydro-cell sensorsnet voor te bereiden voor toepassing. Ten tweede wordt het hydro-cell geodetische sensorsnet aangebracht en worden de elektrode-impedanties gemeten.

Vervolgens worden baseline-metingen uitgevoerd en wordt het experiment geïmplementeerd. De laatste stap van de procedure is het analyseren van de data. Uiteindelijk kunnen resultaten worden verkregen die, via analyse van de elektrische activiteit van het cueroppervlak met een hoge temporele resolutie, duidelijke neurale activiteit aantonen die geassocieerd is met sociaal-cognitieve processen.

Hoi, mijn naam is Kemi, research assistant in het laboratorium voor ontwikkelingspsychobiologie van ouder en zuigeling van Dr. David Haley. Vandaag zullen Joanna en ik dit studieprotocol demonstreren. Hoi, ik ben Joanna.

Deze methode kan worden gebruikt om kernvragen binnen de ontwikkelingsneurowetenschappen te beantwoorden, zoals de manier waarop de hersenen cognitie gebruiken om sociale stimuli te verwerken. Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande hersenbeeldvormingsmethoden en conventionele EEG-systemen is de hoge temporele resolutie, de verbeterde ruimtelijke resolutie en het gebruiksgemak van het sensornetwerk. Hallo, ik ben David Haley.

We maken gebruik van het EEG-systeem om de hersenactiviteit bij ouders en zuigelingen tijdens sociale en cognitieve taken te bestuderen. Controleer vóór de aankomst van de deelnemer in het laboratorium of de computer voor experimentcontrole, de netstationsoftware en de componenten van het geodesic EEG-systeem correct functioneren. Zorg er daarnaast voor dat alle overbodige en potentieel afleidende voorwerpen uit de experimenteerruimte worden verwijderd. Richt de ruimte in overeenkomstig het paradigma van het experiment dat wordt uitgevoerd.

Deze kunnen variëren van computertaken tot diverse interactieparadigma's tussen ouder en baby, evenals experimentele interactieparadigma's voor baby's. Zoals in deze video wordt gedemonstreerd, moet u ervoor zorgen dat de videocamera's zijn opgeladen en de camera's in hoeken plaatsen die ideaal zijn voor de huidige experimentele opstelling. Wanneer de deelnemer in het laboratorium arriveert, beschrijft u het applicatieprotocol van het GDS-sensorsysteem en legt u de details van het experiment aan hem of haar uit.

Zorg ervoor dat de deelnemer of diens wettelijke vertegenwoordiger het experimentele protocol goed begrijpt en verkrijg schriftelijke, geïnformeerde toestemming voordat u met het experiment begint. Voor EEG-onderzoeken is het vaak nuttig om bepaalde informatie van de deelnemer te verkrijgen waarvan wordt verwacht dat deze invloed kan hebben op de geregistreerde elektrische hersenactiviteit. Dergelijke informatie kan worden verzameld door middel van gestandaardiseerde vragenlijsten, zodat het experiment vlot kan verlopen.

Het is raadzaam dat er twee experimentatoren aanwezig zijn, één om de vragenlijsten af te nemen en één om de voorbereidingen van het hydro cell geoge sensor net uit te voeren, zoals beschreven in het volgende gedeelte van dit protocol. Begin met het bereiden van een hydro cell zout elektrolytoplossing van één liter gedestilleerd water, 11 gram kaliumchloride en vijf milliliter babyshampoo; zorg ervoor dat dit grondig wordt geroerd totdat al het kaliumchloride in de oplossing is opgelost. Meet vervolgens met een rolmaat de omtrek van het hoofd van de deelnemer.

Noteer de meting in centimeters en pak het hydro-cell geodesic sensorsnet van de juiste maat. Kies een maat die het bereik van de hoofdomtrekken omvat waarin de meting van de deelnemer valt. Dompel het sensoreinde van het sensorsnet onder in de bereide elektrolytoplossing en laat dit vijf minuten weken.

Zorg ervoor dat het uiteinde van de connector uit de vloeistof blijft. Het is raadzaam om een timer of stopwatch te gebruiken om een nauwkeurige timing te garanderen. Open nu de software van het netstation op de besturingscomputer en start een experimentele controlesessie.

Voer nulmetingen en gain-metingen uit voordat de sensornet-connector wordt aangesloten en gegevens worden verzameld terwijl er wordt gewacht tot het sensornet volledig is gedrenkt in het elektrolyt; breng de deelnemer naar de experimentele ruimte en laat hem of haar plaatsnemen op een stevige stoel zonder wielen. Laat bij zuigeling-deelnemers de voogd op de stoel zitten met de zuigeling rechtop op de schoot, zodat het gehele hoofd van de zuigeling toegankelijk is. Meet met een rolmaat en een China-marker de afstand van oor tot oor over de bovenkant van het hoofd en markeer het middelpunt.

Meet vervolgens vanaf de NA naar het inion over de bovenkant van het hoofd. Markeer opnieuw het middenpunt. Het vertex kan worden geïdentificeerd als het middenpunt waar de middenpunten van deze twee metingen elkaar kruisen.

Zodra het weken is voltooid, wordt het sensornet uit de elektrolytoplossing gehaald en op een schone, droge handdoek geplaatst. Dep het sensornet voorzichtig met de handdoek om overtollige elektrolytoplossing te verwijderen. Geef vervolgens het uiteinde van de connector van het sensornet aan een tweede experimentator, die deze vasthoudt tijdens het aanbrengen van het net.

Pak nu het sensornet op door beide handen aan de binnenzijde van het net te plaatsen. Houd het net zo vast dat uw duimen stevig maar voorzichtig tegen weerszijden van de meest centrale frontale elektrode drukken en uw pinken stevig tegen de band drukken die de meest posterieure rij elektroden verbindt. Pas op dat u het net niet te ver uitrekt.

Uw overgebleven zes vingers moeten losjes in het net blijven zodat het middelste gedeelte slap kan hangen; hurk of kniel neer om op ooghoogte van de deelnemer te zijn en trek het sensornet van achteren naar voren over het hoofd van de deelnemer. Het is vaak nuttig om een extra experimentator aanwezig te hebben bij het aanbrengen van het sensornet bij een baby. Om de baby af te leiden en beweging te minimaliseren, trekt u met uw vingertoppen voorzichtig aan de band van het net en past u deze aan zodat de vertex-elektrode op het met het China-markeerstift gemarkeerde vertex-punt rust.

Trek de oor- en kinbanden aan en controleer de locaties van de anatomische oriëntatiepunten om te zien of het net correct is geplaatst, en breng indien nodig aanpassingen aan. Voordat het gedragsexperiment wordt gestart, moeten de elektrode-impedanties worden gemeten. Sluit het connectoruiteinde van het sensordnet aan op de interfacekabel.

Draai aan de hendel om deze te vergrendelen en zet de camera aan. Open vervolgens in de controlekamer een nieuwe sessie in de software van het netstation. Voer de informatie van de deelnemer in en klik op 'sessie starten'.

Omdat de video- en EEG-signalen zijn gesynchroniseerd, zou een live videofeed van de experimenteerruimte op het scherm moeten verschijnen. Selecteer nu het dropdown-menu van het paneel, open 'impedance' en klik op de meetknop. Een montage van het hydro cell go dsic sensor net array zal op het scherm verschijnen.

Sleep dit venster naar de rand van het scherm, zodat het op de monitor in de experimentele ruimte wordt geopend. Controleer of elke elektrode direct op de hoofdhuid van de deelnemer is geplaatst. Raadpleeg het venster voor impedantiemetingen, waarop de montage van de array op de monitor wordt weergegeven.

Sensoren die geen goed contact maken met de hoofdhuid zullen rood worden weergegeven. Noteer de nummers van deze electrodesensoren. Gebruik nu de pipet en breng een kleine hoeveelheid van de eerder bereide elektrolytoplossing aan om de impedantie van deze sensoren te verbeteren.

De elektroden op de montage worden groen zodra hun impedantie is verbeterd en de impedanties bevredigend zijn. Klik voor alle elektroden op de knop opslaan en sluiten in het venster voor impedantiemeting in de controlekamer. Open nu in het netstation het weergavescherm voor dichte golfvormen.

Scroll door de golfvorm en noteer welke kanalen een hoge amplitude aan ruis vertonen als gevolg van slecht contact met de hoofdhuid. Keer terug naar de experimentele ruimte en pas de positionering van de ruisgevoelige elektroden aan, zodat deze direct contact maken met de hoofdhuid. Er kan meer elektrolytoplossing nodig zijn.

Rustmetingen van de baseline zijn belangrijk bij EEG-studies met een dichte array, omdat er een hoge mate van variabiliteit is in de elektrische hersenactiviteit tussen deelnemers. Daarom moeten er, voordat het experimentele paradigma begint, enkele baseline EEG-metingen van de elektrische hersenactiviteit in rust van de deelnemer worden gemaakt bij baby's. De ouder of voogd dient in de kamer te blijven, terwijl de baby rustig op diens schoot zit.

Een film zoals Baby Mozart kan worden afgespeeld om ervoor te zorgen dat baby's kalm en stil blijven tijdens deze baselinefase. Baby Mozart is een audiovisuele combinatie van klassieke muziek en kleurrijke bewegende ontwerpen die op de monitor in de experimenteerruimte kunnen worden getoond. Klik nu in het netstation op de opnameknop om te beginnen met het opnemen van video- en golfvormgegevens; op het dense waveform display kunnen gebeurtenismarkers worden ingevoegd om gedragsgebeurtenissen te koppelen aan de elektrische activiteit gedurende het gehele experiment.

Plaats een baseline-gebeurtenismarkering op de waveform-displayregistratie voor een gestandaardiseerde tijdsperiode van ongeveer twee minuten. Bij EEG-studies met een dense array is het essentieel dat er gedurende de gehele studie ten minste twee experimentatoren aanwezig zijn. Eén experimentator is verantwoordelijk voor de interactie met de deelnemer en het uitvoeren van het gedragsparadigma.

De tweede experimentator blijft in de controlekamer en is verantwoordelijk voor het monitoren van de videofeed en het plaatsen van gebeurtenismarkeringen op het dichte golfvormdisplay wanneer een relevant event plaatsvindt. Begin nu het gedragsexperiment met een face-to-face interactieparadigma voor de zuigeling. Hierbij wordt een imitatieparadigma geïmplementeerd waarin de experimentator de zuigeling een aantal afzonderlijke acties presenteert met behulp van een konijnenpop.

Houd tijdens het experiment de weergave van de dichte golfvormen nauwlettend in de gaten om vast te stellen of bepaalde kanalen toenemende ruisniveaus vertonen. Wanneer het experiment is voltooid, maakt u het sensornet voorzichtig los en verwijdert u dit van het hoofd van de deelnemer. Geef een handdoek om eventuele overtollige elektrolytenoplossing af te vegen.

Spoel het net vervolgens af, desinfecteer het en droog het. Geef de deelnemer tot slot de resterende vragenlijsten die als onderdeel van het protocol moeten worden ingevuld. Deze ruwe EEG-golfvormen tonen de fluctuaties in de geregistreerde spanning bij een enkele elektrode tijdens de eerste 1000 milliseconden van elk van de drie experimentele fasen.

Verschillen in baseline-demonstratie en onmiddellijke herinnering. Op oppervlakkig niveau kan de elektrische hersenactiviteit over verschillende hersengebieden ook worden gevisualiseerd als een topografische kaart van spanningsamplitudes. Amplitudes worden weergegeven over het gehele huidoppervlak van het hoofd tijdens de drie fasen van het mitten shake-paradigma, waarbij de eenheden van het kleurenspectrum in microvolts zijn.

Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe sociale cognitie bij volwassenen en zuigelingen kan worden bestudeerd met behulp van high density EEG. We hebben dit gedemonstreerd via de voorbereiding en toepassing van het sensornet en via de acquisitie en analyse van EEG-data.