Meten Neurale en Behavioral Activity Tijdens Lopende Computerized sociale interacties: een onderzoek van-Event Related Potentials Brain
15 november 2014
Onderzoek naar sociale uitsluiting is de afgelopen jaren enorm gegroeid. Naarmate het veld zich uitbreidt, is het van cruciaal belang om geavanceerde methodologieën te ontwikkelen die het mogelijk maken om neurale en gedragsresultaten tijdens sociale uitsluiting gelijktijdig te meten. Dit protocol maakt gebruik van gebeurtenis-gerelateerde hersenpotentialen om lopende neurale activiteit tijdens gecomputeriseerde sociale interacties op te nemen.
Het algemene doel van deze procedure is om metingen te verkrijgen van zowel neurale activiteit als zelfgerapporteerde gevoelstoestanden tijdens gecomputeriseerde sociale interacties. Dit wordt bereikt door eerst de gecomputeriseerde stimuli voor het programma te creëren. De tweede stap is het programmeren van de gecomputeriseerde cyberbal sociale interactie.
Vervolgens wordt de neurale activiteit van de deelnemer opgenomen tijdens de sociale interactie. De laatste stap is het verwerken van de neurale gegevens offline na het voltooien van het cyberbal protocol. Uiteindelijk wordt het event-gerelateerde cyberbal protocol gebruikt om de neurale activiteit te tonen die geassocieerd is met elk moment binnen een lopende dynamische sociale interactie.
Het belangrijkste voordeel van deze techniek boven bestaande methoden zoals vragenlijsten na interactie of FMRI-technologie, is dat deze techniek toelaat om elk type gebeurtenis binnen een interactie te onderzoeken, evenals de dynamische neurale activiteit binnen elke gebeurtenis en tussen gebeurtenissen. Om te beginnen, gebruik een fotobewerkingsprogramma om individuele afbeeldingen te maken voor elke portie van de worpen binnen cyberbal. Brek elk van de worpen van speler naar speler af in de individuele worpframes die achter elkaar worden getoond.
Voeg vervolgens eventuele labels, namen of foto's toe aan elk individueel worpframe. Voeg een afbeelding toe om de menselijke deelnemer te vertegenwoordigen als de onderste speler op het scherm. Merk op welke frame in elke worpsequentie de informatieve frame is voor die worp.
Dit is de eerste frame binnen de worpsequenties die informatie biedt aan de spelers over de specifieke bestemming van de worp. Zorg ervoor dat er worpsequenties zijn die een worp creëren van elke speler naar elke andere speler op het scherm. Elke worpsequentie moet hetzelfde aantal worpframes hebben en de informatieve frame moet op elke worden genoteerd.
De volgende stap is om een sequentiebestand te maken met behulp van stimuluspresentatiesoftware om de exacte volgorde van gebeurtenissen binnen de cyberbal sociale interactie te detailleren. Voor het sequentiebestand, specificeer de specifieke worpframes, de timing van de frames op het scherm en de sequentiëring van de frames. Definieer ook de aard van het evenement, de vereiste reactie van de menselijke deelnemer en de algehele volgorde van gebeurtenissen.
Om de gewenste interactie te creëren, specificeer alle bovengenoemde specifiekheden binnen de programmeercode. Voor elk evenement binnen het sequentiebestand en herhaal de stappen voor elke sequentie. Gecreëerd bestand Vervolgens, rangschik elk van de worpframes in de juiste volgorde binnen het sequentiebestand zodat de eerste balworp zonder fout van de ene speler naar de andere wordt voltooid.
Maak vergelijkbare geordende sequenties in het bestand voor elk type worp tussen de spelers zodat elk type worp wordt vertegenwoordigd in het sequentiebestand. Voeg een event-gerelateerde markering toe. Elke keer dat een informatieve frame wordt gepresenteerd in het sequentiebestand zodat de presentatie van dit frame in het bestand kan worden gemarkeerd.
Bewaar de neurale activiteitcode van de deelnemer, deze marker om de aard van het evenement te vertegenwoordigen door nummers te gebruiken om de spelers te vertegenwoordigen. Als de linkerspeler speler één is, is de onderste speler speler twee en de rechtse speler is speler drie. De code één tot drie wordt gebruikt om een worp van de speler links naar de speler rechts te vertegenwoordigen om de menselijke deelnemer vrij te laten selecteren welke speler de volgende worp zal ontvangen na de creatie van de menselijke deelnemer.
Als er if-statements zijn, zal de menselijke deelnemer een responspad of muis hebben om de volgende actie te selecteren. Na het ontvangen van een balworp, maak lussen en if-statements binnen het sequentiebestand om de gewenste spelactiek te vertegenwoordigen en laat het programma geschikt naar het volgende evenement bewegen, ongeacht de selecties van de menselijke deelnemer. Start vervolgens tellers binnen het programma om de aard van het spel te veranderen zodat het programma niet duidelijk wordt voor de menselijke speler.
Gebruik deze tellers om de spelactiek te schakelen en verwijder speelpatronen gedurende het spel om de indruk van spontane live-spelen tussen spelers beter te geven. Ontwikkel ten slotte verschillende sequentiebestanden om verschillende soorten sociale interacties te bestuderen. Maak deze interacties grotendeels inclusief voor exclusief of gedeeltelijk inclusief of exclusief voor de menselijke deelnemer, afhankelijk van de aard van de onderzoeksvraag.
Om te beginnen met de neuro-elektrische opnames, bereid de deelnemers voor op elektro-encefalografie of EEG in overeenstemming met de richtlijnen van de Society for Psychophysiological Research. Nadat de elektrodenkap op het hoofd van de deelnemer is geplaatst en de elektroden zijn voorbereid, verwijs de elektroden online naar een elektrode geplaatst op het middelpunt. Plaats vervolgens gecentreerde zilver, zilverchloride elektroden boven en onder de rechterorbit en nabij het buitenste kamp van elk oog en verzamel verticale en horizontale bipolaire elektrografische activiteit.
Om oogbewegingen te monitoren, registreer EEG-activiteit met behulp van EEG-analysesoftware om de neurale gegevens verder te verwerken. Wanneer u klaar bent om met het testen te beginnen, instrueer de deelnemer om comfortabel te zitten en te reageren met een knopdruk om te bepalen waar de bal moet worden gegooid nadat ze een worp in de interactie hebben ontvangen. Start het cyberbalprogramma op de stimuluspresentatie en begin met opnemen op de EEG-gegevensverwerving, computer registreer EEG-activiteit gedurende de gehele duur van de cyberbal-interactie.
Zodra de interactie stopt, stop met het opnemen van EEG-gegevens. Na de sessie, verwijder de EEG-kap en bied de deelnemer een volledige debriefing over de aard van het cyberbalprotocol en het doel van de manipulaties van sociale interactie. Om te beginnen met het verwerken van de gegevens, corrigeer voor oogknippen.
Met behulp van een ruimtelijk filter genereert deze meertrapsprocedure een gemiddelde oogknip met behulp van hoofdcomponentanalyse om een filter te creëren dat specifiek gevoelig is voor oogknippen. Maak vervolgens stimulus-locked epochen relatief ten opzichte van de eventmarkering die in het continue EEG-bestand is ingevoegd. Voer deze epochen uit van minus 900 milliseconden tot
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Deze studie richt zich op het meten van neurale activiteit en zelfgerapporteerde gevoelens tijdens gecomputeriseerde sociale interacties, specifiek met behulp van het cyber bal-protocol. De methodologie heeft tot doel zowel gedragsmatige als neurale uitkomsten te vangen in de context van sociale uitsluiting.
Belangrijke studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschap
- Gedragspsychologie
- Studies naar sociale interactie
Achtergrond
- Onderzoek naar sociale uitsluiting is aanzienlijk toegenomen.
- Het begrijpen van neurale reacties tijdens sociale interacties is cruciaal.
- Event-related brain potentials geven inzicht in voortdurende neurale activiteit.
- Gelijktijdige meting van neurale en gedragsmatige uitkomsten is essentieel.
Doel van het onderzoek
- Om een protocol te ontwikkelen voor het meten van neurale activiteit tijdens sociale interacties.
- Om zelfgerapporteerde gevoelens te beoordelen als reactie op sociale uitsluiting.
- Om het cyber bal-protocol te gebruiken voor dynamische analyse van sociale interacties.
Gebruikte methoden
- Creatie van gecomputeriseerde stimuli voor sociale interactie.
- Programmeren van de cyber bal sociale interactie.
- Opnemen van neurale activiteit van deelnemers tijdens de interactie.
- Offline verwerken van neurale data na voltooiing van het protocol.
Belangrijkste resultaten
- Neural activiteit wordt in real-time opgenomen tijdens sociale interacties.
- Event-related potentials onthullen inzichten in de effecten van sociale uitsluiting.
- Zelfgerapporteerde gevoelens correleren met neurale reacties.
- Het protocol toont de dynamische aard van sociale interacties.
Conclusies
- De studie meet met succes neurale en gedragsmatige uitkomsten.
- De bevindingen dragen bij aan het begrijpen van de impact van sociale uitsluiting.
- De methodologie kan worden toegepast op verder onderzoek in sociale neurowetenschap.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
Understanding the temporal dynamics of social exclusion provides mechanistic insights into behavioral health pathways relevant to neuropsychiatric drug discovery. Real-time neural and behavioral measurement during dynamic social interactions enables de-risking of target hypotheses related to social cognition and emotional regulation. This approach supports predictive confidence in early discovery by linking neural biomarkers to behavioral outcomes in disease-relevant systems.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses involving social cognition pathways through moment-to-moment neural tracking during exclusion events.
- Operational Value: Provides quantitative neural readouts (ERP components) that clarify target engagement and pathway modulation in preclinical models.
- Predictive Value: Supports portfolio triage by correlating neural dynamics (N2, P3 amplitudes) with self-reported behavioral states across exclusion/inclusion conditions.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Generates standardized, stimulus-locked neural epochs time-locked to social event markers for reproducible compound screening.
- Quantitative Output: Delivers averaged ERP waveforms across event types (inclusionary/exclusionary throws) enabling dose-response or target modulation analysis.
- Scalability: Protocol adaptation via sequence files allows high-throughput testing of varied social interaction parameters across multiple experimental conditions.
Translational & Preclinical Research
- Translational Continuity: Bridges discovery-phase neural mechanisms to preclinical validation by capturing dynamic brain-behavior correlations during ongoing social challenges.
- Biomarker Alignment: ERP components (N2, P3) at FCz and Pz sites serve as translatable neural indices of social exclusion sensitivity for target validation.
- Risk-Adjusted Advancement: Enables early detection of target-mediated changes in social information processing, reducing late-stage attrition due to unanticipated behavioral effects.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into early discovery workflows by providing real-time neural and behavioral readouts that inform target validation and assay development for neuropsychiatric indications.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing of social neural pathways by isolating event-related brain activity during specific social moments (inclusion/exclusion).
- Screening: Enables assay standardization through stimulus-locked epochs and artifact rejection (≤75 µV) ensuring reliable neural signal detection across test conditions.
- Analytics: Delivers quantitative ERP measurements (N2, P3 amplitudes) that allow comparison of neural responses across experimental blocks and conditions.
- Translational Research: Connects neural dynamics to behavioral outcomes, supporting biomarker-aligned progression from discovery to preclinical evaluation.
- Enterprise Reuse: Protocol flexibility via customizable sequence files supports reuse across projects studying varied social interaction parameters without redevelopment.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Reduces mechanistic ambiguity in social cognition targets by providing time-resolved neural correlates of exclusion processing.
- Operational Value: Standardizes neural data acquisition and preprocessing (eye blink correction, baseline normalization, epoch averaging) for reproducible results.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by linking target modulation to measurable changes in social information processing networks.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of compounds based on effects on neural biomarkers of social sensitivity and emotional regulation.
Implementation Considerations
- Requires expertise in EEG acquisition, event-related potential analysis, and social neuroscience paradigms.
- Dependent on stimulus presentation software capable of millisecond-precise timing and marker insertion for neural event locking.
- Necessitates standardization of electrode placement (FCz, Pz), referencing, and ocular artifact correction across sites and operators.
- Adaptation considerations include modifying sequence files to alter inclusion/exclusion frequency, duration, and timing for different research questions.
- Practical limitations include sensitivity to muscle artifacts during button presses and need for sufficient trial counts per condition to achieve reliable ERP averages.
