Protokół eksperymentalny z udziałem osób biorących udział w badaniu mającym na celu ocenę wpływu danych społecznych na EEG niemowląt

Podsumowanie

Ten nowatorski protokół ma na celu ocenę neuronalnych podstaw interakcji społecznych u niemowląt. Paradygmat ma na celu wyjaśnienie, w jaki sposób różne społeczne dane wejściowe, takie jak język, wspólna uwaga i interakcja twarzą w twarz, odnoszą się do aktywacji neuronalnej niemowlęcia. Moc EEG u niemowląt jest rejestrowana zarówno w warunkach społecznych, jak i niespołecznych.

Streszczenie

Pomimo znaczenia interakcji społecznych dla rozwoju mózgu niemowlęcia, niewiele badań oceniało funkcjonalną aktywację neuronalną podczas interakcji społecznych niemowląt. Moc elektroencefalografii (EEG) jest korzystną techniką oceny funkcjonalnej aktywacji neuronalnej u niemowląt. Jednak w wielu badaniach rejestruje się EEG niemowląt tylko w jednym stanie wyjściowym. Protokół ten opisuje paradygmat, który ma na celu kompleksową ocenę aktywności EEG niemowląt zarówno w kontekście społecznym, jak i niespołecznym, a także określenie, w jaki sposób różne rodzaje danych społecznych różnią się od EEG niemowląt. Paradygmat wewnątrzpodmiotowy obejmuje cztery kontrolowane warunki. W warunkach niespołecznych niemowlęta oglądają przedmioty na ekranach komputerów. Stan wspólnej uwagi polega na tym, że eksperymentator kieruje uwagę niemowlęcia na obrazy. Warunek wspólnej uwagi obejmuje trzy rodzaje danych społecznych: język, interakcję twarzą w twarz i obecność wspólnej uwagi. Różnice w EEG niemowląt między warunkami uwagi niespołecznej i stawowej mogą wynikać z każdego z tych trzech rodzajów danych wejściowych. W związku z tym uwzględniono dwa dodatkowe warunki (jeden z wprowadzaniem języka, gdy eksperymentator jest ukryty za ekranem, a drugi z interakcją twarzą w twarz), aby ocenić czynniki kontekstowe we wzorcach aktywacji neuronalnej niemowląt. Reprezentatywne wyniki pokazują, że moc EEG u niemowląt różniła się w zależności od stanu, zarówno ogólnie, jak i w zależności od regionu mózgu, co potwierdza funkcjonalny charakter mocy EEG u niemowląt. Technika ta jest korzystna, ponieważ obejmuje warunki, które są wyraźnie społeczne lub niespołeczne, i pozwala na zbadanie, w jaki sposób określone rodzaje danych wejściowych społecznych odnoszą się do mocy EEG. Paradygmat ten można wykorzystać do oceny, w jaki sposób indywidualne różnice w wieku, afekcie, statusie społeczno-ekonomicznym i jakości interakcji rodzic-niemowlę odnoszą się do rozwoju mózgu społecznego. Opierając się na wykazanej funkcjonalnej naturze mocy EEG u niemowląt, przyszłe badania powinny rozważyć rolę kontekstu zapisu EEG i warunki projektowe, które są wyraźnie społeczne lub niespołeczne.

Wprowadzenie

Interakcje społeczne są kluczowe dla rozwoju neuronalnego niemowlęcia ^1,2. Chociaż ostatnie badania zaczęły koncentrować się na rozwoju mózgu społecznego ^3,4, procesy neuronalne zaangażowane w zaangażowanie społeczne nie są dobrze poznane. Celem opisanej metody była ocena, w jaki sposób moc elektroencefalografii niemowląt (EEG), miara napięcia uwalnianego z komunikacji neuronalnej, różni się w kontrolowanych kontekstach społecznych i niespołecznych. Metoda ta pozwala na ocenę, w jaki sposób określone aspekty wkładów społecznych w różny sposób odnoszą się do aktywacji neuronalnej i ma implikacje dla przyszłych badań w celu rozważenia roli rejestrowania kontekstu podczas oceny funkcjonalnej aktywacji neuronalnej.

EEG jest dobrze dopasowaną metodą do pomiaru aktywności mózgu niemowlęcia, ponieważ jest nieinwazyjna i odporna na ruchy niemowlęcia. Na głowie niemowlęcia umieszcza się nasadkę złożoną z elektrod, która rejestruje aktywność elektryczną z kory mózgowej uwalnianą podczas komunikacji neuronalnej. Moc EEG jest miarą napięcia w każdym miejscu elektrody w danym okresie czasu. EEG jest funkcjonalną miarą aktywności neuronalnej, a zatem częściowo odzwierciedla bezpośredni kontekst, w którym EEG jest rejestrowane. Ze względu na swój funkcjonalny charakter, moc EEG może być porównywana w różnych kontekstach przy użyciu projektu wewnątrzobiektowego, a tym samym do indeksowania aktywacji specyficznej dla kontekstu. W związku z tym EEG można wykorzystać do oceny zarówno neuronalnych podstaw interakcji społecznych, jak i bardziej ogólnej aktywacji zależnej od kontekstu. Jednak potencjał ten nie został w pełni wykorzystany, ponieważ EEG u niemowląt jest często rejestrowane tylko podczas jednego schorzenia.

Wiele badań odnotowało moc EEG niemowląt podczas "stanu spoczynku" lub linii bazowej, która nie zawsze wyraźnie odróżnia dane wejściowe społeczne od niespołecznych. W niektórych przypadkach EEG jest rejestrowane, gdy niemowlęta obserwują, jak eksperymentator kręci kołem bingo ^5,6,7, obserwują, jak eksperymentator bańki ^{8 lub obserwują,} jak eksperymentator potrząsa grzechotką ^9,10. Jednak niemowlęta mogą zwracać uwagę zarówno na eksperymentatora, jak i na obiekt, a cechy niemowlęcia mogą wpływać na to, jak kierują swoją uwagę. Tak więc dla niektórych niemowląt punkt odniesienia może być społeczny, jeśli zwracają uwagę na eksperymentatora, a dla innych niemowląt punkt odniesienia może być niespołeczny, jeśli skupiają się głównie na obiekcie. Ponieważ EEG odzwierciedla kontekst zapisu, zaobserwowane indywidualne różnice w wyjściowym EEG, które naukowcy mogą zinterpretować jako stabilne lub znaczące rozwojowo, mogą po prostu wynikać z różnic w tym, czym niemowlęta zajmowały się w momencie rejestracji. Rzeczywiście, w jednym z badań zarejestrowano EEG, podczas gdy niemowlęta obserwowały kobietę śpiewającą, trzymając przedmiot ¹¹. Moc EEG niemowlęcia różniła się w zależności od tego, czy niemowlę zwracało uwagę na kobietę, czy na obiekt. Pokazuje to zarówno funkcjonalny charakter mocy EEG niemowląt do oceny neuronalnych podstaw interakcji społecznych, jak i metodologiczne znaczenie stosowania kontrolowanych warunków podczas zapisu EEG.

Interakcja społeczna jest złożona i wieloaspektowa. Dlatego, jeśli EEG zostało zarejestrowane podczas interakcji naturalistycznej, może być trudno oddzielić przetwarzanie neuronalne różnych aspektów interakcji (np. słyszenie języka, interakcja twarzą w twarz lub angażowanie się we wspólną uwagę). Strategia rozwiązania tego problemu polega na uwzględnieniu różnych warunków, z których każdy obejmuje pewien aspekt interakcji społecznej. W związku z tym paradygmat ten ma na celu systematyczne porównywanie, jak moc EEG zmienia się w zależności od konkretnego rodzaju danych wejściowych społecznych.

Paradygmat raportowany wśród badanych obejmuje rejestrowanie EEG niemowląt podczas 4 warunków. Warunki te zostały zaprojektowane zarówno w celu zbadania funkcjonalnej natury mocy EEG u niemowląt – jak zmienia się ona w zależności od kontekstu zapisu – jak i w celu oceny roli określonych rodzajów bodźców społecznych. Po pierwsze, uwzględniono stan niespołeczny, w którym niemowlę widziało przedmioty na dwóch ekranach komputerowych. Poprzez prezentowanie obiektów na ekranach komputerów, zamiast zmuszania eksperymentatora do manipulowania obiektem, warunek ten jest wyraźnie aspołeczny i nie obejmuje żadnej formy wkładu społecznego. Następnie uwzględniono stan wspólnej uwagi, w którym eksperymentator kierował uwagę niemowlęcia na obrazy i mówił o obrazach. Warunek wspólnej uwagi obejmuje zatem trzy rodzaje wkładów społecznych: interakcję twarzą w twarz, wkład językowy i dodatkowy składnik wspólnej uwagi. W związku z tym warunki uwagi niespołecznej i wspólnej różnią się w trzech wymiarach (interakcja twarzą w twarz, dane wejściowe języka i obecność wspólnej uwagi). Tak więc wszelkie różnice w sile EEG między warunkami uwagi niespołecznej i wspólnej można przypisać każdemu z tych trzech czynników społecznych. W związku z tym uwzględniono 2 dodatkowe warunki, aby wyodrębnić, który aspekt wkładu społecznego wyjaśnia wszelkie obserwowane różnice w aktywności neuronalnej między warunkami uwagi niespołecznej i stawowej. Aby ocenić wpływ języka, uwzględniono warunek oparty wyłącznie na języku, w którym niemowlę mogło słyszeć komentarz eksperymentatora do obrazków na komputerach, ale nie mogło zobaczyć eksperymentatora. Tak więc, jeśli moc EEG była podobna w warunkach wspólnej uwagi i tylko języka w porównaniu z warunkami niespołecznymi, efekt ten można przypisać językowi. Wreszcie, aby ocenić efekt interakcji twarzą w twarz, uwzględniono warunek zaangażowania społecznego, w którym eksperymentator był twarzą w twarz z niemowlęciem i nadal angażował się w jego relację. Jeśli moc EEG była podobna w warunkach wspólnej uwagi i zaangażowania społecznego w porównaniu z warunkami niespołecznymi, różnica między wspólną uwagą a warunkami niespołecznymi można przypisać interakcji twarzą w twarz. Jeśli różnica między wspólną uwagą a warunkami niespołecznymi nie została wyjaśniona przez warunki związane wyłącznie z językiem i zaangażowaniem społecznym, sugerowałoby to, że obecność wspólnej uwagi wyjaśnia różnice w sile EEG. Paradygmat ten został przeprowadzony z udziałem 12-miesięcznych niemowląt, ponieważ jest to wiek, w którym zdolność do wspólnej uwagi jest dobrze ugruntowana¹². Ponadto wspólna uwaga w tym czasie jest szczególnie ważna dla rozwoju języka w 2 roku życia <sup class="xref">13^,14, więc aktywacja neuronalna w tym kontekście była szczególnie interesująca w tym wieku.

Paradygmat ma na celu utrzymanie zainteresowania niemowląt, jednocześnie zapewniając, że warunki są ustandaryzowane i różnią się tylko rodzajem wkładu społecznego. Każdy z czterech warunków jest powtarzany raz w sumie przez osiem bloków, które na przemian są obecne (warunki wspólnej uwagi i zaangażowania społecznego) lub nieobecne (warunki niespołeczne i tylko językowe). Aby zachować spójność, fotografie obiektów są prezentowane we wszystkich warunkach, a te same wypowiedzi są używane we wszystkich blokach. Podczas każdego bloku na ekranach komputerów pojawia się kolejno 10 fotografii obiektów niespołecznych. Istnieje 10 kategorii obiektów (np. kwiat, rękawiczka) i cztery kolory każdego przedmiotu. W ten sposób te same 10 kategorii obiektów jest prezentowanych w każdym bloku, przy czym kolor obiektów różni się w zależności od bloku. Bodźce zostały dobrane tak, aby były interesujące dla niemowląt. W warunkach wspólnej uwagi i tylko języka, eksperymentator wydaje wypowiedź opartą na scenariuszu, gdy każdy obiekt pojawia się na ekranie. Istnieje 10 konkretnych wypowiedzi (z określonymi wskazówkami wskazującymi na lewy lub prawy ekran komputera w warunku wspólnej uwagi). Wypowiedzi są takie same dla warunków wspólnej uwagi i tylko języka, ale są wypowiadane w zmiennej kolejności, aby utrzymać zainteresowanie niemowlęcia i zapobiec kojarzeniu określonych kategorii obiektów z określonymi wypowiedziami. Kolejność wypowiedzi jest taka sama dla pierwszego wspólnego bloku uwagi i bloku tylko dla pierwszego języka. Następnie kolejność zmienia się dla drugiego wspólnego bloku uwagi i tylko języka. Wreszcie, kierunek kierowania różni się dla każdego wspólnego bloku uwagi i jest pseudolosowy, więc niemowlęta nie mogą przewidzieć kierunku.

Protokół

Wszystkie procedury zostały zatwierdzone przez Boston University Institutional Review Board (IRB).

1. Rekrutacja

1. Identyfikuj potencjalnych uczestników za pomocą baz danych uczestników (jeśli są dostępne), publicznie dostępnych państwowych rejestrów urodzeń, reklam internetowych oraz bezpośrednich wydarzeń rekrutacyjnych.
2. Zadzwoń do potencjalnych uczestników i zaproś ich do udziału w badaniu.
   1. Wyjaśnij, że badanie skupia się na doświadczeniach społecznych i ich związku z rozwojem mózgu.
   2. Wyjaśnij, że wizyta będzie polegała na użyciu EEG w celu zmierzenia aktywności mózgu niemowlęcia za pomocą rozciągliwej czepka wykonanej z miękkich gąbek. Wyjaśnij, że niemowlę będzie siedziało na kolanach rodzica, patrząc na obrazki na monitorze komputera i bawiąc się w "a kuku" z eksperymentatorem, i że to pozwoli zobaczyć aktywność mózgu.
   3. Wyjaśnij, jak długo trwa wizyta i że wizytę można zaplanować w dogodnym dla rodzica momencie, w oparciu o harmonogram niemowlęcia. Podaj informacje o opcjach transportu (np. czy jest bezpłatny parking lub zwrot kosztów transportu publicznego) oraz o odszkodowaniu (jeśli takie istnieje).

2. Prowadzenie wizyty

UWAGA: Zaplanuj wizytę na czas, kiedy niemowlę będzie czujne i wypoczęte. Miej do dyspozycji dwóch eksperymentatorów. Główny eksperymentator wykona aplikację sieciową i przeprowadzi warunki podczas zapisu EEG. Drugi eksperymentator pomoże w aplikacji sieciowej, będzie kontrolował komputery rejestrujące EEG i prezentujące bodźce oraz monitorował surowe EEG podczas jego rejestrowania.

1. Założenie laboratorium
   1. Jeśli to możliwe, zapisz EEG w elektrycznie ekranowanej kabinie, aby zapobiec zakłóceniom sygnału EEG.
   2. W kabinie umieść dwa sąsiadujące ze sobą monitory komputerowe (o wymiarach 14,5 x 12 cali) na stole. Umieść monitory w odległości 18 cali od siebie. Umieść krzesło (na którym usiądzie rodzic i niemowlę) 24 cale od stołu i przodem do monitorów komputerowych. Pozostaw co najmniej 24 cale między stołem a tylną ścianą kabiny (aby eksperymentator mógł stać za stołem przodem do niemowlęcia). Upewnij się, że krzesło i stół znajdują się na takiej wysokości, aby monitory komputerowe znajdowały się na wysokości oczu niemowlęcia.
   3. Ustaw dwa głośniki na ziemi po obu stronach stołu, skierowane w stronę krzesła, na którym usiądą rodzic i niemowlę.
   4. Umieść statywową kamerę wideo pod stołem i skierowaną do góry, tak aby twarz niemowlęcia była dobrze widoczna.
   5. Zawieś nieprzezroczystą zasłonę bezpośrednio za stołem, aby eksperymentator mógł za nią stanąć, aby być ukrytym przed wzrokiem niemowlęcia w warunkach niespołecznych i tylko językowych.
   6. Umieść w budce grzechotkę, małego pluszaka i płatki śniadaniowe. Użyj tej samej grzechotki i zwierzątka dla wszystkich uczestników.
2. Powitanie rodziny
   1. Po przyjeździe zaoferuj rodzicowi możliwość nakarmienia i przewinięcia niemowlęcia przed rozpoczęciem.
   2. Uzyskaj świadomą zgodę rodziców.
   3. Wyjaśnij EEG i paradygmat.
      1. Wyjaśnij, że EEG składa się z siatki wykonanej z miękkich gąbek nasączonych ciepłą wodą, która mierzy aktywność mózgu. Wyjaśnij, że sieć EEG niczego nie emituje, a jedynie mierzy aktywność elektryczną uwalnianą przez neurony w mózgu, które komunikują się ze sobą.
      2. Powiedz rodzicowi, że niemowlę będzie patrzeć na obrazki na ekranie i wchodzić w interakcje z eksperymentatorem.
      3. Wyjaśnij, że czasami eksperymentator będzie znajdował się za kurtyną, ukryty przed wzrokiem. Podkreśl, że ważne jest, aby rodzic nie zachowywał się towarzysko z niemowlęciem, na przykład rozmawiając z niemowlęciem lub nawiązując kontakt twarzą w twarz.
      4. Wyjaśnij, że 20 minut to dużo czasu i że jeśli niemowlę się znudzi lub wybrzydzić, rodzic może dać mu zabawkę (np. grzechotkę lub pluszaka) lub płatki śniadaniowe.
   4. Wyjaśnij rodzicowi procedurę aplikacji net.
      1. Poinformuj rodzica, że siatka EEG jest jak czepek pływacki i że niemowlęta zazwyczaj nie lubią czapek.
         UWAGA: Kiedy eksperymentator zakłada siatkę, większość niemowląt będzie marudzić i próbować ją ściągnąć. Powiedz rodzicowi, żeby się nie martwił i podkreślaj, że to normalne i niemowlęta zazwyczaj przyzwyczajają się do sieci, przestają płakać i szybko się uspokajają.
      2. Wyjaśnij rodzicowi, że jego pomoc jest ważna, aby upewnić się, że niemowlę nie ciągnie za siatkę, a jeśli niemowlę porusza rękami w górę w kierunku głowy, delikatnie odepchnij ręce w dół i odsuń je od siatki.
      3. Wyjaśnij, że eksperymentator jest bardzo wyćwiczony w szybkim zakładaniu sieci. Wyjaśnij, że drugi eksperymentator będzie odwracał uwagę niemowlęcia podczas aplikacji siatki za pomocą grzechotki i pluszaka.
      4. Zapytaj rodzica, czy chciałby zrobić zdjęcie swojemu dziecku z siatką EEG i zabrać je do domu.
      5. Poinformuj rodzica, że po zdjęciu siatki na głowie niemowlęcia mogą pojawić się słabe ślady ucisku, które wyglądają jak małe kółka, ale szybko znikną. Wspomnij również, że włosy niemowlęcia będą lekko wilgotne.
         UWAGA: W tym badaniu rodzice otrzymali wynagrodzenie w wysokości 40 USD.
3. Aplikacja sieciowa
   1. Zmierz głowę niemowlęcia w cm w najszerszym miejscu za pomocą miękkiej taśmy mierniczej. Wybierz odpowiedni rozmiar siatki EEG.
   2. Podgrzewaj w kuchence mikrofalowej roztwór elektrolitu (6 ml chlorku potasu (KCl)/l wody destylowanej) przez 3 minuty. Dodaj łyżeczkę szamponu dla dzieci.
   3. Namocz siatkę o dużej gęstości o odpowiedniej wielkości (w tym badaniu użyto siatki 128-odprowadzeniowej; odpowiednia jest również siatka 64-odprowadzeniowa) przez 10 minut w podgrzanym roztworze elektrolitu. Ułatwi to kontakt elektryczny między skórą głowy a elektrodami.
   4. Napełnij pipety roztworem elektrolitu i umieść je w kabinie.
   5. Użyj ręcznika, aby strzepnąć nadmiar wody z siatki, aby zapobiec mostkowaniu. Noś siatkę na ręczniku i pokaż ją rodzicowi. Poproś rodzica, aby dotknął sieci (jeśli jest zainteresowany).
   6. Poproś rodzica, aby usiadł na krześle w budce z niemowlęciem na kolanach.
      1. Przypomnij rodzicowi, że niemowlę może się zdenerwować i że jest to normalne. Przypomnij rodzicowi, że drugi eksperymentator będzie odwracał uwagę niemowlęcia grzechotką i pluszakiem. Przypomnij rodzicowi, aby nie dotykał ani nie ciągnął niemowlęcia za siatkę. Przypomnij rodzicowi, aby nie angażował się w interakcje społeczne z niemowlęciem podczas zapisu EEG.
   7. Włóż obie ręce do siatki, delikatnie rozciągnij siatkę i opuść ją tak, aby zmieściła się nad głową niemowlęcia. Umieść elektrodę Cz na wierzchołku głowy. Trzymaj obie ręce w siatce podczas ustawiania.
   8. Gdy siatka zostanie umieszczona na głowie niemowlęcia, wyjmij ręce z jej wnętrza i zaciśnij pasek podbródkowy, aby siatka była bezpieczna. Sprawdź siatkę pod kątem prawidłowego ustawienia i w razie potrzeby dokonaj regulacji.
   9. Zmierz impedancję elektrody za pomocą oprogramowania do rejestracji EEG (każda elektroda powinna mieć wartość poniżej 50 kΩ, jeśli używasz systemu o wysokiej impedancji). Podawać roztwór elektrolitu za pomocą pipet, wyciskając kilka kropli na elektrody o słabym kontakcie. W razie potrzeby delikatnie przesuń włosy niemowlęcia, aby elektrody lepiej stykały się ze skórą głowy.
   10. Gdy impedancja osiągnie akceptowalny poziom, zapisz informacje o impedancji.
4. Zapis EEG
   1. Parametry nagrywania
      1. Rejestruj dane zgodnie ze specyfikacjami producenta. Reprezentowane dane zostały pobrane ze wszystkich kanałów z częstotliwością 500 Hz.
   2. Prezentacja bodźców
      1. Zaprezentuj serię 10 kolorowych fotografii obiektów na monitorach komputerowych przez 13,0 - 14,5 s, w zmiennych odstępach międzybodźcowych (0,5 - 2,0 s). Wyświetl to samo zdjęcie na obu ekranach. Przedstaw zdjęcia w podobnych rozmiarach na środku ekranów (zobacz materiały uzupełniające do listy bodźców w każdym bloku i plików bodźców).
         UWAGA: Subtelny i krótki dźwięk kliknięcia ostrzega eksperymentatora o nadejściu bodźców. Fotografie przedstawiają zwykłe obiekty niespołeczne (np. kwiat, rękawiczka), a te same 10 kategorii obiektów powtarza się w różnych blokach. Poszczególne obiekty w ramach kategorii różnią się kolorem. Ich rozmieszczenie w blokach jest zrównoważone, a te same kolory są reprezentowane w każdym bloku, aby zachować spójność w oglądaniu przez niemowlę (patrz na przykład rysunek 1).
   3. Warunki
      1. Wejdź do kabiny za ekranami komputerów i stołem i stań twarzą do niemowlęcia.
      2. Otwórz zasłonę podczas wspólnej uwagi i warunków zaangażowania społecznego, aby niemowlę mogło zobaczyć eksperymentatora. Zamknij zasłonę, aby eksperymentator był ukryty przed wzrokiem niemowlęcia w warunkach niespołecznych i tylko językowych.
   4. Zarządzaj czterema warunkami: niespołecznymi, wspólną uwagą, zaangażowaniem społecznym i tylko językiem. Przedstaw każdy warunek dwukrotnie, co daje w sumie osiem bloków. Podawaj każdy blok przez 2,5 minuty, aby utrzymać uwagę niemowlęcia.
      1. Zarządzaj blokami w następującej kolejności: zaangażowanie społeczne, niespołeczne, wspólna uwaga, tylko język, wspólna uwaga, niespołeczna, zaangażowanie społeczne i tylko język. Wyświetl biały ekran na komputerach i użyj dźwięku dzwonka, aby ostrzec eksperymentatora o rozpoczęciu następnego bloku.
         1. Aby zaangażować się w sprawy społeczne, oprzyj się o stół między monitorami komputerów. Bądź twarzą w twarz z niemowlęciem. Utrzymuj uwagę niemowlęcia, aby nie skupiało się na ekranach (ponieważ nadal pojawiają się identyczne obiekty). Patrz tylko na niemowlę przez cały stan. Nie patrz ani nie kieruj na ekrany.
            UWAGA: Jeśli niemowlę wskaże na obrazki, spróbuj odciągnąć jego uwagę, ale nie podążaj za jego wzrokiem. Upewnij się, że wspólna uwaga nie jest obecna. Miej pozytywny wpływ i reaguj warunkowo. W każdym bloku śpiewaj piosenki dla dzieci ruchami rąk (np. Itsy Bitsy Spider, The Wheels on the Bus) i baw się w "a kuku". Dostosuj się w razie potrzeby, aby utrzymać zainteresowanie niemowlęcia. Utrzymuj pozytywny wpływ przez cały blok.
         2. W przypadku stanu aspołecznego należy wejść za kurtynę (aby ukryć się przed wzrokiem niemowlęcia). Zachowaj ciszę przez cały stan.
         3. W przypadku wspólnej koncentracji uwagi oprzyj się o stół między monitorami komputera i stań twarzą w twarz z niemowlęciem. Skieruj uwagę niemowlęcia na obrazki na monitorach i skomentuj zdjęcia. Postępuj zgodnie z określonym skryptem wypowiedzi i wskazówek wskazujących dla każdej próby, zgodnie z opisem w tabeli 1. Zobacz tabelę 1, aby zapoznać się z listą bloków i określonych wypowiedzi dla każdej próby.
            1. Na początku każdej próby nawiąż kontakt wzrokowy z niemowlęciem i kontynuuj licytację o uwagę niemowlęcia, dopóki niemowlę nie spojrzy. Obróć się w określonym kierunku (w lewo lub w prawo), spójrz na odpowiedni ekran i wskaż obraz, jednocześnie wypowiadając konkretną wypowiedź dla każdej próby.
            2. Spójrz z powrotem na niemowlę i kontynuuj naprzemienne spojrzenie między obrazem a twarzą niemowlęcia, aż do zakończenia próby.
         4. W przypadku warunku tylko języka, zajrzyj za kurtynę i skomentuj zdjęcia na ekranach komputerów. Postępuj zgodnie z określonymi wypowiedziami wymienionymi w tabeli 1 dla każdej próby (tabela 1; tylko język). Używaj tego samego tonu głosu, co w stanie koncentracji na stawach.

Rysunek 1: Przykład obiektu niespołecznego. Typ obiektu (kwiatu) jest taki sam we wszystkich blokach, ale różni się kolorem. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

1. Zaangażowanie społeczne (otwarta kurtyna): Utrzymuj uwagę niemowlęcia. Mów ciepło do niemowlęcia i odpowiadaj warunkowo. Strategie obejmują interaktywne piosenki dla dzieci z gestami, takimi jak swędzący pająk i koła w autobusie.

2. Aspołeczny (zasłona zasunięta): Bądź cicho.

3. Wspólna uwaga (otwarta kurtyna)

R=spójrz na prawy ekran; L=spójrz na lewy ekran. Określ, że jest to prawo eksperymentatora.

1. Spójrz na fajne zdjęcie tutaj! Czy uważasz, że to też fajny obrazek? (R)

2. Bardzo podoba mi się to zdjęcie tutaj. Co myślisz? Panie przewodniczący, panie i panowie!

3. Cześć, spójrzmy oboje razem na ten ekran! Czy widzisz obrazek, na który wskazuję? Panie przewodniczący, panie i panowie!

4. Wow, to zdjęcie jest naprawdę świetne! Czy Wam też się podoba ten obrazek? (R)

5. Hej, spójrz tutaj! Czy to nie głupie zdjęcie? Panie przewodniczący, panie i panowie!

6. Spójrz na fajne zdjęcie tutaj! Czy uważasz, że to też fajny obrazek? (R)

7. Bardzo podoba mi się to zdjęcie tutaj. Co myślisz? Panie przewodniczący, panie i panowie!

8. Cześć, spójrzmy oboje razem na ten ekran! Czy widzisz obrazek, na który wskazuję? (R)

9. Wow, to zdjęcie jest naprawdę świetne! Czy Wam też się podoba ten obrazek? Panie przewodniczący, panie i panowie!

10. Hej, spójrz tutaj! Czy to nie głupie zdjęcie? (R)

4. Tylko język (zasłona zasunięta)

1. Spójrz na fajne zdjęcie tutaj! Czy uważasz, że to też fajny obrazek?

2. Bardzo podoba mi się to zdjęcie tutaj. Co myślisz?

3. Cześć, spójrzmy oboje razem na ten ekran! Czy widzisz obrazek, na który wskazuję?

4. Wow, to zdjęcie jest naprawdę świetne! Czy Wam też się podoba ten obrazek?

5. Hej, spójrz tutaj! Czy to nie głupie zdjęcie?

6. Spójrz na fajne zdjęcie tutaj! Czy uważasz, że to też fajny obrazek?

7. Bardzo podoba mi się to zdjęcie tutaj. Co myślisz?

8. Cześć, spójrzmy oboje razem na ten ekran! Czy widzisz obrazek, na który wskazuję?

9. Wow, to zdjęcie jest naprawdę świetne! Czy Wam też się podoba ten obrazek?

10. Hej, spójrz tutaj! Czy to nie głupie zdjęcie?

5. Wspólna uwaga (otwarta kurtyna)

1. Wow, to zdjęcie jest naprawdę świetne! Czy Wam też się podoba ten obrazek? Panie przewodniczący, panie i panowie!

2. Hej, spójrz tutaj! Czy to nie głupie zdjęcie? (R)

3. Cześć, spójrzmy oboje razem na ten ekran! Czy widzisz obrazek, na który wskazuję? Panie przewodniczący, panie i panowie!

4. Bardzo podoba mi się to zdjęcie tutaj. Co myślisz? (R)

5. Spójrz na fajne zdjęcie tutaj! Czy uważasz, że to też fajny obrazek? (R)

6. Wow, to zdjęcie jest naprawdę świetne! Czy Wam też się podoba ten obrazek? Panie przewodniczący, panie i panowie!

7. Hej, spójrz tutaj! Czy to nie głupie zdjęcie? Panie przewodniczący, panie i panowie!

8. Cześć, spójrzmy oboje razem na ten ekran! Czy widzisz obrazek, na który wskazuję? (R)

9. Bardzo podoba mi się to zdjęcie tutaj. Co myślisz? Panie przewodniczący, panie i panowie!

10. Spójrz na fajne zdjęcie tutaj! Czy uważasz, że to też fajny obrazek? (R)

6. Aspołeczny (zasłona zasunięta): Bądź cicho.

7. Zaangażowanie społeczne (otwarta kurtyna): Utrzymuj uwagę niemowlęcia. Mów ciepło do niemowlęcia i odpowiadaj warunkowo. Strategie obejmują interaktywne piosenki dla dzieci z gestami, takimi jak swędzący pająk i koła w autobusie.

8. Tylko język (zasłona zasunięta)

1. Wow, to zdjęcie jest naprawdę świetne! Czy Wam też się podoba ten obrazek?

2. Hej, spójrz tutaj! Czy to nie głupie zdjęcie?

3. Cześć, spójrzmy oboje razem na ten ekran! Czy widzisz obrazek, na który wskazuję?

4. Bardzo podoba mi się to zdjęcie tutaj. Co myślisz?

5. Spójrz na fajne zdjęcie tutaj! Czy uważasz, że to też fajny obrazek?

6. Wow, to zdjęcie jest naprawdę świetne! Czy Wam też się podoba ten obrazek?

7. Hej, spójrz tutaj! Czy to nie głupie zdjęcie?

8. Cześć, spójrzmy oboje razem na ten ekran! Czy widzisz obrazek, na który wskazuję?

9. Bardzo podoba mi się to zdjęcie tutaj. Co myślisz?

10. Spójrz na fajne zdjęcie tutaj! Czy uważasz, że to też fajny obrazek?

Tabela 1: Kolejność bloków i skryptu.

5. Sprzątanie
   1. Po zapisie EEG zdejmij siatkę z główki niemowlęcia.
   2. Zdezynfekuj siatkę zgodnie z protokołem producenta.
   3. Zapisz plik z zapisem EEG. W tym paradygmacie plik zapisu EEG jest automatycznie zapisywany, gdy program automatycznie zamyka się na końcu paradygmatu.
6. Przetwarzanie danych EEG^15,16
   1. Przefiltruj surowe dane EEG z wycięciem przy 60 Hz, a następnie zastosuj filtr górnoprzepustowy 0,1 Hz.
   2. Segmentuj nieprzetworzone dane na krótsze epoki.
      UWAGA: Ten paradygmat podzielił dane na epoki 30 sekund, ponieważ celem była ocena mocy EEG niemowlęcia w różnych stanach zaangażowania. Jeśli problemem jest zbyt duża utrata danych, można użyć krótszych epok, takich jak 1 - 3 s.
   3. Odrzucanie artefaktów w każdej epoce. Wyłącz elektrody z każdej epoki, jeśli średnia kwadratowa danych napięcia EEG przekroczyła 175 μV lub jeśli wzmacniacz jest nasycony w dowolnym momencie epoki. Epoki odrzucenia z >20 wykluczyły elektrody z dalszych analiz. Ponownie odnieś EEG do średniego odniesienia pozostałych elektrod.
   4. Użyj transformacji Fouriera, aby obliczyć moc EEG dla każdej elektrody w każdej epoce dla wybranych pasm częstotliwości. Obliczanie średniej mocy EEG dla obszarów zainteresowania. Średnia dobre epoki, aby uzyskać średnie wartości mocy dla każdego stanu, regionu i pasma częstotliwości. Logarytm przekształca wartości mocy przy użyciu logu naturalnego.
      UWAGA: Aby niemowlęta miały użyteczne dane EEG w danym stanie, muszą mieć co najmniej jeden użyteczny okres 30 s w tym stanie. Protokół ten został opracowany przy użyciu systemu EEG o dużej gęstości z elektrodami na bazie cieczy soli fizjologicznej (patrz tabela materiałów). Inne systemy EEG są odpowiednie, ale konkretne kroki mogą się różnić.
7. Kodowanie zachowania niemowląt ¹⁶
   1. Korzystaj z oprogramowania do kodowania behawioralnego z możliwością kodowania filmów klatka po klatce (co 30^części sekundy). Dodaj kody do pliku wideo każdego niemowlęcia, aby zaznaczyć, kiedy zaczyna się każdy blok (np. użyj dźwięku dzwonka, który wskazuje przejścia między blokami w paradygmacie).
      UWAGA: W przypadku wspólnych bloków uwagi, zaznacz początek każdej próby (użyj dźwięku początku próby, który jest w paradygmacie) i kierunku, który wskazuje eksperymentator (w lewo lub w prawo; użyj skryptu, który określa, w którym kierunku eksperymentator wskazuje w każdej próbie).
   2. Kod, na który niemowlęta patrzą podczas warunków zaangażowania społecznego i wspólnej uwagi.
      UWAGA: Na przykład w tym badaniu niektóre z kodów (lub zdarzeń) obejmowały: "niemowlę patrzące na lewy ekran", "niemowlę patrzące na prawy ekran", "niemowlę patrzące na eksperymentatora", "niemowlę patrzące na twarz rodzica", "niemowlę patrzące gdzie indziej" (np. gdy niemowlę patrzy gdziekolwiek indziej niż ekrany, eksperymentatora lub rodzica) i "brakuje" (gdy niemowlę było poza zasięgiem kamery). Szkolenie programistów do progu niezawodności 0,80 kappa i podwójnego kodowania 20% filmów w celu oceny niezawodności między oceniającymi. Użyj oprogramowania do kodowania, aby ocenić, w jakim stopniu dwaj programiści kodują te same wyglądające zachowania o tym samym czasie trwania. Użyj jednosekundowego okna tolerancji, aby początek lub przesunięcie zachowań związanych z wyglądem w ciągu jednej sekundy od siebie było oceniane jako zgodność.
   3. Określ ilościowo zachowanie niemowlęcia w stanie zaangażowania społecznego.
      1. Z całkowitego czasu bloków zaangażowania społecznego oblicz procent czasu, w którym niemowlę patrzyło na eksperymentatora (czas patrzenia na eksperymentatora/całkowity czas bloków zaangażowania społecznego x 100). Ta zmienna indeksuje stopień, w jakim niemowlę zajmowało się eksperymentatorem, angażując się w ten sposób w stan zaangażowania społecznego zgodnie z zamierzeniami.
   4. Określ ilościowo zachowanie niemowlęcia wyglądające na stan uwagi stawów.
      1. Oceń procentowy czas, w którym niemowlę podążało za punktem i spojrzeniem eksperymentatora.
         1. Wybierz czas w sekundach filmu, w którym eksperymentator wskazał w lewo. W tym oknie czasu oblicz czas, w którym niemowlę patrzyło na lewy i prawy ekran. Następnie wybierz czas, w którym eksperymentator wskazał w prawo i oblicz czas, w którym niemowlę patrzyło na lewy i prawy ekran.
         2. Zsumuj czas, w którym niemowlę patrzyło na właściwy ekran (tj. czas, w którym eksperymentator wskazał w lewo, a niemowlę patrzyło na lewy ekran i czas, w którym eksperymentator wskazał w prawo, a niemowlę patrzyło na prawy ekran).
         3. Zsumuj czas, w którym niemowlę patrzyło na niewłaściwy ekran (tj. czas, w którym eksperymentator wskazał w lewo, a niemowlę patrzyło na prawy ekran i czas, w którym eksperymentator wskazał w prawo, a niemowlę patrzyło na lewy ekran).
         4. Oblicz procent czasu, w którym niemowlę patrzyło na właściwy ekran i nieprawidłowy ekran, w stosunku do całkowitego czasu szukania wspólnych bloków uwagi. Ta zmienna indeksuje stopień, w jakim niemowlę dokładnie podążało za próbami eksperymentatora dotyczącymi wspólnej uwagi.
      2. Oblicz procent czasu spędzonego ze stawowych bloków uwagi, w którym niemowlę patrzyło na eksperymentatora.
      3. Zsumuj procentowy czas, jaki niemowlę spędziło na patrzeniu na właściwy ekran i eksperymentatora. Ta zmienna indeksuje stopień, w jakim niemowlę angażowało się we wspólną uwagę.

Wyniki

Zachowanie przypominające niemowlę

Reprezentatywne wyniki pochodzą od 73 x 12-miesięcznych niemowląt ¹². Warunki były skuteczne w zmianie zachowania niemowląt ¹⁶. W warunkach zaangażowania społecznego niemowlęta spędzały większość czasu patrząc na eksperymentatora, zgodnie z zamierzeniami (średnio 60,06% czasu podczas stanu zaangażowania społecznego). Co więcej, każde niemowlę patrzył...

Dyskusja

Po pierwsze, bardzo ważne jest, aby aplikacja sieci była prawidłowa i aby impedancje były obniżone. Po drugie, ważne jest, aby wyjaśnić rodzicowi, co pociągnie za sobą zastosowanie i paradygmat sieci EEG oraz w jaki sposób rodzic może pomóc uspokoić niemowlę, jeśli stanie się wybredne, nie rozmawiając z nim ani nie nawiązując z nim kontaktu wzrokowego, co zatarłoby granice między warunkami społecznymi i niespołecznymi. Ponadto poinstruuj rodziców, aby nie dopuścili do ciągnięcia przez niemowlęta za sieć, co może wpłynąć ...

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
Wzmacniacz EEG		NIE DOTYCZY	Użyliśmy systemu net amps 300. Skontaktuj się z EGI, aby uzyskać więcej informacji lub dokonać zakupu. https://www.egi.com/
Siatki z czujnikami EEG	EGI	N/A	Użyliśmy siatek HDGSN 130 ze 128 kanałami w rozmiarach pediatrycznych. Skontaktuj się z EGI, aby uzyskać więcej informacji lub dokonać zakupu. https://www.egi.com/clinical-division/geodesic-sensor-nets
Oprogramowanie do zapisu EEG	Netstation	N/A	Skontaktuj się z EGI, aby uzyskać więcej informacji lub dokonać zakupu. https://www.egi.com/clinical-division/net-station
Komputer do rejestracji EEG Apple		N/A	Do uruchomienia oprogramowania Netstation wymagany jest komputer Apple. System operacyjny musi tylko pasować do używanej wersji Netstation.
Komputer do prezentacji Stimulus		N/A	E-Prime 2.0 jest zgodny z komputerami z systemem Microsoft Windows XP SP3, Vista SP1, 7 SP1, 8/8.1 i 10
Stimulus Presentation Software - E-Prime 2.0 Professional Edition	Psychology Software Tools, Inc.	http://www.psychology-software-tools.mybigcommerce.com/e-prime-2-0-professional/
Monitory do prezentacji bodźców	Dell	N/A	są odpowiednie.
Chlorek potasu	Sigma-Aldrich	http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/p9541?lang=en®ion=US
Pipety	Karter Scientific Labware Manufacturing Co.	http://www.kartersci.com/7ml_ Volume_3ml_Graduated_ Transfer_Pipette_Karter_ p/206h2.htm
Disinfectant-Control 3 Dezynfekujący środek bakteriobójczy	Maril Products Inc	https://www.amazon.com/Control-Disinfectant-Germicide-Cntrl3-Concntr/dp/B007AZ37VC
Oprogramowanie do przetwarzania EEG	MATLAB	https://www.mathworks.com/products/matlab/
Oprogramowanie do analizy danych	SPSS	https://www.ibm.com/marketplace/cloud/statistical-analysis-and-reporting/purchase/us/en-us#product-header-top
Coding Software - The Observer XT	Noldus	http://www.noldus.com/
Uwaga ogólna: Ta lista wyposażenia obejmuje to, co zostało użyte w prezentowanym badaniu, jednak inne systemy i produkty o tych samych możliwościach są również odpowiedni.