Name: Protokół elektrofizjologiczny do pomiaru przewidywania i przetwarzania nagrody u dzieci (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-10-04T14:30:00.000+00:00
Duration: 5 min 4 s
Description: Poznaj protokół EEG do pomiaru przewidywania nagrody u dzieci z autyzmem i zdrowych rówieśników. Ta metoda pozwala badać neuronalne korelaty motywacji społecznej w kontekście społecznym i niespołecznym.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dziękujemy wszystkim dzieciom i rodzinom, które uczestniczyły w opisanych protokołach. Opłaty wydawnicze zostały opłacone przez Brain Products.

<ol><li>Association, P. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAssociation%2C+P+%22Diagnostic+and+Statistical+Manual+of+Mental+Disorders%3A+DSM+5%22">Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders: DSM 5</a>. , (2013).</li>
<li>Mundy, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+neural+basis+of+social+impairments+in+autism%3A+the+role+of+the+dorsal+medial-frontal+cortex+and+anterior+cingulate+system%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Child+Psychology+and+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">The neural basis of social impairments in autism: the role of the dorsal medial-frontal cortex and anterior cingulate system.</a> Journal of Child Psychology and Psychiatry. 44 (6), 793-809 (2003).</li>
<li>Neuhaus, E., Beauchaine, T. P., Bernier, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurobiological+correlates+of+social+functioning+in+autism%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Psychology+Reviews%22%5BJournal%5D)">Neurobiological correlates of social functioning in autism.</a> Clinical Psychology Reviews. 30 (6), 733-748 (2010).</li>
<li>Dawson, G., Webb, S. J., McPartland, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Understanding+the+nature+of+face+processing+impairment+in+autism%3A+insights+from+behavioral+and+electrophysiological+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Developmental+Neuropsychology%22%5BJournal%5D)">Understanding the nature of face processing impairment in autism: insights from behavioral and electrophysiological studies.</a> Developmental Neuropsychology. 27 (3), 403-424 (2005).</li>
<li>Chevallier, C., Kohls, G., Troiani, V., Brodkin, E. S., Schultz, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+social+motivation+theory+of+autism%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Cognitive+Science%22%5BJournal%5D)">The social motivation theory of autism.</a> Trends in Cognitive Science. 16 (4), 231-239 (2012).</li>
<li>Stavropoulos, K. K., Carver, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reward+anticipation+and+processing+of+social+versus+nonsocial+stimuli+in+children+with+and+without+autism+spectrum+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Child+Psychology+and+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Reward anticipation and processing of social versus nonsocial stimuli in children with and without autism spectrum disorders.</a> Journal of Child Psychology and Psychiatry. 55 (12), 1398-1408 (2014).</li>
<li>Kohls, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reward+system+dysfunction+in+autism+spectrum+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Social+Cognitive+and+Affective+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Reward system dysfunction in autism spectrum disorders.</a> Social Cognitive and Affective Neuroscience. 8 (5), 565-572 (2013).</li>
<li>Scott-Van Zeeland, A. A., Dapretto, M., Ghahremani, D. G., Poldrack, R. A., Bookheimer, S. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reward+processing+in+autism%5BTitle%5D)+AND+%22Autism+Research%22%5BJournal%5D)">Reward processing in autism.</a> Autism Research. 3 (2), 53-67 (2010).</li>
<li>Dichter, G. S., Richey, A., Rittenberg, A. M., Sabatino, A., Bodfish, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reward+Circuitry+Function+in+Autism+During+Face+Anticipation+and+Outcomes%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Autism+and+Developmental+Disorders%22%5BJournal%5D)">Reward Circuitry Function in Autism During Face Anticipation and Outcomes.</a> Journal of Autism and Developmental Disorders. 42, 147-160 (2012).</li>
<li>Richey, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Common+and+distinct+neural+features+of+social+and+non-social+reward+processing+in+autism+and+social+anxiety+disorder%5BTitle%5D)+AND+%22Social+Cognitive+and+Affective+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Common and distinct neural features of social and non-social reward processing in autism and social anxiety disorder.</a> Social Cognitive and Affective Neuroscience. 9 (3), 367-377 (2014).</li>
<li>Delmonte, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Social+and+monetary+reward+processing+in+autism+spectrum+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Autism%22%5BJournal%5D)">Social and monetary reward processing in autism spectrum disorders.</a> Molecular Autism. 3, 1-13 (2012).</li>
<li>Stavropoulos, K. K., Carver, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oscillatory+rhythm+of+reward%3A+anticipation+and+processing+of+rewards+in+children+with+and+without+autism%5BTitle%5D)+AND+%22Molecular+Autism%22%5BJournal%5D)">Oscillatory rhythm of reward: anticipation and processing of rewards in children with and without autism.</a> Molecular Autism. 9, 4(2018).</li>
<li>Damen, E. J., Brunia, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+heart+rate+and+slow+brain+potentials+related+to+motor+preparation+and+stimulus+anticipation+in+a+time+estimation+task%5BTitle%5D)+AND+%22Psychophysiology%22%5BJournal%5D)">Changes in heart rate and slow brain potentials related to motor preparation and stimulus anticipation in a time estimation task.</a> Psychophysiology. 24 (6), 700-713 (1987).</li>
<li>Chwilla, D. J., Brunia, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Event-related+potentials+to+different+feedback+stimuli%5BTitle%5D)+AND+%22Psychophysiology%22%5BJournal%5D)">Event-related potentials to different feedback stimuli.</a> Psychophysiology. 28 (2), 123-132 (1991).</li>
<li>Kotani, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+information+and+reward+on+stimulus-preceding+negativity+prior+to+feedback+stimuli%5BTitle%5D)+AND+%22Psychophysiology%22%5BJournal%5D)">Effects of information and reward on stimulus-preceding negativity prior to feedback stimuli.</a> Psychophysiology. 40 (5), 818-826 (2003).</li>
<li>Kotani, Y., Hiraku, S., Suda, K., Aihara, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+positive+and+negative+emotion+on+stimulus-preceding+negativity+prior+to+feedback+stimuli%5BTitle%5D)+AND+%22Psychophysiology%22%5BJournal%5D)">Effect of positive and negative emotion on stimulus-preceding negativity prior to feedback stimuli.</a> Psychophysiology. 38 (6), 873-878 (2001).</li>
<li>Kotani, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+the+right+anterior+insular+cortex+in+the+right+hemisphere+preponderance+of+stimulus-preceding+negativity+%28SPN%29%3A+an+fMRI+study%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+Letters%22%5BJournal%5D)">The role of the right anterior insular cortex in the right hemisphere preponderance of stimulus-preceding negativity (SPN): an fMRI study.</a> Neuroscience Letters. 450 (2), 75-79 (2009).</li>
<li>Kotani, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Source+analysis+of+stimulus-preceding+negativity+constrained+by+functional+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Biological+Psychology%22%5BJournal%5D)">Source analysis of stimulus-preceding negativity constrained by functional magnetic resonance imaging.</a> Biological Psychology. 111, 53-64 (2015).</li>
<li>Brunia, C. H., van Boxtel, G. J. M., Böcker, K. B. E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBrunia%2C+CH+%22The+Oxford+Handbook+of+Event-Related+Potential+Components%22">The Oxford Handbook of Event-Related Potential Components</a>. , Oxford University Press. (2011).</li>
<li>van Boxtel, G. J. M., Böcker, K. B. E. <a target="_blank" href="https://econtent.hogrefe.com/doi/10.1027/0269-8803.18.23.61">Cortical Measures of Anticipation.</a> Journal of Psychophysiology. 18 (2-3), 61-76 (2004).</li>
<li>Ohgami, Y., Kotani, Y., Hiraku, S., Aihara, Y., Ishii, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+reward+and+stimulus+modality+on+stimulus-preceding+negativity%5BTitle%5D)+AND+%22Psychophysiology%22%5BJournal%5D)">Effects of reward and stimulus modality on stimulus-preceding negativity.</a> Psychophysiology. 41 (5), 729-738 (2004).</li>
<li>Takeuchi, S., Mochizuki, Y., Masaki, H., Takasawa, N., Yamazaki, K. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0531513104017765">Stimulus preceding negativity represents arousal induced by affective picture.</a> International Congress Series. (1278), (2005).</li>
<li>Parker, A. B., Gilbert, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+activity+during+anticipation+of+smoking-related+and+emotionally+positive+pictures+in+smokers+and+nonsmokers%3A+a+new+measure+of+cue+reactivity%5BTitle%5D)+AND+%22Nicotine+%26amp%3B+Tobacco+Research%22%5BJournal%5D)">Brain activity during anticipation of smoking-related and emotionally positive pictures in smokers and nonsmokers: a new measure of cue reactivity.</a> Nicotine &amp; Tobacco Research. 10 (11), 1627-1631 (2008).</li>
<li>Poli, S., Sarlo, M., Bortoletto, M., Buodo, G., Palomba, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimulus-preceding+negativity+and+heart+rate+changes+in+anticipation+of+affective+pictures%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Psychophysiology%22%5BJournal%5D)">Stimulus-preceding negativity and heart rate changes in anticipation of affective pictures.</a> International Journal of Psychophysiology. 65 (1), 32-39 (2007).</li>
<li>Tottenham, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+NimStim+set+of+facial+expressions%3A+judgments+from+untrained+research+participants%5BTitle%5D)+AND+%22Psychiatry+Research%22%5BJournal%5D)">The NimStim set of facial expressions: judgments from untrained research participants.</a> Psychiatry Research. 168 (3), 242-249 (2009).</li>
<li>Wechsler, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wechlser+Abbreviated+Scale+of+Intelligence+%28WASI%29%5BTitle%5D)+AND+%22The+Psychological+Corporation%22%5BJournal%5D)">Wechlser Abbreviated Scale of Intelligence (WASI).</a> The Psychological Corporation. , (1999).</li>
<li>Lord, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autism+Diagnostic+Observation+Schedule%3A+ADOS-2%5BTitle%5D)+AND+%22Western+Psychological+Services%22%5BJournal%5D)">Autism Diagnostic Observation Schedule: ADOS-2.</a> Western Psychological Services. , (2012).</li>
<li>Lopez-Calderon, J., Luck, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ERPLAB%3A+an+open-source+toolbox+for+the+analysis+of+event-related+potentials%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">ERPLAB: an open-source toolbox for the analysis of event-related potentials.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 8, 213(2014).</li>
<li>Luck, S. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLuck%2C+SJ+%22An+introduction+to+the+event-related+potential+technique%22">An introduction to the event-related potential technique</a>. , MIT Press. (2005).</li>
<li>Bruder, G. E., Kayser, J., Tenke, C. E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBruder%2C+GE+%22Oxford+handbook+of+event-related+potential+components%22">Oxford handbook of event-related potential components</a>. , Oxford University Press. (2012).</li>
<li>Yau, S. H., McArthur, G., Badcock, N. A., Brock, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Case+study%3A+auditory+brain+responses+in+a+minimally+verbal+child+with+autism+and+cerebral+palsy%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Case study: auditory brain responses in a minimally verbal child with autism and cerebral palsy.</a> Frontiers in Neuroscience. 9, 208(2015).</li>
</ol>

Opłaty za otwarty dostęp do tego artykułu zostały zapewnione przez Brain Vision LLC.

W niniejszym artykule opisano bodźce, proces zbierania danych i analizy danych ERP w paradygmacie nagradzania dla dzieci. W tym paradygmacie dzieci grają w zgadywankę podobną do wybierania ręki na komputerze i widzą informacje zwrotne na temat tego, czy ich przypuszczenie jest poprawne, czy nie. Wyniki ERP dotyczące przewidywania nagrody (aktywność mózgu przed nadejściem informacji zwrotnej) były zgodne z negatywnością poprzedzającą bodziec (SPN). Wyniki sugerują, że dzieci z TD silniej oczekują bodźców nagrody, którym towarzyszą twarze, niż bodźców nagrody, którym towarzyszą obrazy beztwarzy6. Wyniki badań sugerują, że dzieci z TD znacznie częściej niż dzieci z autyzmem oczekują bodźców związanych z twarzą. Wyniki te są ekscytujące, ponieważ dostarczają ważnych informacji na temat tego, w jaki sposób informacje społeczne i niespołeczne są przewidywane u dzieci z autyzmem. Jest to szczególnie ważne dla lepszego zrozumienia mechanizmów neuronalnych autyzmu i zapewnienia wsparcia dla hipotezy motywacji społecznej. Wyniki te dostarczają użytecznych informacji do tworzenia i udoskonalania interwencji, ponieważ podkreślają znaczenie motywacji społecznej dla dzieci z ASD; Na przykład ważne może być to, że interwencje wyraźnie starają się zwiększyć wartość nagrody partnerów społecznych, aby bezpośrednio wpłynąć na motywację społeczną w tej populacji. 
 Protokół ten jest przydatny do pomiaru wyprzedzającej aktywności mózgu u dzieci z ASD i bez ASD, a dane dostarczają dowodów na to, że ten rodzaj aktywności mózgu można niezawodnie i skutecznie wywołać u dzieci w wieku powyżej 6 lat. Co więcej, metoda ta pozwala na bezpośrednie porównanie warunków społecznych i niespołecznych bez występowania zakłóceń związanych z właściwościami nagrody (ponieważ nagrodą za poprawne odpowiedzi była złota rybka w obu warunkach). W obecnym protokole twarze zostały zaszyfrowane i stworzono kształt strzały. Procedura ta zachowuje właściwości bodźców fizycznych twarzy w stanie niespołecznym (nie-twarzowym). Protokół ten może być przydatny w przyszłych badaniach podgrup ASD (np. niektóre dzieci z ASD są bardziej zmotywowane społecznie niż inne) i może być wykorzystany do lepszego zrozumienia, dlaczego niektóre dzieci reagują skuteczniej niż inne na pewne interwencje. 
Obecne podejście ma swoje ograniczenia, które należy wziąć pod uwagę. Po pierwsze, opisany powyżej paradygmat jest przydatny dla dzieci w wieku od 6 do 11 lat z ASD i bez ASD, które mają zdolności poznawcze w średnim zakresie. Dane pilotażowe dotyczące typowo rozwijających się dzieci w wieku poniżej 6 lat nie powiodły się, ponieważ dzieci były zdezorientowane wskazówkami i nie rozumiały instrukcji gry. W obecnym protokole kryteria wykluczające obejmowały pełny wynik IQ poniżej 70. W związku z tym obecny paradygmat może nie być odpowiedni dla dzieci w wieku umysłowym lub chronologicznym poniżej 6 lat. Możliwe jest jednak zmodyfikowanie obecnego protokołu tak, aby był odpowiedni dla osób o niższym IQ i młodszych dzieci. Obecnie badane są pewne modyfikacje, aby uczynić go bardziej odpowiednim dla małych dzieci, takich jak małe dzieci. Takie modyfikacje obejmują zmianę zadania na pasywne (np. zmuszanie dzieci do obserwowania bodźców, które pojawiają się w przewidywalnych odstępach czasu w projekcie blokowym) i stosowanie paradygmatu S1/S224. W takim projekcie zawartość S1 niezawodnie dostarcza informacji o zawartości S2 (np. jeśli S1 jest kwadratem, to S2 będzie ścianą; jeśli S1 jest okręgiem, to S2 będzie strzałką). Alternatywnie, struktura czasowa obecnego paradygmatu może być wykorzystana do stworzenia wyprzedzającego protokołu słuchowego. 
W ASD interesujące byłoby użycie grupy mowy w porównaniu z grupami bez mowy i zmierzenie aktywności mózgu u dzieci z ASD, które są niewerbalne i mają trudności z reagowaniem na instrukcje lub zwracaniem uwagi na bodźcewzrokowe. W odniesieniu do pierwszego ograniczenia należy zauważyć, że wyniki uzyskane od dzieci z ASD, które mają zdolności poznawcze w średnim zakresie, prawdopodobnie nie są reprezentatywne dla całego spektrum autyzmu - które z definicji obejmuje szeroki zakres poziomów funkcjonowania. Dlatego tych reprezentatywnych wyników nie można ekstrapolować na wszystkie dzieci z ASD. Na koniec należy zauważyć, że bodźce stosowane w obecnym protokole były normowane przez dorosłych, a nie przez dzieci. Dlatego w przyszłych badaniach należy rozważyć użycie zestawu bodźców mimiki twarzy znormalizowanego przez dzieci.

Zaburzenie ze spektrum autyzmu (ASD) to niepełnosprawność rozwojowa charakteryzująca się upośledzeniem komunikacji społecznej (werbalnej i niewerbalnej) oraz obecnością ograniczonego zainteresowania i/lub powtarzających się zachowań1. Biorąc pod uwagę, że przypuszcza się, że ASD ma podłoże neurologiczne2,3, nie jest zaskakujące, że badania neurobiologiczne z udziałem dzieci z ASD stały się bardzo powszechne w ciągu ostatniej dekady. Chociaż zaproponowano wiele teorii na temat mózgowych podstaw ASD, jedną z nich, która przyciągnęła znaczną uwagę badaczy, jest hipoteza motywacji społecznej4. Krótko mówiąc, hipoteza motywacji społecznej mówi, że dzieci z ASD angażują się w mniej interakcji społecznych niż ich typowo rozwijający się rówieśnicy, ponieważ interakcje społeczne nie są dla nich tak satysfakcjonujące. Chevallier i in. dokonują przeglądu hipotezy motywacji społecznej5. Ponieważ hipoteza ta bezpośrednio odnosi się do systemu nagrody, a konkretnie do tego, czy system w ASD reaguje na informacje społeczne, wiele badań dotyczyło systemu nagrody społecznej w ASD6,7,8,9,10,11,12. Wyniki tych badań różniły się, przy czym niektóre dostarczają dowodów na to, że układ nagrody w ASD jest hipoaktywny zarówno w stosunku do informacji społecznych, jak i niespołecznych, a inne sugerują, że układ nagrody funkcjonuje typowo w przypadku informacji niespołecznych, ale jest hipoaktywny w stosunku do bodźców społecznych. Jednym z potencjalnych powodów tych niespójnych wyników są bodźce i metodologia zastosowana w protokołach. Trudno jest dopasować nagrody społeczne i niespołeczne w kontekście eksperymentalnym; Na przykład w wielu badaniach wykorzystano zdjęcie uśmiechniętej twarzy jako nagrodę społeczną, a nagroda niespołeczna jest pieniężna (np. otrzymanie pieniędzy po zakończeniu eksperymentu7,8,11). Chociaż badania te stanowią ważną podstawę dla przyszłych badań, trudno jest określić, czy wyniki odnoszą się do różnic w społecznej i niespołecznej reakcji na nagrodę w ASD, czy też wynikają one z różnic między warunkami nagrody.
Obecny protokół jest przeznaczony do badania układu nagrody u wysoko funkcjonujących dzieci z ASD za pomocą elektrofizjologii. Aby zbadać różnice między dziećmi z ASD i bez ASD w oparciu o przewidywanie nagrody, zmierzono negatywność poprzedzającą bodziec (SPN). Nazwa SPN jest komponentem wolnofalowym, który odzwierciedla oczekiwanie na bodziec nagrody13. Znaczenie nazwy SPN jest zwykle konceptualizowane jako emocjonalne oczekiwanie14,15,16 i uważa się, że jest odzwierciedlone przez aktywność w klasie insula<sup="xref">17,18. SPN jest często mierzony po tym, jak uczestnicy wykonają reakcję motoryczną, a przed nadejściem informacji zwrotnej podczas zadania decyzyjnego19,20. Nazwa SPN jest wrażliwa na wielkość nagrody i jest konsekwentnie większa w warunkach nagrody i bez nagrody15,16,21. Chociaż SPN jest zwykle mierzony podczas zadań związanych z podejmowaniem decyzji, naukowcy donoszą, że SPN można zaobserwować podczas przewidywania nadchodzących bodźców afektywnych bez żadnego zadania22,23,24. Jednym z kluczowych celów obecnego protokołu jest wykonanie zadania eksperymentalnego, w którym nagrody między warunkami społecznymi i niespołecznymi są dopasowywane w celu wyeliminowania potencjalnych zakłóceń. Kolejnym celem jest przetestowanie małych dzieci w wieku od 6 do 11 lat. Dlatego protokół może służyć jako odpowiednie do wieku zadanie nagrody, które dzieci mogą uznać za angażujące bez popadania w frustrację.

<table><tbody><tr><td>Czepek EEG</td><td>ElectroCap International</td><td>E1-SM/ E1-S/XSM</td><td>Electro-Cap - Mały (50-54 cm)/Electro-Cap -Mały/Bardzo mały</td></tr><tr><td>NeuroScan 4.5</td><td>Neuro Scan</td><td>https://compumedicsneuroscan.com/tag/scan/</td> <td>Oprogramowanie do rejestracji EEG</td></tr><tr><td>Stim2</td><td>Neuro Scan</td><td>https://compumedicsneuroscan.com/product/stim2-precise-stimulus-presentation/</td> <td>Oprogramowanie do prezentacji bodźców</td></tr><tr><td>JMP Pro 11&nbsp;</td><td>SAS</td><td>https://www.jmp.com/en_us/software/buy-jmp.html</td><td>Oprogramowanie do analizy statystycznej</td></tr><tr><td>NimStim Face Stimulus Set&nbsp;</td><td>Nie dotyczy, obrazy open source&nbsp;</td><td>Open source, dostępne pod adresem https://www.macbrain.org/resources.htm&nbsp;</td><td>Obrazy twarzy&nbsp;</td></tr><tr><td>EEGlab</td><td>N/A, darmowe oprogramowanie</td><td>N/A, darmowe oprogramowanie</td><td>Oprogramowanie do analizy EEG (do pobrania za darmo)</td></tr><tr><td>ERPlab</td><td>N/A, darmowe oprogramowanie</td><td>N/A, darmowe oprogramowanie</td><td>do analizy EEG (do pobrania za darmo)</td></tr><tr><td>Photoshop</td><td>Photoshop</td><td>https://www.photoshop.com</td><td>Adobe Photoshop, oprogramowanie do edycji obrazów</td></tr><tr><td>Wtyczka Photoshop "scramble"</td><td>Telegrafika</td><td>http://telegraphics.com.au/sw/product/Scramble</td><td>wtyczka Photoshop do szyfrowania obrazów&nbsp;</td></tr><tr><td>NUAMPS EEG AMPLIFIERd</td><td>Neuro Scan</td><td>http://compumedicsneuroscan.com/wp-content/uploads/NuAmps-Brochure.pdf</td><td>Wzmacniacz EEG&nbsp;</td></tr></tbody></table>

protokół elektrofizjologiczny do pomiaru przewidywania i przetwarzania nagrody u dzieci

An Electrophysiology Protocol to Measure Reward Anticipation and Processing in Children

Prezentujemy protokół przeznaczony do pomiaru neuronalnych korelatów nagrody u dzieci. Protokół pozwala naukowcom mierzyć zarówno oczekiwanie, jak i przetwarzanie nagrody. Jego celem jest stworzenie zadania nagrody, które jest odpowiednie dla małych dzieci z autyzmem i bez autyzmu, przy jednoczesnym kontrolowaniu właściwości nagrody między dwoma warunkami: społecznym i niespołecznym. Obecny protokół pozwala na porównanie aktywności mózgu między społecznymi i niespołecznymi warunkami nagrody, przy jednoczesnym zachowaniu identyczności samej nagrody w różnych warunkach. Korzystając z tego protokołu, znaleźliśmy dowody na to, że dzieci neurotypowe wykazują zwiększoną aktywność mózgu wyprzedzającą podczas stanu społecznego. Co więcej, odkryliśmy, że dzieci neurotypowe bardziej zdecydowanie oczekują nagrody społecznej niż dzieci z diagnozą autyzmu. Ponieważ zadanie wykorzystuje przekąski jako nagrodę, jest najbardziej odpowiednie dla małych dzieci. Protokół może jednak zostać dostosowany do stosowania w populacjach nastolatków lub dorosłych, jeśli przekąski zostaną zastąpione zachętami pieniężnymi. Protokół jest przeznaczony do pomiaru zdarzeń elektrofizjologicznych (potencjałów związanych ze zdarzeniami), ale może być dostosowany do użytku ze śledzeniem ruchu gałek ocznych lub fMRI.

Projektowanie eksperymentów w celu systematycznego porównania aktywności mózgu w odpowiedzi na bodźce nagrody społecznej i niespołecznej jest złożone ze względu na immanentną trudność w zrównaniu tych rodzajów nagród. Rysunek 1 przedstawia bodźce z protokołu eksperymentalnego opracowanego do badania odpowiedzi neuronalnych na nagrodę przy jednoczesnej kontroli właściwości tych nagród. Konkretnie, paradygmat ten został zaprojektowany tak, aby (i) utrzymać spójność nagród pomiędzy próbami społecznymi a niespołecznymi, (ii) kontrolować fizyczne właściwości bodźców pomiędzy próbami społecznymi a niespołecznymi oraz (iii) być dostosowany do wieku dzieci w przedziale od 6 do 11 lat, zarówno z autyzmem, jak i bez.
Rysunek 2 przedstawia odpowiedzi ERP w momencie, gdy uczestnicy oczekują na bodźce społeczne i niespołeczne. Należy zauważyć, że ponieważ obecny protokół został zaprojektowany w celu pomiaru antycypacji nagrody (SPN), wyświetlone epoki obejmują głównie okres przed wystąpieniem informacji zwrotnej (która w postaci wykresów następuje w 0 ms). Wyniki te sugerują, że dzieci z typowym rozwojem (TD) antycypują bodźce nagrody towarzyszące twarzom silniej niż dzieci z ASD. Co więcej, choć dzieci TD antycypują bodźce w postaci twarzy znacznie bardziej niż bodźce nietwarzowe, u dzieci z ASD nie obserwuje się wyraźnych, istotnych różnic w aktywności mózgu między tymi warunkami.

<img alt="Schemat eksperymentu psychologicznego: faza wyboru przed informacją zwrotną oraz faza informacji zwrotnej ze strzałkami i reakcją twarzy." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58348/58348fig1.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Rycina 1"> 
Rycina 1: Schemat prezentacji bodźców i ram czasowych. Informacja zwrotna dla warunku społecznego (twarz) jest pokazana w lewej kolumnie. Informacja zwrotna dla warunku niespołecznego (brak twarzy) jest pokazana w prawej kolumnie. Informacja zwrotna dla odpowiedzi „poprawnych” jest pokazana na górze, a informacja zwrotna dla odpowiedzi „błędnych” jest pokazana poniżej. Rycina przedrukowana za zgodą12. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58348/58348fig1large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Wykres porównawczy fal EEG dla twarzy i strzałek u dzieci z typowym rozwojem (TD) i z ASD, amplituda w funkcji czasu." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58348/58348fig2.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Rycina 2"> 
Rycina 2: Średnie uśrednione przebiegi fal dla dzieci z grupą TD oraz dzieci z ASD z obszaru SPN w odpowiedzi na bodźce społeczne/twarze (lewo) oraz niespołeczne/strzałki (prawo). Dzieci z grupą TD są reprezentowane przez linię ciągłą, a dzieci z ASD przez linię przerywaną. Obszar między -210 a -10 ms, wykorzystany do analizy statystycznej, został zaznaczony szarym prostokątem. Rycina została zmodyfikowana na podstawie poprzedniej publikacji6. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58348/58348fig2large.jpg">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>

Ten protokół jest przeznaczony do pomiaru oczekiwania i przetwarzania nagrody u małych dzieci z autyzmem i bez autyzmu. W szczególności protokół ma na celu badanie neuronalnych korelatów nagrody w warunkach społecznych i niespołecznych, przy jednoczesnym kontrolowaniu nagrody między warunkami.

Protokół elektrofizjologiczny do pomiaru przewidywania i przetwarzania nagrody u dzieci

We present a protocol designed to measure the neural correlates of reward in children. The protocol allows researchers to measure both reward anticipation ...

Ta metoda może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania dotyczące motywacji społecznej i układu nagrody w autyzmie. Na przykład, czy dzieci z autyzmem są mniej nagradzane przez obrazy społeczne w porównaniu z ich typowo rozwijającymi się rówieśnikami? Główną zaletą tej techniki jest to, że właściwości bodźca fizycznego są kontrolowane między warunkami, a sama nagroda jest taka sama między warunkami.Są to ważne kontrole eksperymentalne. Dzisiaj pomoże mi w tym moja doktorantka, Laura Alba. Zacznij od stworzenia dwóch bloków bodźców w pakiecie oprogramowania do prezentacji EEG.Jeden blok społeczny, a drugi niespołeczny. Skonfiguruj każdą próbę tak, aby zawierała następujące elementy: krzyżyk fiksacji, dwie pola ze znakami zapytania, strzałka wskazująca pole, które uczestnik wybiera za pomocą naciśnięcia przycisku, oraz bodziec zwrotny. Na koniec, po utworzeniu bodźców, upewnij się, że pudełko z guzikami będzie dostępne do dostarczenia uczestnikowi podczas badania eksperymentalnego.Zacznij od odprowadzenia uczestnika do pokoju testowego. Przeprowadź testy poznawcze uczestnika, aby potwierdzić, że dziecko ma wynik poznawczy w zakresie od niskiej średniej do średniej. Następnie, jeśli uczestnik kwalifikuje się do badania, odprowadź go do sali testowej.Ustaw krzesło tak, aby uczestnik znajdował się w odległości 72 centymetrów od ekranu komputera. Zmierz głowę uczestnika, aby określić, jaki rozmiar czapki jest odpowiedni dla tego rozmiaru głowy. Następnie wybierz czepek EEG z 32 elektrodami srebra/chlorku srebra w międzynarodowym systemie 10-20 i dopasuj czepek EEG do głowy uczestnika tak, aby elektroda CZ była umieszczona na środku skóry głowy, zgodnie z systemem 10-20.Następnie wstrzyknąć żel przewodzący do elektrod. Podłącz nasadkę EEG do amplifier z filtrem dolnoprzepustowym o częstotliwości 70 Hz, bezpośrednio sprzężonym filtrem górnoprzepustowym, filtrem wycinającym 60 Hz i częstotliwością próbkowania 500 Hz. Następnie użyj igły lub sterylnego drewnianego patyczka, aby zawirować wewnątrz elektrody, aby przesunąć włosy i pozwolić żelowi zetknąć się ze skórą głowy.Użyj miernika impedancji, aby upewnić się, że impedancja jest poniżej 10 kiloomów dla systemu o niskiej impedancji i poniżej 50 kiloomów dla systemu o wysokiej impedancji. Po tym, jak wszystkie elektrody na nasadce pokazują dopuszczalne poziomy impedancji, umieść poziome lub HEOG elektrody ruchu gałek ocznych w kancie każdego oka i umieść elektrody pionowe lub VEOG powyżej i poniżej oka. Następnie upewnij się, że uczestnik rozumie instrukcje dotyczące zadania i sposób korzystania z pola przycisków.Sprawdź, czy komputer EEG rejestruje, a następnie rozpocznij bloki eksperymentalne. Zapewnij krótkie, 30-sekundowe przerwy po każdych 15 próbach, aby umożliwić uczestnikowi poruszanie się, jeśli zajdzie taka potrzeba. Po każdym bloku poproś uczestnika, aby wypełnił skalę Likerta mówiącą o tym, jak bardzo podobała mu się gra w zgadywanie i jak często czuł, że może uzyskać poprawne odpowiedzi.Po zakończeniu eksperymentu zdejmij czepek EEG i pozwól uczestnikowi umyć i wysuszyć włosy. Na koniec wyczyść i wysterylizuj czepek EEG dla następnego uczestnika. Wyniki te sugerują, że dzieci zazwyczaj rozwijające się lub TD bardziej niż dzieci z ASD oczekują bodźców nagrody, którym towarzyszą twarze.Podczas gdy dzieci z TD przewidują bodźce twarzy znacznie częściej niż bodźce niezwiązane z twarzą, dzieci z ASD nie wykazują ewidentnie znaczących różnic w aktywności mózgu między stanami. Próbując wykonać tę procedurę, należy pamiętać, aby sprawdzić, czy uczestnik w pełni rozumie wskazówki i sposób działania gry. Zgodnie z tą procedurą, inne metody, na przykład śledzenie ruchu gałek ocznych lub FMRI, mogą być wykonywane jednocześnie, aby odpowiedzieć na dodatkowe pytania, takie jak: gdzie patrzą dzieci z autyzmem i bez autyzmu podczas tego typu zadania lub jakie obszary mózgu są aktywowane u dzieci z autyzmem i bez autyzmu podczas tego zadania?

an-electrophysiology-protocol-to-measure-reward-anticipation

Research

JoVE Journal

Behavior

Zachowanie

W niniejszym raporcie przedstawiamy w pełni zautomatyzowany i wysoce wszechstronny system umożliwiający jednoczesne badanie wielu zachowań poznawczych oraz rejestrację aktywności neuronów u gryzoni.

W pełni zautomatyzowany i wysoce wszechstronny system do badania wielorakich funkcji poznawczych i rejestracji aktywności neuronalnej u gryzoni

Ten artykuł opisuje zestaw metod pomiaru motywacji związanej z jedzeniem i wartości celów związanych z jedzeniem u ludzi.

Badanie nagrody w postaci jedzenia i motywacji u ludzi

Ten artykuł opisuje, jak wykorzystać emocjonalne zadanie dziwaka i fMRI do pomiaru aktywacji mózgu u dzieci i młodzieży z rodzinnie wysokim ryzykiem schizofrenii (FHR). FMRI zostało użyte do pomiaru różnic w regionach czołowo-prążkowo-limbicznych podczas emocjonalnego dziwnego zadania. Dzieci z FHR wykazywały nieprawidłową aktywację funkcjonalną w okresie dojrzewania.

Pomiar aktywności czołowo-limbicznej za pomocą emocjonalnego zadania dziwacznego u dzieci z rodzinnym wysokim ryzykiem schizofrenii

W ostatnich latach wzrosło zainteresowanie szacowaniem kory mózgowej mierzonej aktywności elektrycznej dla eksperymentów neuronauki poznawczej. W tym artykule opisano, w jaki sposób pozyskiwane jest EEG o wysokiej gęstości i jak zapisy są przetwarzane w celu oszacowania źródła korowego u dzieci w wieku od 2 lat w London Baby Lab.

Analiza źródła korowego zapisów EEG o dużej gęstości u dzieci

Opisujemy metody ciągłego monitorowania autonomicznego układu nerwowego w warunkach spoczynku i prowokacji u 18-miesięcznych dzieci. Wyniki ujawniły, że protokół ten może wywoływać znaczące reakcje fizjologiczne w obu gałęziach autonomicznego układu nerwowego i wywoływać znaczną indywidualną zmienność we wzorcach reakcji.

Pomiar aktywności autonomicznego układu nerwowego serca (ANS) u małych dzieci - wyzwania związane z odpoczynkiem i rozwojem

Opisano szczegółowy protokół eksperymentalnego paradygmatu do oceny skuteczności regulacji emocji przez dzieci. Dzieci są losowo przydzielane do stosowania określonych strategii regulacji emocji, negatywne emocje są wywoływane za pomocą klipów filmowych, a zmiany w późniejszej psychofizjologii wskazują na to, w jakim stopniu regulacja emocji jest skuteczna.

Psychofizjologiczna ocena skuteczności strategii regulacji emocji w dzieciństwie

Badania elektrofizjologiczne są ważnym narzędziem do identyfikacji biomarkerów zaburzeń rozwojowych, w tym zaburzeń ze spektrum autyzmu (ASD), ale zbieranie danych w tych populacjach pozostaje wyzwaniem. W niniejszej pracy przedstawiono protokół zapoznawczy towarzyszący badaniom, które obejmują elektroencefalografię (EEG) w celu zwiększenia prawdopodobieństwa zbierania danych EEG od dzieci z ASD.

Protokół zapoznawczy ułatwia udział dzieci z ASD w badaniach elektrofizjologicznych

Ta praca przedstawia nowy protokół oceny zespołu nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi (ADHD), zapewniając bardziej obiektywną procedurę diagnostyczną dla tego zaburzenia rozwojowego opartą na użyciu innowacyjnych narzędzi. Analizuje również związek między środkami aktywizującymi a miarami funkcji wykonawczych.

Korzystanie z aktywacji mózgu (nir-HEG/Q-EEG) i środków wykonawczych (CPT) w protokole oceny ADHD

Przedstawiamy trzy protokoły, które oceniają różne formy impulsywności u szczurów i innych małych ssaków. Procedury wyboru międzyokresowego oceniają tendencję do dyskontowania wartości opóźnionych wyników. Zróżnicowane wzmocnienie niskich wskaźników i dyskryminacja cechowo-negatywna oceniają zdolność hamowania reakcji odpowiednio z karą i bez kary za niewłaściwe reakcje.

Trzy procedury laboratoryjne do oceny różnych objawów impulsywności u szczurów

Metody EEG są stosowane do ekstrakcji biomarkerów dysfunkcji mózgu. Nacisk kładziony jest na wielokanałowe potencjały związane ze zdarzeniami (ERP) rejestrowane w zadaniu GO/NOGO z sygnałem. Artefakty niezwiązane z mózgiem są korygowane, a ERP są porównywane z danymi normatywnymi. Przykłady odnoszą się do biomarkerów do diagnozowania ADHD i przewidywania odpowiedzi na leki.

Potencjały związane ze zdarzeniami (ERP) i inne metody oparte na EEG do ekstrakcji biomarkerów dysfunkcji mózgu: przykłady z pediatrycznego zespołu nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi (ADHD)

Poznaj protokół EEG do pomiaru przewidywania nagrody u dzieci z autyzmem i zdrowych rówieśników. Ta metoda pozwala badać neuronalne korelaty motywacji społecznej w kontekście społecznym i niespołecznym.

Protokół elektrofizjologiczny do pomiaru przewidywania i przetwarzania nagrody u dzieci

Przeglądaj więcej filmów