O presente protocolo combina espectroscopia funcional no infravermelho próximo (fNIRS) e observação baseada em vídeo para medir a sincronização interpessoal em quartetos durante uma tarefa de desenho colaborativo.
Artigo de método
O presente protocolo combina espectroscopia funcional no infravermelho próximo (fNIRS) e observação baseada em vídeo para medir a sincronização interpessoal em quartetos durante uma tarefa de desenho colaborativo.
A espectroscopia funcional no infravermelho próximo (fNIRS) é um método não invasivo particularmente adequado para medir a ativação do córtex cerebral em vários indivíduos, o que é relevante para o estudo de interações interpessoais em grupo em ambientes ecológicos. Embora muitos sistemas fNIRS ofereçam tecnicamente a possibilidade de monitorar mais de dois indivíduos simultaneamente, ainda é necessário estabelecer procedimentos de configuração fáceis de implementar e paradigmas confiáveis para rastrear respostas hemodinâmicas e comportamentais na interação grupal. O presente protocolo combina fNIRS e observação baseada em vídeo para medir a sincronização interpessoal em quartetos durante uma tarefa cooperativa. Este protocolo fornece recomendações práticas para aquisição de dados e design de paradigmas, bem como princípios orientadores para um exemplo ilustrativo de análise de dados. O procedimento é projetado para avaliar as diferenças nas respostas interpessoais cerebrais e comportamentais entre condições sociais e não sociais inspiradas por uma atividade de quebra-gelo bem conhecida, a Tarefa Colaborativa de Desenho de Rosto. Os procedimentos descritos podem orientar estudos futuros para adaptar as atividades de interação social naturalista do grupo ao ambiente fNIRS.
O comportamento de interação interpessoal é um componente importante do processo de conexão e criação de laços empáticos. Pesquisas anteriores indicam que esse comportamento pode ser expresso na ocorrência de sincronicidade, quando os sinais biológicos e comportamentais se alinham durante o contato social. Evidências mostram que a sincronicidade pode ocorrer entre pessoas que interagem pela primeira vez 1,2,3. A maioria dos estudos sobre interações sociais e seus mecanismos neurais subjacentes utiliza uma abordagem de uma única pessoa ou segunda pessoa2,4, e pouco se sabe sobre a transposição desse conhecimento para a dinâmica social de grupo. Avaliar respostas interpessoais em grupos de três ou mais indivíduos ainda é um desafio para a pesquisa científica. Isso leva à necessidade de trazer para o laboratório o complexo ambiente de interações sociais no cotidiano dos seres humanos sob condições naturalistas5.
Nesse contexto, a técnica funcional de espectroscopia de infravermelho próximo (fNIRS) é uma ferramenta promissora para avaliar as relações entre a interação interpessoal em contextos naturalistas e seus correlatos cerebrais. Apresenta menos restrições à mobilidade dos participantes em comparação com a ressonância magnética funcional (fMRI) e é resiliente a artefatos de movimento 6,7. A técnica fNIRS funciona avaliando os efeitos hemodinâmicos em resposta à ativação cerebral (alterações na concentração sanguínea de hemoglobina oxigenada e desoxigenada). Essas variações podem ser medidas pela quantidade de difusão da luz infravermelha através do tecido do couro cabeludo. Estudos prévios demonstraram a flexibilidade e robustez da técnica em experimentos ecológicos de hipervarredura e o potencial para ampliar o conhecimento em neurociência aplicada 6,8.
A escolha de uma tarefa experimental para a avaliação naturalista dos correlatos neurais dos processos de interação social em grupos é um passo crucial na abordagem dos estudos de neurociência aplicada9. Alguns exemplos já relatados na literatura com o uso de fNIRS em paradigmas de grupo incluem performance musical 10,11,12, interação em sala de aula8 e comunicação 13,14,15,16,17.
Um dos aspectos ainda não explorados por estudos anteriores é a utilização de jogos de desenho que têm como principal característica a manipulação de componentes empáticos para avaliar a interação social. Nesse contexto, um dos jogos frequentemente utilizados para induzir a interação social em dinâmicas entre estranhos é o jogo de desenho colaborativo18,19. Neste jogo, as folhas de papel são divididas em partes iguais, e os participantes do grupo são desafiados a desenhar autorretratos compartilhados de todos os membros. No final, cada membro tem seu retrato desenhado de forma colaborativa por várias mãos.
O objetivo é promover a rápida integração entre estranhos, provocada pelo direcionamento da atenção visual para os rostos dos parceiros do grupo. Pode ser considerada uma atividade "quebra-gelo" devido à sua capacidade de apoiar a curiosidade e consequentes processos empáticos entre os membros19.
Uma das vantagens do uso de tarefas de desenho é sua simplicidade e facilidade de reprodução20. Também não requerem nenhum treinamento técnico ou habilidades específicas, como visto nos estudos que utilizaram paradigmas de desempenho musical21,22,23,24. Essa simplicidade também possibilita a escolha de um estímulo mais naturalista dentro de um contexto social 4,9,25.
Além de ser um instrumento de indução de comportamento social em grupos, o desenho também é considerado uma ferramenta de avaliação psicológica26. Alguns testes psicológicos gráfico-projetivos, como o House-Tree-Person (HTP)27,28,29, o Human Figure Drawing - Sisto Scale 27 e o Kinetic Family Drawing30 são utilizados de forma complementar para diagnósticos qualitativos e quantitativos. Seus resultados geralmente expressam processos inconscientes, dando pistas sobre o sistema simbólico do indivíduo e, portanto, suas interpretações do mundo, experiências, afetos, etc.
A prática do desenho faz pensar e ajuda a criar sentido para experiências e coisas, agregando sensações, sentimentos, pensamentos e ações31. Dá pistas sobre como perceber e processar essas experiências de vida26. O desenho utiliza códigos visuais para permitir compreender e comunicar pensamentos ou sentimentos, tornando-os acessíveis à manipulação e, assim, criando a possibilidade de novas ideias e leituras31.
Na arteterapia, o desenho é uma ferramenta para trabalhar a atenção, a memória e a organização de pensamentos e sentimentos32, podendo ser utilizado como meio de produção de interação social33.
Este estudo teve como objetivo desenvolver um protocolo experimental naturalista para avaliar as respostas cerebrais vasculares e comportamentais durante a interação interpessoal em quartetos utilizando uma dinâmica de desenho colaborativo. Neste protocolo, propõe-se a avaliação das respostas cerebrais do quarteto (individualmente e a sincronicidade entre parceiros) e as possíveis medidas de desfecho, como medidas comportamentais (desenho e comportamento do olhar). O objetivo é fornecer mais informações sobre neurociência social.
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A metodologia foi aprovada pelo Comitê de Ética do Hospital Israelita Albert Einstein (HIAE) e baseia-se em um procedimento de coleta de dados neurais (fNIRS), bem como dados de comportamento do olhar, com adultos jovens durante uma experiência de desenho colaborativo. Todos os dados coletados foram gerenciados na plataforma Redcap (ver Tabela de Materiais). O projeto foi auditado pelo Comitê de Integridade Científica do Hospital Israelita Albert Einstein (HIAE). Adultos jovens, de 18 a 30 anos, foram selecionados como sujeitos para o presente estudo. O termo de consentimento livre e esclarecido foi obtido de todos os participantes.
1. Preparação para o estudo

Figura 1: A configuração. A configuração inclui uma mesa quadrada, quatro bancos e dois suportes de fio (por exemplo, tripé), equipamentos fNIRS, um computador e as câmeras. (A) O esquema de configuração: Os números verdes (1-4) correspondem aos rótulos dos participantes e às suas fezes/posicionamento à mesa durante a execução experimental. Números amarelos: 1 = suportes de fiação fNIRS, 2 = receptor de notebook de sinais fNIRS, 3 = NIRSport, 4 = câmera de 360°, 5 = câmeras de suporte. (B) Preparação para a execução experimental. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2: Retratos colaborativos - exemplos de retratos desenhados de forma colaborativa. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
2. Paradigma experimental
Tabela 1: Condição de desenho colaborativo. S1 = Sujeito 1, S2 = Sujeito 2, S3 = Sujeito 3 e S4 = Sujeito 4. As díades de desenho representam quem está desenhando quem, e a tira de desenho representa a posição do papel de escrita para desenhar em cada condição. Por exemplo, para o primeiro bloco, use uma folha de papel azul. C1, C2 e C3 representam 40 s do paradigma de desenhar condições sociais que completam um retrato. C1 (desenhando a área da testa, desenhando díades: S2 e S4; S1 e S3), C2 (desenhando a área do nariz, desenhando díades: S1 e S4; S2 e S3) e C3 (desenhando a área do queixo, desenhando díades: S3 e S4; S1 e S2). Siga o diagrama para os Blocos 2 e 3. Essa randomização mantém a ordem de desenho entre os voluntários (desenhando o parceiro frontal, depois o parceiro frontal e, por último, o parceiro sentado ao lado deles) e altera a ordem das tiras de folha a serem desenhadas. Por favor, clique aqui para baixar esta Tabela.
Tabela 2: Sequência 1 - randomização de tarefas (social, não social e de repouso). Por favor, clique aqui para baixar esta Tabela.
3. Configuração de vídeo e aquisição de dados

Figura 3: Exemplos de padrões de desenho individuais. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
4. Configuração e aquisição de dados do fNIRS

Figura 4: Distribuição dos optodos na tampa do Sujeito 1. As letras S e D representam as fontes e os detectores, respectivamente. S1 na coordenada AF7 do sistema 10-20; S2 em AF3; S3 em AF8; S4 em AF4; D1 em Fp1; D2 em F5; D3 em Fp2; e D4 em F6. Os canais são colocados na seguinte configuração: canal 1 entre S1-D1; 2 entre S1-D2; 3 entre S2-D1; 4 entre S2-D2; 5 entre S3-D3; 6 entre S3-D4; 7 entre S4-D3; e 8 entre S4-FD4. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
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O protocolo foi aplicado a um quarteto composto por mulheres jovens (24-27 anos), todas estudantes de programas de pós-graduação (Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, Brasil), com ensino de mestrado ou doutorado. Todos os participantes eram destros, e apenas um relatou ter experiência prévia de desenho. Nenhum participante tinha uma história relatada de distúrbios neurológicos.
Para as escalas e resultados dos testes psicológicos, dois participantes (2 e 4) apresentaram escores eleva...
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Este estudo teve como objetivo criar um protocolo utilizando hiperescaneamento em quatro cérebros simultaneamente sob condições naturalistas. O paradigma experimental utilizou diferentes tarefas de desenho e a correlação de múltiplas medidas de resultado, métricas de desenho, comportamentos e sinais cerebrais. Os passos críticos dentro deste protocolo são a consideração dos desafios decorrentes de sua alta complexidade e a manutenção de suas condições ecológicas e naturalistas.
A observação em...
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Paulo Rodrigo Bazán prestou consultoria científica freelance à NIRx Medizintechnik GmbH e à Brain Support Corporation, que é distribuidora da NIRx Medizintechnik GmbH. Os demais autores declaram que não há conflitos de interesse com relação à autoria ou à publicação deste artigo.
Os autores agradecem ao Instituto do Cérebro (InCe-IIEP) e ao Hospital Israelita Albert Einstein (HIAE) pelo apoio deste estudo. Um agradecimento especial a José Belém de Oliveira Neto pela revisão em inglês deste artigo.
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| 2 NIRSport | NIRx Medizintechnik GmbH, Alemanha | Nirsport 88 | Os equipamentos pertencem ao InCe ( Instituto do Cé rebro - Hospital Israelita Albert Einstein). dois sistemas de onda contínua (NIRSport8x8, NIRx Medical Technologies, Glen Head, NY, EUA) com oito fontes de iluminação LED emitindo dois comprimentos de onda de luz infravermelha próxima (760 e 850 nm) e oito detectores ópticos cada. 7,91 Hz. Os dados foram adquiridos com o software NIRStar versão 15.2 (NIRx Medical Technologies, Glen Head, Nova York) a uma taxa de amostragem de 3,472222. |
| 4 fNIRS caps | NIRx Medizintechnik GmbH, Alemanha | As toutinegras usadas nas gravações tinham uma configuração baseada no 10-20 | |
| Câ internacional; mera 360° - Kodak Pix Pro SP360 | Kodak | Kodak PixPro: https://kodakpixpro.com/cameras/360-vr/sp360 | |
| Cameras de suporte - Iphone 8 | Apple | Iphone 8 | Câmera de suporte |
| fOLD toolbox (fNIRS Optodes' Decisão de localização) | Zimeo Morais, G.A., Balardin, J.B. & Sato, J.R. fNIRS Optodes' Location Decider (fOLD): uma caixa de ferramentas para o arranjo de sondagens guiado por regiões cerebrais de interesse. Scientific Reports. 8, 3341 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-21716-z | Versão 2.2 (https://github.com/nirx/fOLD-public) | foi guiado pela caixa de ferramentas fOLD (fNIRS Optodes' Location Decider, que permite a colocação de fontes e detectores no 10 internacional; 10 para cobrir ao máximo as regiões anatômicas de interesse de acordo com vários atlas de parcelamento. O modelo de cabeça ICBM 152 A parcelação foi usada para gerar a montagem, que foi projetada para fornecer cobertura da porção mais anterior do córtex pré-frontal bilateral |
| Notebook Microsoft Surface | Microsoft | Notebook receptor dos sinais fNIRS | |
| R plataforma para computação estatística | https://www.r-project.org | R versão 4.2.0 | R é um ambiente de software livre para computação estatística e gráficos. Ele compila e é executado em uma ampla variedade de plataformas UNIX, Windows e MacOS |
| REDCap | O REDCap é suportado em parte pelos Institutos Nacionais de Saúde (NIH/NCATS UL1 TR000445) | O REDCap é um aplicativo da Web seguro para criar e gerenciar pesquisas e bancos de dados online. | |
| software Mangold Interact | Mangold International GmbH, Ed. | interagir 5.0 | Mangold: https://www.mangold-international.com/en/products/software/behavior-research-with-mangold-interact.html. Permite a análise de vídeos para resultados comportamentais e de monitoramento autonômico para alterações fisiológicas motivadas emocionalmente (pode exigir software adicional, como o DataView). Permite o uso de diferentes tipos de câmera simultaneamente e centenas de variações de métodos de codificação. |
| software NIRSite | NIRx Medizintechnik GmbH, Alemanha | NIRSite 2.0 | Para criar a montagem e ajudar a optar pela colocação e localização nas toutinegras. |
| software nirsLAB-2014 | NIRx Medizintechnik GmbH, Alemanha | nirsLAB 2014 | fNIRS Software de processamento de dados |
| NIRStar | NIRx Medizintechnik GmbH, Alemanha | versão 15.2 | para aquisição de dados fNIRS: software NIRStar versão 15.2 a uma taxa de amostragem de 3,472222 |
| software NIRStim | NIRx Medizintechnik GmbH, Alemanha | Para criação e organização de blocos paradigmáticos |
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