Investigando Cognição Social em Crianças e Adultos usando eletroencefalografia Matriz Densa ( _D EEG)

O objetivo geral deste vídeo é demonstrar um protocolo para investigar a cognição social em bebês ou adultos utilizando eletroencefalografia com matriz densa. Isso é realizado primeiramente preparando a configuração experimental para a coleta de dados e preparando a rede de sensores com células hidro para aplicação. Em segundo lugar, a rede geodésica de sensores com células hidro é aplicada e as impedâncias dos eletrodos são medidas.

Em seguida, são realizados registros de linha de base e o experimento é conduzido. O passo final do procedimento é analisar os dados. Em última instância, podem ser obtidos resultados que demonstram atividade neural distinta associada a processos cognitivos sociais por meio da análise da atividade elétrica na superfície do couro cabeludo com alta resolução temporal.

Olá, meu nome é Kemi, assistente de pesquisa no laboratório de psicobiologia do desenvolvimento infantil e parental do Dr. David Haley. Hoje, Joanna e eu demonstraremos este protocolo de estudo. Olá, eu sou Joanna.

Este método pode ser utilizado para responder perguntas fundamentais na área da neurociência do desenvolvimento, como a forma como o cérebro utiliza a cognição para processar estímulos sociais. A principal vantagem desta técnica em relação aos métodos existentes de imagem cerebral e aos sistemas convencionais de EEG é a alta resolução temporal, a resolução espacial aprimorada e a facilidade de aplicação da rede de sensores. Olá, sou David Haley.

Utilizamos o sistema de EEG para estudar a atividade cerebral em pais e bebês durante tarefas sociais e cognitivas. Antes da chegada do participante ao laboratório, certifique-se de que o computador de controle do experimento, o software Net Station e os componentes do sistema de EEG geodésico estão funcionando corretamente. Além disso, remova todos os itens desnecessários e potencialmente distrativos da sala do experimento. Configure a sala de acordo com o paradigma experimental que está sendo implementado.

Esses podem variar desde tarefas baseadas em computador até várias interações paradigmas entre pais, bebês e bebês em experimentos. Como será demonstrado neste vídeo, certifique-se de que as câmeras de vídeo estejam carregadas e posicione as câmeras em ângulos ideais para a configuração experimental atual. Quando o participante chegar ao laboratório, descreva o protocolo de aplicação da rede de sensores GDS e explique os detalhes do experimento a ele ou a ela.

Certifique-se de que o participante ou seu responsável legal compreenda bem o protocolo experimental e obtenha consentimento escrito e informado antes de prosseguir com o experimento. Para estudos de EEG, é frequentemente útil obter certas informações do participante que possam influenciar a atividade elétrica cerebral registrada. Essas informações podem ser obtidas mediante a aplicação de questionários padronizados, o que ajuda o experimento a prosseguir de maneira oportuna.

Recomenda-se que dois experimentadores estejam presentes, um para aplicar os questionários e outro para realizar os preparativos da rede de sensores geoge de célula hidro, conforme descrito na próxima seção deste protocolo. Para começar, prepare uma solução eletrolítica salina de célula hidro com um litro de água destilada, 11 gramas de cloreto de potássio e cinco mililitros de xampu infantil, certificando-se de misturar bem até que todo o cloreto de potássio esteja completamente dissolvido na solução. Em seguida, utilizando uma fita métrica, meça a circunferência da cabeça do participante.

Registrando a medida em centímetros, retire a rede de sensores geodésica de hidrogel de tamanho apropriado. Escolha um tamanho que compreenda a faixa de circunferências cranianas na qual a medida do participante se encontra. Mergulhe a extremidade dos sensores da rede de sensores na solução eletrolítica preparada e deixe embebendo por cinco minutos.

Certifique-se de manter a extremidade do conector longe do líquido. É aconselhável usar um temporizador ou cronômetro para garantir um tempo preciso. Agora, abra o software da estação de rede no computador de controle e inicie uma sessão de controle experimental.

Permita a realização das medições de zero e de ganho antes de conectar o conector da rede de sensores e coletar dados, enquanto aguarda a rede de sensores terminar de embeber no eletrólito; nesse período, leve o participante para a sala do experimento e peça que ele se sente em uma cadeira resistente e sem rodízios. Para participantes bebês, o responsável pelo bebê deve sentar na cadeira com o bebê sentado ereto em seu colo, de forma que toda a cabeça do bebê esteja acessível. Usando uma fita métrica e um lápis de ponta cerâmica, meça a distância de orelha a orelha passando pelo topo da cabeça e marque o ponto médio.

Em seguida, meça da NA até o inion passando pelo topo da cabeça. E novamente, marque o ponto médio. O vértice pode ser identificado como o ponto médio onde os pontos médios dessas duas medidas se cruzam.

Após a conclusão da imersão, retire a rede sensora da solução eletrolítica e coloque-a sobre uma toalha limpa e seca. Pressione suavemente a rede sensora com a toalha para remover o excesso de solução eletrolítica. Em seguida, entregue a extremidade do conector da rede sensora a um segundo experimentador para segurá-la durante a aplicação da rede.

Agora, pegue a rede de sensores, colocando ambas as mãos no interior da rede. Segure a rede de modo que seus polegares pressionem firmemente, mas suavemente, em ambos os lados do eletrodo frontal mais central, e seus dedos mindinhos pressionem firmemente a faixa que conecta a fileira mais posterior de eletrodos. Tenha cuidado para não esticar excessivamente a rede.

Seus seis dedos restantes devem ficar soltos dentro da rede para permitir que a parte central fique frouxa; agache-se ou ajoelhe-se para ficar na altura dos olhos do participante, de trás para frente, e puxe a rede de sensores sobre a cabeça do participante. Muitas vezes é útil ter um pesquisador adicional presente ao colocar a rede de sensores em um participante bebê. Para distrair o bebê e minimizar movimentos, use as pontas dos dedos para puxar suavemente a faixa da rede e ajustá-la de modo que o eletrodo do vértex fique posicionado sobre o ponto do vértex marcado com o lápis de marcador chinês.

Ajuste as tiras auriculares e submentonianas, inspecione as localizações das referências anatômicas para verificar se a rede está posicionada corretamente e faça os ajustes necessários. Antes de iniciar o experimento comportamental, é necessário medir as impedâncias dos eletrodos. Conecte a extremidade do conector da rede de sensores ao cabo de interface.

Gire a alavanca para travá-la no lugar e ligue a câmera. Em seguida, na sala de controle, abra uma nova sessão no software da estação de rede. Insira as informações do participante e clique em iniciar sessão.

Como os sinais de vídeo e EEG são sincronizados, uma transmissão de vídeo ao vivo da sala do experimento deve aparecer na tela. Agora, selecione o menu suspenso do painel, abra a impedância e clique no botão de medição. Uma montagem da matriz de sensores do colete hidrocelular go dsic aparecerá na tela.

Arraste esta janela até a borda da tela para que ela se abra no monitor da sala do experimento. Certifique-se de que cada eletrodo esteja posicionado diretamente sobre o couro cabeludo do participante. Consulte a janela de medição de impedância, que exibe a montagem do arranjo no monitor.

Sensores que não estiverem fazendo bom contato com o couro cabeludo aparecerão em vermelho. Anote os números desses sensores de eletrodos. Agora, use a pipeta e aplique uma pequena quantidade da solução eletrolítica previamente preparada para melhorar a impedância desses sensores.

Os eletrodos na montagem ficarão verdes à medida que sua impedância for melhorada, uma vez que as impedâncias estejam satisfatórias. Para todos os eletrodos, clique no botão salvar e fechar na janela de medição de impedância na sala de controle. Agora, no Net Station, abra a exibição de forma de onda densa.

Percorra a forma de onda e observe quaisquer canais que estejam exibindo ruído de alta amplitude devido ao contato inadequado com o couro cabeludo. Retorne à sala do experimento e reajuste a posição de quaisquer eletrodos ruidosos para que eles façam contato direto com o couro cabeludo. Pode ser necessário mais solução eletrolítica.

As gravações de linha de base em repouso são importantes em estudos de EEG com arranjo denso porque existe um alto grau de variabilidade na atividade elétrica cerebral entre participantes. Portanto, antes de iniciar o paradigma experimental, devem ser realizadas algumas gravações de EEG de linha de base da atividade elétrica cerebral em repouso dos participantes bebês. O pai ou responsável deve permanecer na sala com o bebê sentado calmamente em seu colo.

Pode-se reproduzir um filme como Baby Mozart para garantir que os bebês permaneçam calmos e imóveis durante esta fase de linha de base. Baby Mozart é uma combinação audiovisual de música clássica e designs coloridos em movimento que podem ser exibidos no monitor na sala do experimento. Agora, no Net Station, clique no botão de gravação para iniciar a gravação de dados de vídeo e forma de onda; marcadores de evento podem ser inseridos para vincular eventos comportamentais à atividade elétrica ao longo de todo o experimento.

Insira um marcador de evento de linha de base no registro da forma de onda para um período de tempo padronizado de cerca de dois minutos. Em estudos de EEG com matriz densa, é essencial que haja pelo menos dois experimentadores presentes durante todo o estudo. Um dos experimentadores será responsável por interagir com o participante e implementar o paradigma comportamental.

O segundo experimentador permanecerá na sala de controle e será responsável por monitorar a transmissão de vídeo e inserir marcadores de evento na exibição da forma de onda densa quando ocorrer um evento relevante. Inicie agora o experimento comportamental utilizando um paradigma de interação face a face com o participante bebê. Aqui, é implementado um paradigma de imitação no qual o experimentador apresenta ao bebê uma série de ações discretas usando um fantoche de coelho.

Certifique-se de monitorar continuamente a exibição densa da forma de onda durante todo o experimento para determinar se há canais apresentando níveis crescentes de ruído. Quando o experimento estiver concluído, afrouxe cuidadosamente e remova a rede de sensores da cabeça do participante. Forneça uma toalha para que possa remover qualquer solução eletrolítica em excesso.

Em seguida, enxágue, desinfete e seque a rede. Por fim, entregue ao participante os questionários restantes que precisam ser preenchidos como parte do protocolo. Essas formas de onda EEG brutas mostram as flutuações na voltagem registrada em um único eletrodo durante os primeiros 1000 milissegundos de cada uma das três fases experimentais.

Diferenças na demonstração basal e na recordação imediata. A atividade elétrica cerebral em nível superficial em diferentes regiões cerebrais também pode ser visualizada como um mapa topográfico das amplitudes de voltagem. As amplitudes são representadas em toda a superfície da cabeça durante as três fases do paradigma do mitten shake e as unidades do espectro de cores estão em microvolts.

Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como estudar a cognição social em adultos e bebês utilizando EEG de alta densidade. Demonstramos isso por meio da preparação e aplicação da rede de sensores, bem como da aquisição e análise dos dados de EEG.