Name: Hyperscanning experimentos com espectroscopia de infravermelho próximo funcional (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-01-19T14:45:00.000+00:00
Duration: 6 min 42 s
Description: Aprenda a realizar experimentos de hyperscanning com espectroscopia de infravermelho próximo funcional para analisar a sincronia cérebro-cérebro em interações adulto-criança. Este método avança a pesquisa em neurociência social.

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Este trabalho foi financiado pela iniciativa de excelência do estado federal alemão e governos (fundo de semente ERS, OPSF449). O sistema Hitachi NIRS foi apoiado por um financiamento de pesquisa alemão Fundação DFG (INST 948/18-1 FUGG).

Antes da participação, todos os pais / filhos desde o consentimento informado / parecer favorável. O estudo foi aprovado pelo Comitê de ética da faculdade médica de RWTH Aachen Universidade.
1. preparação antes da chegada do participante
<ol><li>Prepare as tampas do NIRS.<ol>
<li>Escolha os tamanhos da tampa do mesmo tamanho ou ligeiramente maior do que a circunferência da cabeça do participante.</li>
		<li>Corte 15 furos com um diâmetro de cerca de 15 mm cada, organizados em uma grade de 3 x 5 horizontal, para a área da testa de cada um dos 2 tampas de EEG crus (ver Tabela de materiais). Certifique-se que os furos são espaçado 30 mm da outra em qualquer direção, que a coluna do meio de buracos está localizada no centro da testa, ou seja, acima do nariz, e que a linha inferior situa-se acima das sobrancelhas.</li>
		<li>Para fazer as tampas mais confortável e minimizar marcas de pressão, anexar material de espuma macia (por exemplo, adesiva janela da selagem, fita ou semelhante plano material de espuma de borracha) no lado interno da grade titular entre os soquetes da sonda e nas bordas. Use fita adesiva dupla face ou linha de costura, se necessário.</li>
		<li>Montar uma grade de titular de sonda de 3 x 5 vazio (ver Tabela de materiais) para cada um dos gorros de EEG modificados tais que a grade de suporte propriamente dito é colocada no interior da PAC e o titular soquetes vara nos buracos. Nota: O sistema de medição de NIRS (ver Tabela de materiais) tem dois separar conjuntos de sonda, use uma sonda para cada participante.</li>
		<li>Insira cuidadosamente as sondas nos encaixes nas grades suporte apropriado tal que apenas o primeiro cume de cada sonda é montado no soquete, que resulta em um som de clique.</li>
		<li>Abrir a sonda definir janela monitor no sistema de medição de NIRS e selecione sonda 2 conjuntos organizados em uma grade de 3 x 5 cada um, um para a criança participante e outra para o adulto. Certifique-se de que o regime de sonda das duas tampas corresponde ao regime na janela conjunto de sonda (ou seja, mesmo local do respectivo emissor e números de sonda do receptor).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Prepare o experimento.<ol>
<li>Inicie o sistema de medição de NIRS com díodos laser ligados 30 min. antes da medição, tal que o sistema atinge um estábulo, temperatura de funcionamento.</li>
		<li>Defina todas as opções necessárias no sistema de medição de NIRS. Certifique-se que o dispositivo está definido como medição relacionados ao evento e que a entrada serial RS232, necessária para o recebimento de gatilhos do paradigma experimental, está ativa. Nota: A experiência é uma versão adaptada por um paradigma idealizado por Cui et al 12, programado nas extensões não-comercial de ferramentas psicofísica, versão 3.0.1116.</li>
		<li>Preparar o paradigma experimental, iniciando o software de computação técnico (consulte a Tabela de materiais) que serve como base para as extensões de ferramentas de psicofísica e definindo o diretório atual para a pasta que o paradigma é salvo em.</li>
		<li>Queixo de lugar dois baseia-se na frente da tela do computador para evitar que os movimentos da cabeça durante o experimento.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. participante chegada no laboratório
<ol><li>Prepare os participantes.<ol>
<li>Mostrar e explicar a instalação experimental, incluindo o sistema de medição de NIRS para os participantes. Sempre certifique-se que os participantes não olhe diretamente para o feixe de laser do sistema de medição de NIRS como isso pode ser prejudicial aos olhos.</li>
		<li>Assento os participantes ao lado do outro na frente da tela do computador. Ajuste a altura dos restos de queixo tal que ambos os participantes sente-se confortavelmente.</li>
		<li>Instruir os participantes e administrar testes de prática da cooperativa e o jogo competitivo. Dar instruções adicionais durante os ensaios de prática, se necessário.</li>
		<li>Medir e marcar o ponto Fpz de acordo com o sistema 10-20, que é 10% da distância entre o nasion e o Ínion, na cabeça de cada participante.</li>
		<li>Coloque as tampas com as sondas cuidadosamente sobre as cabeças dos participantes, com o laser desligado. Coloque a frente da PAC, incluindo a grade de sonda, na testa do participante primeiro e puxe para baixo a parte de trás da PAC para o pescoço. Certifique-se que a sonda média da linha de fundo é colocada no Fpz e a coluna do meio da sonda é alinhada ao longo da curva de referência sagital.</li>
		<li>Coloque os fios de fibra no braço titular ligado ao sistema de medição de NIRS para que penduram livremente sem contato com o participante ou cadeira e que eles não puxe as tampas. Utilize um suporte adicional (ex. modificada, microfone ou similar) para o segundo participante, se necessário.</li>
		<li>Empurre cada sonda ainda mais a sua tomada até o nariz branco pequeno no centro da parte superior do invólucro da sonda é visível. Nota: O nariz é empurrado para cima por um mecanismo de mola de bobina assim que a ponta da sonda toca o couro cabeludo do participante.</li>
		<li>Ligue novamente o laser e a qualidade do sinal de teste clicando no botão Auto ganho na janela monitor de conjunto de sonda do sistema de medição de NIRS.</li>
		<li>Se um canal não tem um sinal suficiente (ou seja, se está marcado em amarelo), gentilmente colocar de lado o cabelo por baixo circundante a ponta da sonda. Se necessário, empurrar as sondas mais longe em suas bases, mas assegurar o conforto do participante. Verifica se a qualidade de sinal melhorou (ou seja, que o canal agora é marcado em verde), clicando no botão Auto ganho novamente.</li>
		<li>Se passo 2.1.9. não conduzir a uma melhoria do sinal, ajustar a intensidade do sinal. Se houver muito sinal (ou seja, se o canal está marcado em vermelho), alterar a intensidade de sinal de baixa intensidade de sinal por repetidamente clicando no símbolo da respectiva sonda a sonda definir janela monitor do sistema de medição de NIRS. Se não houver suficiente sinal (ou seja, se o canal está marcado em amarelo), mude a intensidade do sinal de intensidade de sinal elevado, novamente clicando várias vezes no símbolo da sonda respectivos.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Realizar o experimento<ol>
<li>Quando não existem perguntas após os ensaios de prática e um sinal de boa qualidade é assegurada, inicie o paradigma experimental.</li>
		<li>Coloque uma toalha sobre as mãos dos participantes para que eles não podem ver os movimentos da mão do seu respectivo parceiro de jogo.</li>
		<li>Após o experimento, salvar os dados e exportar os dados de intensidade de luz crua como um arquivo de texto clicando no botão texto arquivo para fora. Não aplica quaisquer filtros do sistema de medição do NIRS.</li>
		<li>Limpe todas as matérias (sondas, titulares de sonda, queixo descansos) com etanol. Lave as tampas em um ciclo suave com um detergente suave.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. análise de dados
<ol><li>Pré-processamento de dados Nota: Existem vários pacotes de software não-comercial disponível para análise de dados fNIRS, por exemplo., HomER17, NIRS cérebro AnalyzIR18 ou SPM para fNIRS19. Este último foi utilizado para as seguintes etapas de pré-processamento. Para obter mais informações sobre como executar essas etapas, consulte o manual da caixa de ferramentas.<ol>
<li>Converta os arquivos de dados para o SPM para formato de dados fNIRS.</li>
		<li>Calcule as alterações de concentração oxi-Hb e deoxy-Hb usando a lei de Beer-Lambert modificada, pressionando o botão converter na janela principal. Entra na idade da matéria e a distância entre a fonte e o detector (por exemplo, 3cm). Aceite os valores padrão para os coeficientes de absorção molar da oxi-Hb e deoxy-Hb em comprimento de onda (λ) 1 e λ 2, bem como os valores padrão para o fator diferencial pathlength (DPF) em λ 1 e λ 2.</li>
		<li>Pré-processar as séries de alterações hemodinâmicas para reduzir artefatos de movimento, selecionando o botão MARA (para obter mais informações sobre a veja algoritmo MARA Scholkman et al . 20).</li>
		<li>Pré-processar as séries cronológicas para reduzir desvios lentos, selecionando o botão DCT.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Deteção de canal ruim Nota: Deteção de canal ruim pode ser realizada antes e/ou após fNIRS de pré-processamento de dados. Neste protocolo, são combinados diferentes critérios objectivos para a detecção de canais ruins e inspeção visual. Por favor, note que a lista proposta de critérios objectivos não é exaustiva. Para a deteção de canal ruim, scripts auto escritos foram usados (para o técnico computação software, consulte Tabela de materiais).<ol>
<li>Exclua os canais em que não há alteração de sinal para várias amostras contínuas, que é indicada por uma linha reta ao plotar as séries cronológicas.</li>
		<li>Calcular o coeficiente de variação CV = SD/média * 100 para os dados de atenuação cru. Excluir os canais em que o CV está acima de uma porcentagem predefinida (por exemplo, 10%; ver por exemplo van der Kant et al 21).</li>
		<li>Trace o espectro de potência do sinal. Se não tem batidas visíveis no espectro do sinal em torno de 1 Hz, conforme indicado por um poder maior nessa banda de frequência, exclua o canal da análise.</li>
		<li>Inspecione visualmente todos os dados antes ou depois do processamento. Decidir se deseja incluir o canal com base em critérios objectivos, descritos em 3.2.1 – 3.2.3, bem como na detecção visual subjetiva de canais ruidosos.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Conectividade do cérebro-para-cérebro Nota: Dois diferentes estimam tipos de conectividade do cérebro podem ser distinguidos: estimativas não direcionados, que quantificar a força da conectividade, e estimativas dirigidas, que visam estabelecer evidência estatística para o nexo de causalidade a partir dos dados22 . Aqui o foco foi a coerência wavelet transform (WTC), uma estimativa amplamente aplicada não direcionados para a conectividade do cérebro-para-cérebro de fNIRS. Dispõem de várias soluções de software não-comercial para a computação do WTC, por exemplo, um por Grinsted e colegas23 ou a ASToolbox,24, que foi utilizado neste protocolo para as etapas seguintes.<ol>
<li>Na função AWCO da ASToolbox, especificar a wavelet mãe (por exemplo, generalizada Wavelet de Morse com seus parâmetros beta e gama), que é usada para transformar cada série de tempo para o domínio do tempo e da frequência da wavelet contínua transformação.</li>
		<li>Especifica o tipo de janela de suavização (por exemplo, janela Hanning) e o tamanho da janela suavização para o domínio do tempo e escala na função AWCO.</li>
		<li>Para examinar o significado dos coeficientes WTC e calcular seus p-valores, especificar o número de série de tempo substituto (n ≥ 300) e o modelo ARMA (por exemplo, AR (1)) na função AWCO.</li>
		<li>Com os parâmetros especificados em etapas 3.3.1 a 3.3.3, calcule a coerência de wavelet de dois canais correspondentes (o mesmo canal em dois participantes).</li>
		<li>Escolha uma faixa de frequência de interesse em que a sincronia de cérebro-para-cérebro relacionados à tarefa deverá ocorrer com base em estudos anteriores e inspeção visual dos dados (para uma abordagem alternativa, consulte Nozawa et al 25).</li>
		<li>Calcule a média dos coeficientes de WTC e/ou a percentagem de significativos coeficientes WTC na banda de frequências relacionadas a tarefas para cada bloco de tarefa em cada canal e para cada díade. Usar esse valor como uma medida de resultado de cérebro-para-cérebro sincronia para mais uma análise estatística (para mais informações, consulte Reindl et al 11).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Comparação de pares aleatórios Nota: Para validar os resultados, recomendamos comparar o WTC das díades reais para o WTC de aleatórios emparelhamentos de adulto-criança, que não jogou com o outro, mas executada a mesma tarefa experimental.<ol>
<li>Calcular o WTC, conforme descrito no ponto 3.3., para pares de participante que não jogar juntos, mas executada a mesma tarefa experimental (isto é, pares aleatórios). Escolha o número de pares aleatórios (por exemplo, 300 para cada condição) e calcular o WTC para cada par aleatório.</li>
		<li>Compare a coerência dos pares aleatórios e reais para evitar a detecção de sincronicidade espúria.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

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<li>Pinti, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+present+and+future+use+of+functional+near-infrared+spectroscopy+%28fNIRS%29+for+cognitive+neuroscience%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+the+New+York+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">The present and future use of functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) for cognitive neuroscience.</a> Annals of the New York Academy of Sciences. , (2018).</li>
<li>Brigadoi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motion+artifacts+in+functional+near-infrared+spectroscopy%3A+a+comparison+of+motion+correction+techniques+applied+to+real+cognitive+data%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Motion artifacts in functional near-infrared spectroscopy: a comparison of motion correction techniques applied to real cognitive data.</a> NeuroImage. 85 (1), 181-191 (2014).</li>
<li>Cooper, R. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+systematic+comparison+of+motion+artifact+correction+techniques+for+functional+near-infrared+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">A systematic comparison of motion artifact correction techniques for functional near-infrared spectroscopy.</a> Frontiers in Neuroscience. 6, 147(2012).</li>
<li>Hirsch, J., Zhang, X., Noah, J. A., Ono, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frontal+temporal+and+parietal+systems+synchronize+within+and+across+brains+during+live+eye-to-eye+contact%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Frontal temporal and parietal systems synchronize within and across brains during live eye-to-eye contact.</a> NeuroImage. 157, 314-330 (2017).</li>
<li>Scholkmann, F., Holper, L., Wolf, U., Wolf, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+methodical+approach+in+neuroscience%3A+assessing+inter-personal+brain+coupling+using+functional+near-infrared+imaging+%28fNIRI%29+hyperscanning%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">A new methodical approach in neuroscience: assessing inter-personal brain coupling using functional near-infrared imaging (fNIRI) hyperscanning.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 7, 813(2013).</li>
</ol>

Os autores não têm nada para divulgar.

Neste protocolo, mostramos como conduzir experimentos de hyperscanning de fNIRS e uma maneira de analisar o cérebro-para-cérebro sincronia, medindo as alterações de concentração de oxi-Hb e deoxy-Hb em regiões do cérebro frontal de duas disciplinas simultaneamente. FNIRS hyperscanning é relativamente fácil de aplicar: um único dispositivo NIRS é suficiente para medir as atividades cerebrais de ambos os assuntos dividindo os optodes entre eles. Assim, nenhuma sincronização entre dispositivos diferentes é necessário<sup cl...

Nos últimos anos, neurocientistas começaram a estudar as interações sociais, gravando-as atividades do cérebro de duas ou mais pessoas simultaneamente, uma abordagem denominada hyperscanning1. Esta técnica abre novas oportunidades para elucidar os mecanismos neurobiológicos subjacentes a essas interações. Para compreender as interações sociais, pode não ser suficiente estudar o cérebro único em isolamento, mas prefiro as actividades conjuntas dos cérebros de interação de pessoas2. Usando técnicas de neuroimagem diferentes, hyperscanning os estudos mostraram aquele cérebro sincronizar as atividades de interação de pessoas ou grupos, por exemplo, enquanto eles coordenam suas ações3, fazer música4,5, comunicar-se se envolver em atividades de sala de aula6 ou7de cooperar.
O artigo apresenta um protocolo para a realização de gravações simultâneas com funcional espectroscopia de infravermelho próximo (fNIRS). Semelhante à ressonância magnética funcional (fMRI), fNIRS mede a resposta hemodinâmica à ativação do cérebro. Alterações na hemoglobina oxigenada e desoxigenada (oxi-Hb e deoxy-Hb) são calculadas com base na quantidade de luz de infravermelho próximo diffusively transmitida através de do tecido8. fNIRS é bem adequado para a realização de experiências de hyperscanning, especialmente com crianças, porque pode ser aplicado em configurações mais naturais e menos restrita do que a ressonância magnética. Além disso, é menos propenso a artefatos de movimento do que ambos, fMRI e EEG9. Além disso, dados de fNIRS podem ser adquiridos na alta frequência de amostragem (por exemplo, 10 Hz), assim, altamente oversamples a resposta hemodinâmica relativamente lenta e, assim, potencialmente fornece uma imagem mais completa de temporal de hemodinâmica o cérebro10 .
Este protocolo foi desenvolvido no âmbito do estudo de Reindl et al 11 e foi ligeiramente modificado (em especial no que diz respeito à colocação de canal e identificação de canal ruim) mais recentemente. O objetivo do estudo foi examinar a atividade cerebral sincronizada de díades mãe-criança. Usando o fNIRS hyperscanning, avaliamos sincronia de cérebro-para-cérebro em áreas pré-frontal do cérebro das crianças (idade entre cinco a nove anos) e seus pais, principalmente mães, durante uma cooperativa e uma tarefa de computador do competidor. Regiões pré-frontal do cérebro foram apontadas como eles tinham sido identificados como importantes regiões para sociais processos interativos em anteriores estudos de hyperscanning1. A tarefa de cooperativa e competitiva foram originalmente desenvolvidos por Cui et al 12 e recentemente independentes por vários anteriores estudos13,14,15. Para o estudo da Reindl et al 11, as tarefas foram modificadas para ser adequado para crianças. Os participantes foram instruídos também responder conjuntamente via pressiona o botão em resposta a um alvo (cooperação) ou para responder mais rápido do que o outro jogador (concorrência). Cada criança realizada cada tarefa uma vez com o pai e uma vez com um estranho adulto do mesmo sexo como o pai. Dentro de cada díade criança-adulto, coerência de wavelet foi calculada para os sinais de oxi-Hb de canais correspondentes como uma medida de sincronia de cérebro-para-cérebro.
Este protocolo descreve os procedimentos para coletar dados de hyperscanning fNIRS de pai e filho durante o jogo cooperativo e competitivo. O procedimento geral, no entanto, não é específico para este projeto de pesquisa, mas é apropriado para diferentes populações (por exemplo, adultos estranhos, parceiros românticos, irmãos, etc.) e pode ser adaptado para um número de diferentes tarefas experimentais. Este protocolo também descreve um possível procedimento analítico, que abrange as etapas de análise de dados necessários e opcionais, incluindo pré-processamento de dados fNIRS, deteção de canal ruim, análise de coerência de wavelets e validação pela análise par aleatório.

<table><tbody><tr><td>Sistema de medição NIRS com conjuntos de sondas e grades de suporte de sonda</td><td>Hitachi Medical Corporation, Tóquio, Japão</td><td>Sistema de Topografia Óptica ETG-4000&nbsp;</td><td>O protocolo de estudo atual requer um segundo conjunto de sonda adulto opcional para 52 canais de medição no total, bem como duas grades de suporte de sonda 3x5.</td></tr><tr><td>tampas de EEG em bruto</td><td>EASYCAP GmbH, Herrsching, Alemanha</td><td>C-SCMS-56; As tampas C-SCMS-58</td><td>devem ser fornecidas com orifícios para sondas NIRS pelo experimentador. Escolha o tamanho da touca do mesmo tamanho ou um pouco maior que a circunferência da cabeça do participante.</td></tr><tr><td>Software de computação técnica</td><td>The MathWorks, Inc., Natick, MA</td><td>MATLAB R2014a (ou versões posteriores)</td> <td>Serve como base para extensões de caixa de ferramentas de psicofísica (apresentação de estímulo), SPM para caixa de ferramentas fNIRS&nbsp; (análise de dados fNIRS) e ASToolbox (computação WTC).</td></tr></tbody></table>

hyperscanning experimentos com espectroscopia de infravermelho próximo funcional

Conducting Hyperscanning Experiments with Functional Near-Infrared Spectroscopy

Gravações simultâneas de cérebro de duas ou mais pessoas interagindo, uma abordagem denominada hyperscanning, estão ganhando importância crescente para a nossa compreensão das bases neurobiológicas do interações sociais e relações interpessoais possivelmente . Espectroscopia de infravermelho próximo funcional (fNIRS) é bem adequada para experimentos de hyperscanning porque ele mede efeitos hemodinâmicos locais com uma alta taxa de amostragem e, importante, pode ser aplicado em ambientes naturais, não exigindo movimento estrito restrições. Neste artigo, apresentamos um protocolo para a realização de experiências de hyperscanning fNIRS com díades mãe-criança e para analisar sincronia de cérebro-para-cérebro. Além disso, podemos discutir questões críticas e direções futuras, sobre o projeto experimental, registo espacial dos canais fNIRS, influências fisiológicas e métodos de análise de dados. O protocolo descrito não é específico para díades mãe-criança, mas pode ser aplicado a uma variedade de diferentes constelações diádica, como adultos estranhos, parceiros românticos ou irmãos. Para concluir, fNIRS hyperscanning tem potencial para produzir novos insights sobre a dinâmica da interação social em curso, que possivelmente ultrapassam o que pode ser estudado, examinando as atividades dos cérebros individuais.

Dados representativos de uma díade mãe-filho durante a condição de cooperativa são mostrados na Figura 1. A tarefa cooperativa consiste de três 30 s resto blocos e blocos de duas tarefas, com 20 testes cada, apresentados em ordem de alternadas. Em cada julgamento, os participantes têm de reagir tão simultaneamente quanto possível a um sinal para ganhar um ponto11.
<img alt="F...

O presente protocolo descreve como realizar experimentos de hyperscanning de fNIRS e analisar o cérebro-cérebro de sincronia. Além disso, discutimos os desafios e as soluções possíveis.

Hyperscanning experimentos com espectroscopia de infravermelho próximo funcional

Concurrent brain recordings of two or more interacting persons, an approach termed hyperscanning, are gaining increasing importance for our understanding ...

Medindo as atividades cerebrais de duas ou mais pessoas simultaneamente, este método pode lançar luz sobre os mecanismos neurobiológicos subjacentes às interações sociais. Espectroscopia funcional quase infravermelha, ou fNIRS, é adequada para a realização de tais experimentos de hiperscanagem porque mede a resposta hemodinâmica cerebral com uma alta taxa de amostragem e pode ser aplicada em ambientes relativamente naturais. Embora este protocolo mostre como realizar gravações simultâneas de fNIRS de díades adulto-criança, ele pode ser adaptado a diferentes constelações dídicas, como parceiros românticos e para diferentes tarefas experimentais.Comece escolhendo um tamanho de tampa do mesmo tamanho ou ligeiramente maior que a circunferência da cabeça do participante. Corte 15 orifícios com um diâmetro de aproximadamente 15 milímetros cada, dispostos em uma grade horizontal de três por cinco na área da testa de cada uma das duas tampas de EEG cruas. Certifique-se de que os orifícios estão espaçados 30 milímetros uns dos outros em qualquer direção, que a coluna média dos buracos está localizada no centro da testa.Para tornar as tampas mais confortáveis e minimizar as marcas de pressão, conecte o material de espuma macia no lado interno da grade do suporte entre as tomadas da sonda e nas bordas. Em seguida, monte uma grade vazia de suporte de sonda de três por cinco para cada uma das tampas EEG modificadas, de tal forma que a própria grade do suporte seja colocada no interior da tampa e as tomadas do suporte grudem nos orifícios. Em seguida, insira suavemente as sondas nas tomadas de suporte apropriadas na grade de modo que apenas o primeiro cume de cada sonda seja montado na tomada que resulta em um som de clique.Abra a janela do monitor do conjunto de sondas no sistema de medição mais próximo e selecione dois conjuntos de sondas dispostos em uma grade de três por cinco cada, um para a criança participante e outro para o adulto. Certifique-se de que os arranjos da sonda das duas tampas correspondem aos arranjos na janela do conjunto da sonda. Em seguida, ligue os diodos laser do sistema de medição mais próximo 30 minutos antes de medir para que o sistema atinja uma temperatura de funcionamento estável.Defina todas as opções necessárias no sistema de medição mais próximo. Certifique-se de que o dispositivo está definido para medição relacionada a eventos e que a entrada serial RS232 necessária para receber gatilhos a partir do paradigma experimental está ativa. Em seguida, prepare o paradigma experimental iniciando o software técnico de computação que serve de base para as extensões da Caixa de Ferramentas psicofísica e definindo o diretório atual para a pasta em que o paradigma é salvo.Finalmente, coloque dois queixos na frente da tela do computador para evitar movimentos da cabeça durante o experimento. Comece escoltando os dois participantes até a sala de testes e explicando a configuração experimental. Em seguida, sente os participantes um ao lado do outro em frente à tela do computador.Ajuste a altura do queixo repousa de tal forma que ambos os participantes se sentem confortavelmente. Forneça instruções e administre ensaios práticos tanto da cooperativa quanto do jogo competitivo. Em seguida, meça e marque o ponto fpz de acordo com o sistema 10-20, que é de 10% da distância entre na íon e imion na cabeça de cada participante.Em seguida, desligue o laser e coloque as tampas com as sondas cuidadosamente na cabeça dos participantes. Certifique-se de que a sonda média da linha inferior seja colocada em Fpz e a coluna do teste médio esteja alinhada ao longo da curva de referência sagital. Coloque as cordas de fibra no braço do suporte preso ao sistema de medição mais próximo para que fiquem soltos sem contato com o participante ou a cadeira e que não puxem as tampas.Em seguida, empurre cada sonda ainda mais em sua tomada até que o pequeno nariz branco no centro da parte superior da sonda seja visível. Em seguida, ligue o laser novamente e teste a qualidade do sinal clicando no botão Ganho Automático na janela do monitor do sistema de medição mais próximo. Se um canal estiver marcado em amarelo, ou seja, sinal insuficiente, coloque suavemente o cabelo sob a ponta da sonda circundante de lado.Faça ajustes no teste e clique novamente no botão Ganho Automático para ver se a qualidade do sinal melhorou ou está marcada em verde. Uma vez que a qualidade do sinal seja satisfatória, coloque uma toalha sobre as mãos dos participantes para que eles não possam ver os movimentos das mãos de seu respectivo parceiro de jogo. Então, comece a experiência.Em seguida, após o experimento ser concluído, salve os dados e exporte os dados de intensidade de luz bruta como um arquivo de texto clicando no botão Arquivo de texto. Por fim, limpe as sondas, os suportes da sonda e o queixo repousa com etnol e lave as tampas com detergente suave. Como medida de sincronia cérebro-cérebro, a coerência wavelet é calculada entre os sinais fNIRS de sujeitos interagindo.Coeficientes de coerência de wavelet são visualizados usando um mapa de cores que vai do azul, pouca ou nenhuma coerência, ao vermelho, o que significa coerência forte ou máxima. Os resultados mostram uma forte coerência ao longo do experimento em uma banda de alta frequência até um período de duração de cerca de um segundo, o que provavelmente resulta dos ritmos cardíacos dos sujeitos. Além disso, uma forte coerência aparece em uma faixa de frequência mais baixa entre o comprimento do período de dois e oito segundos.A coerência nesta faixa de baixa frequência provavelmente reflete uma sincronização das atividades cerebrais de ambos os sujeitos durante a tarefa. Ao tentar este procedimento, é importante verificar se as tampas são colocadas corretamente na cabeça dos participantes e garantir uma boa qualidade de sinal. Após seu desenvolvimento, essa técnica abriu caminho para pesquisadores do campo da neurociência social explorarem a sincronia cérebro-cérebro em uma variedade de tarefas diferentes, examinando correlações comportamentais e associações às características dos indivíduos e sua relação.

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurociência

Aqui nós descrevemos um método de coleta de dados e análise de dados para funcional espectroscopia no infravermelho próximo (fNIRS), um romance não-invasivo sistema de imagens do cérebro usada em neurociência cognitiva, particularmente no estudo do desenvolvimento do cérebro da criança. Este método fornece um padrão universal de aquisição de dados e análise vital para a interpretação de dados e descoberta científica.

Explorando Funções Cognitivas em Bebés, Crianças e Adultos com Espectroscopia no Infravermelho Próximo

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Espectroscopia funcional de infravermelho próximo para registrar a atividade cerebral durante interações sociais

Monitorar a atividade cerebral durante tarefas motoras eretas é de grande valor ao investigar a fonte neural dos distúrbios do movimento. Aqui, demonstramos um protocolo que combina espectroscopia funcional de infravermelho próximo com monitoramento contínuo da atividade muscular e cinemática durante 4 tipos de tarefas motoras.

Perto Funcional Espectroscopia no Infravermelho das Regiões sensoriais e motoras do cérebro com simultânea cinemática e Monitoramento EMG Durante tarefas motoras

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Aprenda a realizar experimentos de hyperscanning com espectroscopia de infravermelho próximo funcional para analisar a sincronia cérebro-cérebro em interações adulto-criança. Este método avança a pesquisa em neurociência social.

Hyperscanning experimentos com espectroscopia de infravermelho próximo funcional

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