Hyperscanning experimentos com espectroscopia de infravermelho próximo funcional

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.