Name: Sincronização de grupos durante o desenho colaborativo usando espectroscopia funcional de infravermelho próximo (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-08-05T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 53 s
Description: Aprenda a medir a sincronização neural em grupos de quatro pessoas durante tarefas de desenho colaborativo usando espectroscopia funcional de infravermelho próximo. Este protocolo integra fNIRS e análise de vídeo para estudar dinâmicas interpessoais.

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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.

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.

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...

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.

<table><tbody><tr><td>2 NIRSport&nbsp;</td><td>NIRx Medizintechnik GmbH, Alemanha</td><td>Nirsport 88</td><td>Os equipamentos pertencem ao InCe ( Instituto do C&eacute; 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&nbsp; (NIRx Medical Technologies, Glen Head, Nova York) a uma taxa de amostragem de 3,472222.</td></tr><tr><td>4 fNIRS caps</td><td>NIRx Medizintechnik GmbH, Alemanha</td><td></td><td>As toutinegras usadas nas gravações tinham uma configuração baseada no 10-20</td></tr><tr><td>C&acirc internacional; mera 360&deg; - Kodak Pix Pro SP360</td><td>Kodak</td><td></td><td>Kodak PixPro:&nbsp; https://kodakpixpro.com/cameras/360-vr/sp360</td></tr><tr><td>Cameras de suporte - Iphone 8</td><td>Apple</td><td>Iphone 8</td><td>Câmera de suporte</td></tr><tr><td>fOLD toolbox (fNIRS Optodes' Decisão de localização)</td><td>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.&nbsp; <forte>8,</forte>&nbsp; 3341 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-21716-z</td> O posicionamento do Optodes <td>Versão 2.2 (https://github.com/nirx/fOLD-public)</td> <td>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</td></tr><tr><td>Notebook Microsoft Surface</td><td>Microsoft</td><td></td><td>Notebook receptor dos sinais fNIRS</td></tr><tr><td>R plataforma para computação estatística&nbsp;</td><td>https://www.r-project.org&nbsp;</td><td>R versão 4.2.0</td><td>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</td></tr><tr><td>REDCap</td><td>O REDCap é suportado em parte pelos Institutos Nacionais de Saúde (NIH/NCATS UL1 TR000445)</td><td></td><td>O REDCap é um aplicativo da Web seguro para criar e gerenciar pesquisas e bancos de dados online.</td></tr><tr><td>software Mangold Interact</td><td>Mangold International GmbH, Ed.&nbsp;</td><td>interagir 5.0</td><td>Mangold:&nbsp; 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.</td></tr><tr><td>software NIRSite</td><td>NIRx Medizintechnik GmbH, Alemanha</td><td>NIRSite 2.0</td><td>Para criar a montagem e ajudar a optar pela colocação e localização nas toutinegras.</td></tr><tr><td>software nirsLAB-2014</td><td>NIRx Medizintechnik GmbH, Alemanha</td><td>nirsLAB 2014</td><td>fNIRS Software de processamento de dados</td></tr><tr><td>NIRStar</td><td>NIRx Medizintechnik GmbH, Alemanha</td><td>versão 15.2</td><td>&nbsp; para aquisição de dados fNIRS: software NIRStar versão 15.2&nbsp; a uma taxa de amostragem de 3,472222</td></tr><tr><td>software NIRStim</td><td>NIRx Medizintechnik GmbH, Alemanha</td><td></td><td>&nbsp; Para criação e organização de blocos paradigmáticos</td></tr></tbody></table>

sincronização de grupos durante o desenho colaborativo usando espectroscopia funcional de infravermelho próximo

Group Synchronization During Collaborative Drawing Using Functional Near-Infrared Spectroscopy

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 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...

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.

Sincronização de grupos durante o desenho colaborativo usando espectroscopia funcional de infravermelho próximo

Functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) is a noninvasive method particularly suitable for measuring cerebral cortex activation in multiple subjects, ...

Este protocolo inovador é relevante para o estudo das interações interpessoais em grupo em ambientes ecológicos. Ele é projetado para acessar diferenças nas respostas interpessoais do cérebro e do comportamento em quartetos durante diferentes tarefas de desenho. Este protocolo oferece procedimentos de fácil implementação e um paradigma confiável usando fNIRS para medir simultaneamente as respostas hemodinâmicas de um grupo de quatro indivíduos interagindo.Para se preparar para o estudo, remova todos os potenciais distratores oculares da cena. Desligue todos os dispositivos elétricos, como ar condicionado, durante a condição experimental. Certifique-se de que a sala tenha iluminação suficiente para as pessoas observarem e desenharem.Após a configuração, posicione todos os fios fNIRS de modo que permaneçam estáveis durante a tarefa experimental. Posicione o quarteto sobre a mesa dois a dois para que cada indivíduo possa observar os outros três indivíduos. Para realizar o paradigma do desenho, que é a condição social, peça aos participantes que desenhem a testa e a área dos olhos na tira superior de todas as folhas de papel.Faça com que cada papel represente um retrato totalmente desenhado de um participante. Também ter o rosto de cada participante representado de forma colaborativa por seus parceiros. Para o jogo de ligar os pontos, que é a condição não social, peça aos participantes que conectem os números de forma ascendente.Selecione uma câmera de cena de 360 graus comercialmente disponível e posicione-a sobre a mesa para que os movimentos dos olhos e da cabeça de todos os participantes possam ser percebidos simultaneamente. Verifique possíveis interferências na recepção do fNIRS. Antes da calibração do fNIRS, inicie o equipamento, verifique a interface e defina o modo de gravação.Para análise de dados, selecione uma plataforma de visualização ou análise sincronizada que permita a transcrição e codificação de vários conteúdos de vídeo simultaneamente, como o software INTERACT. Para refinar os dados observacionais, defina parâmetros que permitam a busca de padrões ou sequências, como métricas de comportamento do olhar individual, movimento da cabeça e dos olhos, movimento das mãos, expressões faciais e comportamento de fala. Após a análise, comece baixando o vídeo de todas as câmeras em formato MP4 e carregue-as no INTERACT.Segmente os dados de vídeo para codificação e análise posterior. Para extração de dados, marque as seções de vídeo manualmente e forneça-lhes códigos. Clique em Definir códigos para criar o primeiro nível, dividindo as seções de bloco em condições sociais e não sociais e períodos de descanso.Em seguida, crie um segundo nível, dividindo os dados comportamentais dos participantes juntamente com as condições sociais. Observe os detalhes e determine as métricas de desenho contando os detalhes desenhados durante o experimento. Use a ferramenta NIRSite para localizar os optodes sobre as regiões PFC.Configure a distribuição de optodes nas tampas de modo que os canais sejam posicionados acima das regiões de interesse na cabeça do participante. Divida os optodes entre quatro participantes para a aquisição simultânea de sinais. Antes de definir o aparelho fNIRS, meça os perímetros cerebrais dos quatro participantes, como as distâncias entre o nasion e o inion ao redor da cabeça para determinar o tamanho da tampa de cada participante.Em seguida, encaixe as fontes e detectores na tampa de acordo com as configurações predeterminadas. Coloque as tampas na cabeça do participante e posicione a tampa de modo que a linha média central esteja no topo da cabeça. Além disso, certifique-se de que a tampa esteja posicionada corretamente, medindo a distância entre a orelha esquerda e direita acima do topo da cabeça e posicionando a linha média central no meio da medida.Em seguida, conecte os fios dos optodos aos amplificadores e conecte as portas NIRSport 1 e 2 ao computador. Após a configuração do equipamento, habilitou o software para adquirir os dados do fNIRS. Clique em Configurar Hardware na barra de menus.Selecione a opção Modo Tandem na guia de especificação de hardware para executar a hiperdigitalização. Na guia configurar hardware, selecione uma montagem e verifique as configurações em mascaramento de canal, layout superior e configuração de canal. Execute uma calibração automática clicando em Calibrar no painel de exibição.Quando estiver pronto para iniciar o procedimento, clique em Visualizar para ter uma prévia de como os sinais estão sendo recebidos. Em seguida, comece a gravar os sinais clicando em Gravar. Abra o software de programação de blocos NIRStim e inicie a apresentação dos blocos programados clicando em Executar.O NIRStim será encerrado no final do experimento. Pare de gravar no NIRStar. Feche o software e verifique se o arquivo está salvo corretamente.Esse método foi aplicado a um quarteto composto por mulheres pós-graduandas com idades entre 24 e 27 anos. Os resultados preliminares do fNIRS mostraram ativação cerebral típica para os participantes um, dois e três nas condições de desenho social e não social. Isso foi observado em ambos os canais localizados nos hemisférios esquerdo e direito, embora os padrões de ativação fossem distintos.Por outro lado, o participante quatro apresentou ativação cerebral atípica. O sinal de oxihemoglobina foi significativamente sincronizado entre os sujeitos apenas durante a última parte da tarefa, tanto na condição de conexão dos pontos quanto na condição de desenho colaborativo. Este método pode fornecer insights sobre neurociência, arte, arteterapia e áreas de pesquisa de interação social em geral.

group-synchronization-during-collaborative-drawing-using-functional

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurociência

MazeSuite é um conjunto de ferramentas completo para se preparar, apresentar e analisar experiências de navegação e espacial. Espectroscopia de infravermelho próximo funcional (fNIR) é uma técnica de imagem óptico cérebro que possibilita o monitoramento não-invasivo e portátil de mudanças oxigenação cerebral sangue. Este artigo resume o uso coletivo de MazeSuite e fNIR dentro de um paradigma processamento cognitivo de aprendizagem.

Usando MazeSuite e Funcional espectroscopia no infravermelho próximo para o Estudo Aprendizagem em navegação espacial

Fonte: Reindl, V., et al. Conduzindo experimentos de hipervarredura com espectroscopia funcional de infravermelho próximo. J. Vis. Exp. (2019) Este vídeo demonstra o uso de espectroscopia funcional de infravermelho próximo (fNIRS) para medir a atividade cerebral durante as interações sociais. Os participantes se envolvem em uma tarefa coordenada que aumenta a atividade no córtex pré-frontal, uma região crítica para o comportamento social, enquanto o sistema detecta mudanças na absorção de luz...

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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Hyperscanning experimentos com espectroscopia de infravermelho próximo funcional

O presente protocolo descreve como realizar gravações eEG simultâneas e fNIRS e como inspecionar a relação entre os dados de EEG e fNIRS.

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Descrevemos a análise de um experimento de espectroscopia funcional de ondas contínuas quase infravermelha usando um projeto de bloco com uma tarefa sensorial. Para aumentar a confiabilidade da análise dos dados, utilizou-se o mapeamento estatístico paramétrico baseado em modelo linear qualitativo e os modelos mistos hierárquicos comparativos para multi-canais.

Análises de dados de atividade cortical qualitativa e comparativa de um experimento funcional de espectroscopia infravermelha aplicando design de bloco

O protocolo de realização de experimentos de hiperscanagem fNIRS sobre disads de aprendizagem colaborativa em um ambiente de aprendizagem naturalista é delineado. Além disso, é apresentado um pipeline para analisar os sinais inter-cerebrais de síncronia oxigenada (Oxy-Hb).

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Nova estrutura para entender a coerência entre cérebros em estudos de hipervarredura por espectroscopia funcional no infravermelho próximo (fNIRS)

O protocolo tem como objetivo fornecer uma descrição detalhada da metodologia para a realização de um estudo de hipervarredura fNIRS em aconselhamento psicológico. Isso inclui os preparativos para o experimento, o procedimento de coleta de dados e o processo subsequente de análise de dados.

Estudo de Hipervarredura de Espectroscopia Funcional de Infravermelho Próximo em Aconselhamento Psicológico

Abordagens de neuroimagem portátil (funcional perto de espectroscopia no infravermelho) fornecem avanços para o estudo do cérebro em regiões anteriormente inacessíveis; aqui, rural Costa do Marfim. Inovação no desenvolvimento de protocolos de neuroimagem culturalmente apropriadas e métodos permite romance estudo do desenvolvimento do cérebro e resultados de aprendizagem das crianças em ambientes com a adversidade e significativa da pobreza.

Métodos de neuro-imagem campo usando funcional perto de neuroimagem de espectroscopia de infravermelho (NIR) para estudar o Desenvolvimento Global da criança: Rural África subsahariana

Aprenda a medir a sincronização neural em grupos de quatro pessoas durante tarefas de desenho colaborativo usando espectroscopia funcional de infravermelho próximo. Este protocolo integra fNIRS e análise de vídeo para estudar dinâmicas interpessoais.

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