Исследование социального познания у младенцев и взрослых Использование Плотные Электроэнцефалография Array ( _Г ЭЭГ)

Общая цель данного видео — продемонстрировать протокол исследования социального познания у младенцев или взрослых с использованием электроэнцефалографии с плотным массивом электродов. Это достигается путем предварительной подготовки экспериментальной установки для сбора данных и подготовки сенсорной сети с гидрогелевыми ячейками для наложения. Затем накладывается геодезическая сенсорная сеть с гидрогелевыми ячейками и измеряется импеданс электродов.

Затем регистрируются базовые показатели и проводится эксперимент. Заключительным этапом процедуры является анализ данных. В конечном итоге, путем анализа электрической активности поверхности скальпа с высоким временным разрешением, можно получить результаты, демонстрирующие отчетливую нейронную активность, связанную с социальными когнитивными процессами.

Здравствуйте, меня зовут Кеми, я ассистент-исследователь в лаборатории психобиологии развития родителей и младенцев доктора Дэвида Хейли. Сегодня мы с Джоанной продемонстрируем протокол данного исследования. Здравствуйте, я Джоанна.

Этот метод может быть использован для поиска ответов на ключевые вопросы в области нейробиологии развития, например, о том, как мозг использует когнитивные функции для обработки социальных стимулов. Основным преимуществом данной методики перед существующими методами визуализации мозга и традиционными системами ЭЭГ является высокое временное разрешение, улучшенное пространственное разрешение и простота применения сенсорной сети. Здравствуйте, я Дэвид Хейли.

Мы используем систему ЭЭГ для изучения мозговой активности родителей и младенцев во время выполнения социальных и когнитивных задач. До прибытия участников в лабораторию убедитесь, что компьютер управления экспериментом, программное обеспечение сетевой станции и компоненты системы ЭЭГ Geodesic работают исправно. Также обязательно удалите из помещения для проведения эксперимента все ненужные предметы, которые могут отвлекать внимание. Подготовьте помещение в соответствии с реализуемой экспериментальной парадигмой.

Они могут варьироваться от компьютерных задач до различных парадигм взаимодействия родителя с младенцем или экспериментального взаимодействия с младенцем. Как будет показано в этом видео, убедитесь, что видеокамеры заряжены, и установите их под углами, оптимальными для данной экспериментальной установки. Когда участник прибудет в лабораторию, опишите протокол использования приложения сенсорной сети GDS и объясните ему или ей детали эксперимента.

Убедитесь, что участник или его законный представитель хорошо понимает протокол эксперимента, и получите письменное информированное согласие перед началом исследования. При проведении ЭЭГ-исследований часто бывает полезно собрать сведения об участнике, которые могут повлиять на регистрируемую электрическую активность мозга. Такая информация может быть получена с помощью стандартизированных опросников, что позволит обеспечить своевременное проведение эксперимента.

Рекомендуется присутствие двух экспериментаторов: одного для проведения анкетирования, а другого — для подготовки сети геогель-датчиков в гидрокамере, как описано в следующем разделе данного протокола. Сначала приготовьте солевой электролит для гидрокамеры, смешав один литр дистиллированной воды, 11 граммов хлорида калия и пять миллилитров детского шампуня; при этом тщательно перемешивайте смесь до полного растворения хлорида калия в растворе. Затем с помощью измерительной ленты измерьте обхват головы участника.

Зафиксировав результат измерения в сантиметрах, выберите геодезическую сенсорную сеть для гидроячейки подходящего размера. Выберите размер, который охватывает диапазон окружностей головы, в который попадает измеренный показатель участника. Погрузите сенсорный конец сети в подготовленный раствор электролита и оставьте его вымачиваться на пять минут.

Следите за тем, чтобы конец коннектора не касался жидкости. Для обеспечения точности времени рекомендуется использовать таймер или секундомер. Теперь откройте программное обеспечение сетевой станции на управляющем компьютере и начните сеанс экспериментального контроля.

Перед подключением разъема сенсорной сети и началом сбора данных проведите измерения нуля и коэффициента усиления. Пока сенсорная сеть замачивается в электролите, пригласите участника в экспериментальную комнату и попросите его сесть на устойчивый стул без колес. Если участник — младенец, опекун должен сесть на стул, при этом младенец должен сидеть вертикально на коленях опекуна так, чтобы вся голова ребенка была доступна. С помощью измерительной ленты и китайского карандаша измерьте расстояние от уха до уха по верхней части головы и отметьте центральную точку.

Затем измерьте расстояние от NA до иниона (inion) по верхней части головы. Снова отметьте среднюю точку. Вертекс можно определить как точку пересечения средних точек этих двух измерений.

По завершении замачивания извлеките сенсорную сетку из раствора электролита и положите ее на чистое сухое полотенце. Осторожно промокните сенсорную сетку полотенцем, чтобы удалить излишки раствора электролита. Затем передайте конец сенсорной сетки с коннектором второму экспериментатору, чтобы тот удерживал его во время наложения сетки.

Теперь возьмите сенсорную сетку, поместив обе руки внутрь сетки. Держите сетку так, чтобы большие пальцы плотно, но осторожно прижимали ее с обеих сторон от самого переднего центрального электрода, а мизинцы плотно прижимались к ленте, соединяющей самый задний ряд электродов. Старайтесь не перерастягивать сетку.

Ваши остальные шесть пальцев должны свободно находиться внутри сетки, чтобы центральная часть могла свободно свисать; присядьте на корточки или встаньте на колени, чтобы находиться на уровне глаз участника, глядя сзади вперед, и наденьте сенсорную сетку на голову участника. При наложении сенсорной сетки на младенца часто полезно присутствие дополнительного экспериментатора. Чтобы отвлечь младенца и минимизировать его движения, аккуратно потяните кончиками пальцев за ленту сетки и отрегулируйте ее так, чтобы электрод вертекса располагался на точке вертекса, отмеченной китайским маркером.

Затяните ушные и подбородочные ремни, проверьте расположение анатомических ориентиров, чтобы убедиться в правильности позиционирования сетки, и при необходимости внесите коррективы. Перед началом поведенческого эксперимента необходимо измерить импеданс электродов. Подключите разъем сенсорной сетки к интерфейсному кабелю.

Поверните рычаг, чтобы зафиксировать его, и включите камеру. Затем в комнате управления откройте новый сеанс в программном обеспечении сетевой станции. Введите данные участника и нажмите «начать сеанс».

Поскольку видеосигнал и сигналы ЭЭГ синхронизированы, на экране должна появиться прямая видеотрансляция из помещения для проведения эксперимента. Теперь откройте выпадающее меню панели, перейдите в раздел «импеданс» (impedance) и нажмите кнопку измерения. На экране отобразится монтаж сенсорной сети HydroCel GDS из датчиков.

Перетащите это окно к краю экрана, чтобы оно открылось на мониторе в комнате для проведения эксперимента. Убедитесь, что каждый электрод плотно прилегает к коже головы участника. Ознакомьтесь с окном измерения импеданса, на котором отображается схема монтажа на мониторе.

Датчики, которые не имеют хорошего контакта с кожей головы, будут отмечены красным цветом. Запишите номера этих электродных датчиков. Теперь с помощью пипетки нанесите небольшое количество предварительно приготовленного раствора электролита, чтобы улучшить импеданс этих датчиков.

Электроды на схеме монтажа станут зелеными по мере улучшения их импеданса; когда значения импеданса станут удовлетворительными, они окрасятся в зеленый цвет. Для всех электродов нажмите кнопку сохранения и закрытия в окне измерения импеданса в пульте управления. Теперь в Net Station откройте окно отображения плотных волновых форм.

Прокрутите осциллограмму и отметьте все каналы, в которых наблюдается шум высокой амплитуды из-за плохого контакта с кожей головы. Вернитесь в процедурный кабинет и отрегулируйте положение всех электродов с помехами таким образом, чтобы они имели прямой контакт с кожей головы. Может потребоваться дополнительный электролит.

Регистрация фоновой активности в состоянии покоя имеет важное значение в исследованиях с использованием ЭЭГ с плотным массивом электродов, так как электрическая активность мозга участников характеризуется высокой степенью вариабельности. Поэтому перед началом экспериментальной парадигмы при работе с младенцами следует провести несколько записей ЭЭГ для определения исходного уровня электрической активности мозга участника в состоянии покоя. Родитель или опекун должен находиться в комнате, в то время как младенец спокойно сидит у него или нее на коленях.

Чтобы младенцы оставались спокойными и неподвижными во время этой базовой фазы, можно включить такое видео, как Baby Mozart. Baby Mozart представляет собой аудиовизуальное сочетание классической музыки и красочных движущихся узоров, которые могут транслироваться на мониторе в экспериментальной комнате. Теперь в станции сети нажмите кнопку записи, чтобы начать запись видео и данных формы сигнала; на дисплее плотного представления формы сигнала можно расставлять маркеры событий для привязки поведенческих событий к электрической активности на протяжении всего эксперимента.

Поместите маркер базового события на запись отображения формы волны для стандартизированного базового периода продолжительностью около двух минут. В исследованиях ЭЭГ с плотной решеткой электродов крайне важно присутствие как минимум двух экспериментаторов на протяжении всего исследования. Один экспериментатор будет отвечать за взаимодействие с участником и реализацию поведенческой парадигмы.

Второй экспериментатор остается в комнате управления и отвечает за мониторинг видеопотока и расстановку маркеров событий на экране плотного волнового профиля при возникновении соответствующего события. Теперь начните поведенческий эксперимент с использованием парадигмы взаимодействия «лицом к лицу» для младенца-участника. В данной работе реализована парадигма имитации, при которой экспериментатор демонстрирует младенцу ряд отдельных действий с помощью куклы-кролика.

На протяжении всего эксперимента внимательно следите за отображением плотного волнового графика, чтобы определить, не повышается ли уровень шума в каких-либо каналах. По завершении эксперимента аккуратно ослабьте и снимите сенсорную сетку с головы участника. Предоставьте полотенце, чтобы протереть остатки электролитного раствора.

Затем промойте, продезинфицируйте и высушите сетку. В завершение выдайте участнику оставшиеся опросники, которые необходимо заполнить в соответствии с протоколом. На этих необработанных формах ЭЭГ-волн показаны колебания зарегистрированного напряжения на одном электроде в течение первых 1000 миллисекунд каждой из трех экспериментальных фаз.

Различия между базовым показателем и немедленным воспроизведением. Электрическая активность мозга на поверхностном уровне в различных областях мозга также может быть визуализирована в виде топографической карты амплитуд напряжения. Амплитуды отображены по всей поверхности головы во время трех фаз парадигмы «встряхивание варежки», единицы цветового спектра указаны в микровольтах.

После просмотра этого видео вы должны получить четкое представление о том, как изучать социальное познание у взрослых и младенцев с помощью ЭЭГ высокой плотности. Мы продемонстрировали этот процесс, показав этапы подготовки и наложения сенсорной сети, а также сбора и анализа данных ЭЭГ.