Функциональная спектроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне для регистрации активности мозга во время социальных взаимодействий

Начните с диады «родитель-потомок», оснащенной зондовыми сетками функциональной системы ближней инфракрасной спектроскопии (fNIRS) и расположенной перед общим дисплеем.

Излучающие зонды в сетке излучают ближний инфракрасный свет, который проникает в ткани мозга.

В качестве исходного уровня, когда нет стимула, кровь в сосудах головного мозга поддерживает нормальный метаболический уровень кислорода.

Запишите базовую активность, измерив отраженный свет, обнаруженный датчиками детектора.

Введите визуальный стимул, который требует, чтобы участники реагировали нажатием кнопок либо в сотрудничестве, либо в соревновании, что приводит к повышению активности в префронтальной коре, области мозга, имеющей решающее значение для социального взаимодействия.

Повышенная активность нейронов повышает метаболическую потребность в кислороде, вызывая поток насыщенной кислородом крови, несущей оксигемоглобин.

Изменение поглощения света повышенным уровнем оксигемоглобина отражает повышенную активность.

Проанализируйте одновременное возникновение повышенной активности между участниками во время выполнения задания, чтобы оценить синхронность между мозгами.

Начните с выбора размера кепки, который будет такого же размера или немного больше окружности головы участника. Вырежьте 15 отверстий, диаметром примерно миллиметров каждое, расположенных в горизонтальной сетке 3 на 5 в области лба каждого из 2 необработанных колпачков ЭЭГ. Следите за тем, чтобы отверстия были расположены на расстоянии 30 миллиметров друг от друга в любом направлении, чтобы средний столбик отверстий располагался в центре лба. Для того, чтобы сделать колпачки более удобными и свести к минимуму следы давления, прикрепите мягкий вспененный материал на внутренней стороне сетки держателя между гнездами щупов и по краям.

Затем установите пустую сетку держателя зонда 3 на 5 к каждому из модифицированных колпачков ЭЭГ таким образом, чтобы сама сетка держателя была размещена на внутренней стороне колпачка, а гнезда держателя застряли в отверстиях. Затем аккуратно вставьте щупы в соответствующие гнезда держателя на сетке так, чтобы в гнездо был установлен только первый выступ каждого щупа, что приводит к звуку 1 щелчка.

Откройте окно монитора набора щупов на ближайшей измерительной системе и выберите 2 набора щупов, расположенных в сетке 3 на 5 каждый. Один для участвующего ребенка и один для взрослого. Убедитесь, что расположение щупов двух колпачков соответствует расположению в окне набора щупов. Затем за 30 минут до измерения включите лазерные диоды измерительной системы NIRS, чтобы система достигла стабильной рабочей температуры.

Установите все необходимые опции в измерительной системе NIRS. Убедитесь, что устройство настроено на измерение, связанное с событием, и что последовательный вход RS-232, необходимый для приема триггеров из экспериментальной парадигмы, активен. Затем подготовьте экспериментальную парадигму, запустив техническое компьютерное программное обеспечение, которое служит основой для расширений психофизического инструментария, и установив текущий каталог папку, в которой парадигма сохранена. Наконец, поместите два упора для подбородка перед экраном компьютера, чтобы предотвратить движения головы во время эксперимента.

Начните с сопровождения двух участников в испытательную комнату и объяснения экспериментальной установки. Затем посадите участников рядом друг с другом перед экраном компьютера. Отрегулируйте высоту подбородочных упоров, чтобы оба участника сидели удобно. Давать инструкции и проводить практические испытания как кооперативной, так и соревновательной игры.

Далее измерьте и отметьте точку FPZ по системе 10-20, что составляет 10% расстояния между назионом и инионом на голове каждого участника. Затем выключите лазер, и осторожно наденьте колпачки с щупами на головы участников. Убедитесь, что средний пробник нижнего ряда расположен на FPZ, а средний столбец пробника выровнен по сагиттальной опорной кривой. Поместите волоконные нити на кронштейн держателя, прикрепленный к измерительной системе NIRS, так, чтобы они свободно висели без контакта с участником или стулом и чтобы они не натягивались на колпачки.

Затем протолкните каждый щуп дальше в гнездо, пока не станет виден маленький белый носик в центре верхней части корпуса щупа. Затем снова включите лазер и проверьте качество сигнала, нажав на кнопку Auto Gain в окне монитора установки щупов измерительной системы NIRS. Если канал помечен желтым цветом, что означает недостаточный сигнал, аккуратно отложите волосы под окружающий кончик зонда.

Внесите корректировки пробника и нажмите кнопку Auto Gain еще раз, чтобы увидеть, улучшилось ли качество сигнала или оно помечено зеленым цветом. Как только качество сигнала станет удовлетворительным, накройте руки участников полотенцем так, чтобы они не могли видеть движения рук своего партнера по игре. Затем приступайте к эксперименту. Затем, после завершения эксперимента, сохраните данные и экспортируйте необработанные данные об интенсивности света в виде текстового файла, нажав кнопку «Выйти из текстового файла».