1 сентября 2018 г.
Этот протокол описывает eyeblink принадлежности парадигма подходит для экспериментов с один летний младенцев. Коммерческие или заказное оборудование может использоваться для доставки на раздражители, и сбор и анализ данных должны выполняться на видеозаписи.
Общая цель этой процедуры — оценить ассоциативное обучение у годовалых детей с использованием обусловливания морганием. Парадигма обусловливания морганием глазами полезна для выявления определенных типов дефицита обучения и памяти. Например, взрослые и дети с расстройством фетального алкогольного спектра имеют дефицит условных рефлексов при моргании.
Это связано с нарушениями в их мозжечковой схеме. Обусловливание морганием относится к выученной ассоциации между слуховым тонусом и притоком воздуха к роговице, который стимулирует моргание. При повторном сопряжении двух стимулов дети могут научиться моргать, когда слышат тон, в ожидании затяжки.
Этот метод может быть использован для исследования дефицита развития нервной системы. Несмотря на сложность применения у детей младшего возраста, чем раньше мы сможем обнаружить и вылечить этих детей, тем больше вероятность того, что они достигнут наилучшего возможного результата. Кондиционеры Eyeblink доступны в продаже или могут быть изготовлены по индивидуальному заказу.
Для этого потребуется следующее оборудование: установка для подачи воздуха непосредственно на роговицу с помощью воздушного компрессора с регулятором давления. Его следует прикрепить к регулируемой повязке на голову или шапке, которую может носить младенец. Две портативные аудиоколонки с регулируемыми настройками громкости.
Видеокамера с частотой кадров не менее 60 Гц для фиксации откликов на мигание. Вычислительное управление оборудованием, благодаря чему тональный сигнал и воздушная затяжка могут подаваться автоматически с точным временем и через различные промежутки времени. Описанный здесь стимул для условного моргания состоит из 750-миллисекундного сигнала, который перекрывается и заканчивается 100-миллисекундной затяжкой воздуха.
Чтобы изучить изменения в ассоциативном обучении с течением времени, проведите испытания блоками по 10 штук, всего 50 попыток. В каждый блок включите одну пробную тона без воздушной затяжки. Это позволит вам напрямую оценить ассоциативное обучение.
В каждый блок также включите одну пробную затяжку воздуха без тона. Это позволит вам убедиться, что устройство для затяжки воздуха расположено правильно и что ребенок чувствителен к затяжке воздуха. Поставьте по две портативные колонки по обе стороны от младенца.
Положите младенца на колени у воспитателя. В то время как один исследователь отвлекает младенца, второй исследователь может надеть повязку на голову младенца и отрегулировать размер. Расположите гибкую трубку, удерживающую насадку для воздушной затяжки и инфракрасный датчик, так, чтобы они находились примерно в одном-трех сантиметрах от глаза ребенка.
Прежде чем начать эксперимент, убедитесь, что устройство для подачи воздуха установлено правильно. Для этого подайте одну пробную затяжку воздуха в глаз младенца и посмотрите, происходит ли моргание глаз. Может потребоваться некоторое изменение положения оголовья.
Методы автоматического обнаружения моргания, включенные в коммерческие установки, часто ненадежны для детей младшего возраста, поскольку трудно держать датчик достаточно близко к глазу для обнаружения моргания глазами. Вместо этого следует использовать покадровый анализ видеокамеры для выявления реакции младенца на моргание. Для этого используйте ручную видеокамеру, чтобы вручную отслеживать взгляд младенца во время эксперимента.
Покадровый анализ видеозаписей может быть легко достигнут с помощью простого программного обеспечения для редактирования видео. Определите начало звукового сигнала или затяжку воздуха с помощью звуковой волны. Чтобы зафиксировать начало моргания, ищите первый кадр, где глаза начинают закрываться.
Исследователи также могут обратить внимание на пик моргания, когда глаза максимально закрыты. Рассчитайте количество промежуточных кадров и преобразуйте это время отклика в миллисекунды на основе частоты кадров вашей камеры. Условные реакции — это мигание, которое начинается до того, как будет подан воздушный поток.
Безусловные реакции представляют собой рефлекторные мигания на воздушное дыхание, которые происходят более чем через 650 миллисекунд после начала тонуса. Будут наблюдаться и другие типы реакций. Например, реакция испуга — это моргание, которое происходит в течение первого 200-миллисекундного интервала после сигнала и представляет собой рефлекторную реакцию на слуховой сигнал или моргание, приуроченное к раздражителю.
Наконец, неудачные реакции — это испытания, в которых не было обнаружено мигания в ответ на воздушный поток. Это может свидетельствовать о том, что воздушная затяжка не достигала глаза. Несмотря на то, что покадровый анализ видео требует некоторой субъективной интерпретации, этот метод может быть использован для надежного измерения задержки моргания глаз с момента появления стимула.
Наше сравнение 94 ответов на моргание показывает очень высокое согласие между двумя наблюдателями, которое находится в пределах 250 миллисекунд согласия. Эта вариабельность достаточно низка, чтобы отличить условные реакции от безусловных. Ответы, которые существенно отличаются, должны быть пересмотрены обоими наблюдателями.
Реакции, вероятно, будут сильно различаться у младенцев. Дети, достигшие физической подготовки, будут реагировать до того, как будет сделана затяжка воздуха. Они также могут мигать, когда тон подается без воздушной затяжки, обозначенной красными квадратами.
Тем не менее, некоторые младенцы не демонстрируют никаких признаков обусловливания во время эксперимента. Здесь реакция моргания глазами происходит после начала затяжки воздуха, что позволяет предположить, что это рефлекторное моргание. Кроме того, когда тон подается изолированно, младенец не ожидает подачи воздушного
потока.Обусловливание лучше всего описывается как изменение числа условных реакций в течение нескольких попыток или нескольких экспериментальных сессий. Наиболее важным шагом в получении достоверных результатов является поддержание правильного положения блока воздушных затяжек на протяжении всего эксперимента. Младенец должен моргать в ответ на большинство попыток затяжки воздухом.
В этом примере реакция на мигание на затяжку воздуха уменьшается в течение эксперимента, указывая на то, что блок затяжки воздуха не поддерживался в правильном положении. Младенец не достигнет условного рефлекса моргания, если он не может ощущать придувание роговицы воздухом. Обусловливание морганием глаз является полезной парадигмой для оценки развития нервной системы у детей.
Мы обнаружили, что запись видео и последующий анализ в автономном режиме является более надежным методом при использовании этой методики у детей младшего возраста.
В данном протоколе описывается парадигма кондиционирования реакции мигания, разработанная для годовалых младенцев с целью оценки ассоциативного обучения. В методе используются слуховые и тактильные стимулы для оценки способностей к обучению и памяти у маленьких детей.
Оценка ассоциативного обучения у младенцев позволяет на ранних этапах получить представление о нейроразвитии, зависящем от мозжечка, что обеспечивает прогностическое снижение рисков в доклинических моделях неврологических расстройств. Данный метод способствует валидации мишеней путем установления связи между сенсорными стимулами и измеряемыми поведенческими реакциями, что облегчает механистическое понимание путей обучения. Раннее выявление дефицита позволяет проводить приоритизацию с учетом рисков в процессах разработки терапевтических средств.
Данный метод применяется на ранних этапах поиска для оценки функции нейронных цепей, что позволяет определять перспективные соединения-лидеры и проводить доклиническую валидацию терапевтических средств, нацеленных на пути нейроразвития.