Hyperscanning экспериментов с функциональной ближней инфракрасной спектроскопии

Измеряя деятельность мозга двух или более человек одновременно, этот метод может пролить свет на нейробиологические механизмы, лежащие в основе социальных взаимодействий. Функциональная ближне-инфракрасная спектроскопия, или fNIRS, хорошо подходит для проведения таких экспериментов по гиперсканированию, поскольку измеряет гемодинамический ответ мозга с высокой скоростью отбора проб и может применяться в относительно естественных условиях. Хотя этот протокол показывает, как проводить одновременные записи fNIRS диад для взрослых детей, он может быть адаптирован к различным диадическим созвездиям, таким как романтические партнеры, и к различным экспериментальным задачам.

Начните с выбора размера крышки, который того же размера или немного больше, чем окружность головы участника. Вырезать 15 отверстий диаметром около 15 миллиметров каждый, расположенных в горизонтальной три на пять сетки в области лба каждого из двух сырых ЭЭГ шапки. Убедитесь, что отверстия расположены в 30 миллиметрах друг от друга в любом направлении, чтобы средний столб отверстий располагался в центре лба.

Для того, чтобы сделать колпачки более удобными и свести к минимуму следы давления, приложите мягкий пенный материал на внутренней стороне сетки держателя между розетками зонда и по краям. Далее, смонтировать пустой три на пять держатель зонда сетки для каждого из модифицированных ЭЭГ шапки таким образом, что держатель сетки сам помещается на внутренней стороне крышки и держатель розетки придерживаться в отверстия. Затем аккуратно вставьте зонды в соответствующие розетки держателя на сетке так, что только первый хребет каждого зонда устанавливается в гнездо, что приводит к одному щелчку звука.

Откройте окно монитора зонда в ближайшей системе измерения и выберите два набора зондов, расположенных в сетке по три на пять, по одному для ребенка-участника и один для взрослого. Убедитесь, что механизмы зонда двух колпачков соответствуют договоренностям в окне набора зонда. Затем включите лазерные диоды ближайшей измерительной системы за 30 минут до измерения, чтобы система достигла стабильной операционной температуры.

Установите все необходимые опции в ближайшей системе измерений. Убедитесь, что устройство настроено на измерения, связанные с событиями, и что серийный ввод RS232, необходимый для получения триггеров из экспериментальной парадигмы, активен. Затем подготовьте экспериментальную парадигму, начав техническое вычислительное программное обеспечение, которое служит основой для расширений Psychophysics Toolbox и установив текущий каталог в папку, в которой сохраняется парадигма.

Наконец, поместите два подбородка лежит перед экраном компьютера, чтобы предотвратить движения головы во время эксперимента. Начните с сопровождения двух участников в испытательный зал и объяснения экспериментальной настройки. Затем поместите участников рядом друг с другом перед экраном компьютера.

Отрегулируйте высоту подбородка так, что оба участника сидят удобно. Предоставьте инструкции и администрирование практических испытаний как кооперативной, так и конкурентной игры. Затем измерьте и отметьте точку Fpz в соответствии с системой 10-20, что составляет 10% расстояния между насионом и инионом на голове каждого участника.

Затем выключите лазер и аккуратно поместите колпачки с зондами на головы участников. Убедитесь, что средний зонд нижнего ряда расположен на Fpz, а средний столбец зонда выровнен по прогибной кривой ссылки. Поместите струны волокна на рукоятку держателя прикрепленную к ближайшей системе измерения ТАК, что они висят свободно без контакта с участником или стулом и что они не вытягивают на крышках.

Затем нажмите каждый зонд дальше в гнездо, пока небольшой белый нос в центре верхней части корпуса зонда не будет виден. Затем снова включите лазер и проверьте качество сигнала, нажав на кнопку Auto Gain в окне монитора зонда ближайшей системы измерений. Если канал помечен желтым цветом, что означает недостаточный сигнал, аккуратно отложите волосы под окружающий кончик зонда в сторону.

Внесите коррективы зонда и нажмите кнопку Auto Gain снова, чтобы увидеть, улучшилось ли качество сигнала или отмечено зеленым цветом. После того, как качество сигнала является удовлетворительным, поместите полотенце над руками участников, чтобы они не могли видеть движения рук своего партнера по игре. Затем начните эксперимент.

Затем, после завершения эксперимента, сохраните данные и экспортируйте необработанные данные интенсивности света в виде текстового файла, нажав на кнопку Text File Out. Наконец, очистить зонды, держатели зондов, и подбородок лежит с этнол, и мыть шапки с мягким моющим средством. В качестве меры синхронизации мозга к мозгу, когерентность волн рассчитывается между сигналами fNIRS взаимодействующих субъектов.

Коэффициенты согласованности волн визуализируются с помощью цветной карты, начиная от синего, мало или в отсутствие согласованности, до красного, что означает сильную или максимальную согласованность. Результаты показывают сильную согласованность на протяжении всего эксперимента в высокочастотной полосе до периода длиной около одной секунды, что, вероятно, является результатом сердечных ритмов испытуемых. Кроме того, сильная согласованность появляется в диапазоне низкой частоты между длиной двух-восьми секунд.

Согласованность в этом низкочастотном диапазоне, вероятно, отражает синхронизацию мозговой деятельности обоих субъектов во время выполнения задачи. При попытке этой процедуры важно перепроверьте правильное место колпачков на головах участников и обеспечить хорошее качество сигнала. После своего развития, этот метод проложил путь для исследователей в области социальной нейронауки, чтобы исследовать синхронность мозга к мозгу в различных задач, изучение поведения коррелирует и ассоциаций с характеристиками людей и их отношения.