Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

A Inom-ämnen Experimentellt protokoll för att bedöma effekterna av social Ingång på Infant EEG

Published: May 3, 2017 doi: 10.3791/55596
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 2, 1
1Department of Psychological and Brain Sciences, Boston University, 2Department of Pediatrics, Columbia University Medical Center

Summary

Denna nya protokoll är utformad för att utvärdera de neurala grunderna för social interaktion hos spädbarn. Paradigm är utformad för att retas isär hur olika samhälls insatsvaror såsom språk, gemensam uppmärksamhet och ansikte mot ansikte interaktion avser spädbarn neural aktivering. Infant EEG kraft registreras under både sociala och nonsocial förhållanden.

Abstract

Trots betydelsen av sociala interaktioner för spädbarn hjärnans utveckling, har lite forskning bedömt funktionell neural aktivering medan spädbarn socialt samverkar. Elektroencefalografi (EEG) effekt är en fördelaktig teknik för att bedöma spädbarn funktionell neural aktivering. Men många studier rekord spädbarn EEG endast under ett ursprungligt tillstånd. Detta protokoll beskriver en paradigm som är utformad för att på ett heltäckande bedömning spädbarn EEG-aktivitet i både sociala och nonsocial sammanhang liksom retas isär hur olika typer av sociala ingångar differentiellt relatera till spädbarn EEG. Den inom-ämnen paradigm inkluderar fyra kontrollerade förhållanden. I nonsocial tillstånd spädbarn se föremål på datorskärmar. Den gemensamma uppmärksamhet tillståndet innebär en försöksledaren styra barnets uppmärksamhet till bilderna. Den gemensamma uppmärksamhet tillståndet omfattar tre typer av social input: språk ansikte mot ansikte interaktion, och förekomsten av gemensamma uppmärksamhet. skillnaderi spädbarns EEG mellan nonsocial och gemensamma uppmärksamhet förhållanden kan bero på något av dessa tre typer av input. Därför utfördes ytterligare två villkor (en med språk ingång medan försöksledaren är gömd bakom en skärm och ett med ansikte mot ansikte interaktion) inkluderas för att bedöma de drivande kontextuella faktorer i mönster av spädbarn neural aktivering. Representativa resultat visar att spädbarn EEG-effektvarieras genom tillstånd, både totalt och differentiellt genom hjärnregion, stödja den funktionella karaktären hos spädbarn EEG power. Denna teknik är fördelaktig eftersom den innehåller villkor som är klart social eller nonsocial och möjliggör undersökning av hur vissa typer av sociala input avser EEG makt. Denna paradigm kan användas för att bedöma hur individuella skillnader i ålder, påverka, socioekonomisk status och föräldra spädbarn interaktion kvalitet hänför sig till utvecklingen av den sociala hjärnan. Baserat på den demonstrerade funktionell natur spädbarn EEG makt, framtida studier should anser roll EEG inspelning sammanhang och design förhållanden som är klart social eller nonsocial.

Introduction

Social interaktion är avgörande för spädbarn neural utveckling 1, 2. Även den senaste forskningen har börjat fokusera på utvecklingen av den sociala hjärnan 3, 4, de neurala processer i socialt engagemang inte väl förstått. Målet med den rapporterade metoden var att bedöma hur spädbarn elektroencefalografi (EEG) makt, ett mått på spänningen frigörs från neuronal kommunikation, varierar över kontrollerade sociala och nonsocial sammanhang. Denna metod gör det möjligt att bedöma hur specifika aspekter av social input differentiellt avser neural aktivering och får konsekvenser för framtida studier att tänka på betydelsen av inspelnings sammanhang vid bedömningen funktionell neural aktivering.

EEG är en väl lämpad metod för att mäta spädbarnshjärnaktiviteten, som den är icke-invasiv och robust till spädbarn rörelse. Ett lock sammansatt av elektroderna är pspetsad på spädbarnets huvud som registrerar elektriska aktivitet från hjärnbarken frigörs vid neuronal kommunikation. EEG-kraft är ett mått på spänningen vid varje elektrod stället under en tidsperiod. EEG är ett funktionellt mått på neural aktivitet och således återspeglar delvis den omedelbara sammanhang under vilket EEG registreras. På grund av dess funktionella natur har EEG makt potential att jämföras över sammanhang med hjälp av en inom-ämnen konstruktion och därmed index kontextspecifik aktivering. Därför kan EEG användas för att bedöma både de neurala underbyggnad av sociala interaktioner specifikt och av kontextspecifik aktivering mer allmänt. Men denna potential är inte fullt ut som spädbarn EEG ofta in under endast ett villkor.

Många studier har spelat spädbarn EEG effekt under en "vilotillstånd" eller baslinjen som inte alltid tydligt skilja mellan social och nonsocial ingång. I vissa fall är EEG registreras som spädbarns titta på en försöks snurra en bingo hjul 5, 6, 7, titta på en försöks blåsa bubblor 8 eller titta på en försöks skaka en skallra 9, 10. Däremot kan barn delta antingen försöksledaren eller objektet och spädbarn egenskaper kan påverka hur de riktar sin uppmärksamhet. Således, för vissa spädbarn baslinjen kunde vara social om de sköter försöksledaren och för andra barn baslinjen kan vara nonsocial om de deltar i första hand till objektet. Som EEG speglar inspelnings sammanhang observerade individuella skillnader i baslinjen EEG att forskare kan tolka som stabil eller utvecklingsmässigt meningsfull kan helt enkelt bero på skillnader i vad spädbarn sköter vid tidpunkten för inspelningen. I själva verket, inspelad en studie EEG medan spädbarn såg en kvinna sjunger medan du håller ett föremål

Social interaktion är komplex och mångfacetterad. Därför, om EEG registrerades under en naturalis interaktion, kan det vara svårt att retas isär den neurala bearbetning av olika aspekter av interaktionen (t.ex. hörsel språk, interagerar ansikte mot ansikte, eller bedriver delad uppmärksamhet). En strategi för att ta itu med denna fråga innebär bland annat olika förhållanden som var innebär en viss aspekt av social interaktion. Således är detta paradigm utformad för att systematiskt jämföra hur EEG kraft varierar beroende på den specifika typen av social ingång.

Det rapporteras inom-ämnen paradigm innebär recording spädbarn EEG under 4 förhållanden. Villkoren har utformats både för att undersöka den funktionella karaktären hos spädbarn EEG makt - hur det varierar beroende på inspelnings sammanhang - och att bedöma roller specifika typer av sociala ingångar. Först en nonsocial tillstånd ingår där barnet såg föremål på två datorskärmar. Genom att presentera föremål på datorskärmar istället för att ha en försöks manipulera ett objekt, är detta villkor klart nonsocial och innebär ingen form av social ingång. Därefter en gemensam uppmärksamhet tillstånd ingår där försöksledaren riktade barnets uppmärksamhet på bilder och berättade om bilderna. Den gemensamma uppmärksamhet tillstånd innebär således tre typer av social input: ansikte mot ansikte interaktion, språkinmatning och den extra komponenten gemensamma uppmärksamhet. Därför är de nonsocial och gemensamma uppmärksamhetsförhållanden skiljer på tre dimensioner (ansikte mot ansikte interaktion, språkingångs, och närvaron av delad uppmärksamhet). Sålunda någon differences i EEG makt mellan nonsocial och gemensamma uppmärksamhet förhållanden kan tillskrivas någon av dessa tre sociala ingångar. Därför tillsattes 2 ytterligare villkor inkluderade att retas isär vilken aspekt av social ingång förklarade eventuella observerade skillnader i neural aktivitet mellan de nonsocial och gemensamma uppmärksamhet förhållanden. För att bedöma effekten av språket, var en språk enda villkoret ingår där barnet kunde höra försöksledaren kommentera bilderna på datorerna, men kunde inte se försöksledaren. Således, om EEG makt var likartad under gemensam uppmärksamhet och språk bara villkor jämfört med nonsocial tillstånd, denna effekt kan hänföras till språket. Slutligen, för att bedöma effekten av ansikte mot ansikte interaktion, var en socialt engagemang tillstånd ingår där försöksledaren var ansikte mot ansikte med barnet och contingently ingrepp med barnet. Om EEG power var liknande under det gemensamma uppmärksamhet och sociala förhållanden ingrepps jämfört med nonsocial tillstånd kan skillnaden mellan det gemensamma uppmärksamhet och nonsocial villkor hänföras till ansikte mot ansikte interaktion. Om skillnaden mellan det gemensamma uppmärksamhet och nonsocial villkor inte förklarades av språket enbart och socialt engagemang villkor, skulle detta antyda att närvaron av gemensamma uppmärksamhet specifikt var förklara skillnader i EEG makt. Denna paradigm lotsades med 12-månader gamla spädbarn, eftersom detta är en ålder då kapaciteten för gemensam uppmärksamhet är väl etablerad 12. Dessutom är gemensam uppmärksamhet under denna tid särskilt viktig för språkutveckling i 2: a levnadsåret 13, 14, så neural aktivering i detta sammanhang var av särskilt intresse i denna ålder.

Paradigm är utformad för att hålla spädbarn intresse samtidigt garantera att villkoren är standardiserade och endast skiljer sig i den typ av social ingång. Var och en av de fyra villkoren upprepas en gång under totalt åtta block, som alternerar mellan försöksledaren är närvarande (gemensam uppmärksamhet och sociala förhållanden ingrepps) eller frånvarande (nonsocial och språk-bara förhållanden). För att upprätthålla konsekvens är fotografier av föremål som presenteras i alla förhållanden och samma uttalanden används över blocken. Under varje block, 10 fotografier av nonsocial objekt visas i följd på datorskärmar. Det finns 10 kategorier av objekt (t.ex., blomma, handske) och fyra färgerna på varje objekt. Således används samma 10 kategorier av objekt som presenteras i varje block med färgen på de föremål varierande över block. De stimuli valdes ut för att vara intressant för spädbarn. Under gemensamt uppmärksamhet och språk bara förhållanden gör försöksledaren en manus yttrande som varje objekt visas på skärmen. Det finns 10 specifika yttranden (med specificerade riktningar att peka på vänster eller höger datorskärm i ledenuppmärksamhet skick). Yttranden är desamma för gemensamma uppmärksamhet och språk bara villkor, men sägs i en variabel för att upprätthålla spädbarn intresse och för att förhindra att associera vissa kategorier av objekt med särskilda yttranden. Ordningen på yttranden är densamma för den första gemensamma uppmärksamhet blocket och första språk enda block. Ordern ändrar sedan för den andra gemensamma uppmärksamhet och språk bara block. Slutligen riktningen pekande varierar för varje delad uppmärksamhet block och är pseudo-randomiserade så att spädbarn inte kan förutse riktningen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alla förfaranden har godkänts av Boston University Institutional Review Board (IRB).

1. Rekrytering

  1. Identifiera potentiella deltagare genom deltagande databaser (i förekommande fall), genom allmänt tillgängliga statliga födelseböcker, genom annonsering på nätet och genom ansikte mot ansikte rekryteringsevenemang.
  2. Ring potentiella deltagare och bjuda in dem att delta i studien.
    1. Förklara att studien tittar på sociala upplevelser och hur de förhåller sig till hjärnans utveckling.
    2. Förklara att ett besök skulle innebära att använda EEG för att få ett mått på barnets hjärnaktivitet med hjälp av en tänjbar mössa av mjuka svampar. Förklara att barnet skulle sitta på förälderns knä medan du tittar på bilder på en datorskärm och spela tittut med en försöksledaren, och att detta gör det möjligt att se hjärnans aktivitet.
    3. Förklara hur länge besöket varar och att ett besök kan schemaläggas när är mest convenient för föräldern, baserat på spädbarnets schema. Informera om kommunikationer (t.ex. om det finns gratis parkering eller ersättning för kollektivtrafik) och om ersättning (om någon finns).

2. Kör ett besök

OBS: Schemalägg besök för en tid då barnet kommer att vara alert och utvilad. Har två praktiker tillgängliga. Den ledande försöksledaren kommer att göra nätet ansökan och administrera de villkor under EEG inspelning. Den andra försöksledaren kommer att bidra med netto ansökan, kontrollera EEG inspelning och stimulans presentation datorer och övervaka den råa EEG som det spelas in.

  1. Laboratorium som inrättats
    1. Registrera EEG i en elektriskt avskärmad monter om möjligt för att förhindra interferens med EEG-signalen.
    2. I båset, placera två angränsande datorskärmar (för att mäta 14,5 x 12 inches) på ett bord. Placera monitorerna 18 inches isär. Placera en stol (där föräldern och barnet kommer att sitta) 24 inches från bordet och som vetter mot datorskärmar. Lämna minst 24 inches mellan bordet och den bakre väggen av montern (så att försöksledaren kan stå bakom bordet inför barnet). Se till att stolen och bordet är på en höjd så att datorskärmar är på spädbarnets ögonhöjd.
    3. Positionera två högtalare på marken på vardera sidan av bordet, riktad mot stol där föräldern och spädbarn kommer att sitta.
    4. Placera ett stativ videokamera under bordet och uppåt så att barnets ansikte är i fri sikt.
    5. Häng en ogenomskinlig gardin omedelbart bakom bordet för försöksledaren att stå kvar för att döljas från barnets syn under nonsocial och språk bara förhållanden.
    6. Placera en skallra, en liten uppstoppade djur och spannmål i båset. Använd samma skallra och djur för alla deltagare.
  2. Välkomna famjag älskar dig
    1. Vid ankomsten erbjuder föräldern möjlighet att foder och ändra barnet innan.
    2. Skaffa informerat föräldrarnas medgivande.
    3. Förklara EEG och paradigm.
      1. Förklara att EEG innebär en netto gjord av mjuka svampar som är dränkta i varmt vatten, som mäter hjärnans aktivitet. Förklara att EEG nätet inte avger något, men bara mäter elektrisk aktivitet frisätts från nervceller i hjärnan kommunicerar med varandra.
      2. Säg den förälder som barnet kommer att titta på bilder på en skärm och interagera med försöksledaren.
      3. Förklara att ibland försöksledaren kommer att vara bakom gardinen, dolda. Betona att det är viktigt att föräldern inte vara social med barnet, till exempel att prata med barnet eller göra ansikte mot ansikte kontakt.
      4. Förklara att 20 min kan vara en lång tid och att om barnet blir uttråkad eller noga, kan föräldern ge honom en leksak (t.ex. skallra eller fyllda Animal) eller spannmål.
    4. Förklara nätet ansökningsförfarandet till föräldern.
      1. Informera förälder som EEG nätet är som en simma cap och att spädbarn vanligtvis inte gillar hattar.
        OBS! När försöksledaren sätter nätet, kommer de flesta spädbarn krångla och försöka dra nätet off. Tala om föräldern inte oroa dig och betona att detta är normalt och spädbarn vanligtvis vänja sig vid nätet, sluta gråta och lugna ner snabbt.
      2. Förklara för den förälder som deras hjälp är det viktigt att se till att barnet inte dra på nätet och om barnet flyttar sina armar upp mot huvudet, att försiktigt trycka armarna nedåt och bort från nätet.
      3. Förklara att försöksledaren är mycket praktiseras på att sätta på nätet på snabbt. Förklara att den andra försöksledaren kommer att distrahera barnet under netto program som använder skallra och uppstoppade djur.
      4. Fråga förälder om de vill ha en bild tagen av deras spädbarn bär EEG nätet för att ta home.
      5. Informera föräldern att det kan finnas svaga tryckmärken som ser ut som små cirklar på barnets huvud när nätet tas bort, men att de kommer att blekna snabbt. Dessutom nämner att barnets hår blir lätt fuktad.
        OBS: För denna studie var föräldrarna kompenseras $ 40.
  3. Net ansökan
    1. Mät barnets huvud i cm vid det bredaste stället med en mjuk måttband. Välj lämplig storlek EEG nätet.
    2. Mikrovågsugn en elektrolytlösning (6 cc kaliumklorid (KCl) / L destillerat vatten) under 3 min. Lägg till en tesked av baby schampo.
    3. Blöt den korrekta stora hög densitet net (denna studie använde en 128-lead net, en 64-lead net är också lämplig) för 10 min i den upphettade elektrolytlösningen. Detta kommer att underlätta elektrisk kontakt mellan hårbotten och elektroder.
    4. Fyll pipetter med elektrolytlösningen och sätta i båset.
    5. Använd en handduk för att klappa bort överflödigt vattenfrån nätet för att förhindra överbryggning. Bär nätet på handduken och visar den överordnade nätet. Har föräldern beröra nätet (om intresse).
    6. Har föräldern sitter på stolen i båset med barnet i knät.
      1. Påminn förälder som barnet kan bli upprörd och att det är normalt. Påminn förälder som den andra försöksledaren kommer att distrahera barnet med skallra och uppstoppade djur. Påminn föräldern att hålla barnet från att röra eller dra på nätet. Påminn föräldern inte att engagera sig i socialt samspel med barnet under EEG inspelning.
    7. Placera båda händerna inne i nätet, försiktigt tänja nätet och sänk den så att den passar över barnets huvud. Placera Cz elektroden på vertex av huvudet. Håll båda händerna inne i nätet under positionering.
    8. När nätet är placerad på barnets huvud, ta bort händerna från insidan av nätet och dra åt hakrem så att nätet är säker. Inspektera nätet för correct positionering och göra justeringar som behövs.
    9. Mäta elektrodimpedans användning av EEG-inspelningsprogrammet (varje elektrod bör vara under 50 kQ, om man använder en hög impedans system). Administrera elektrolytlösningen med användning pipetterna genom att klämma ett par droppar på till elektroderna med dålig kontakt. Om det behövs, försiktigt flytta barnets håret så att elektroderna är i bättre kontakt med hårbotten.
    10. När impedansen är på en acceptabel nivå, spara impedans information.
  4. EEG inspelning
    1. inspelnings Parametrar
      1. Spela in data enligt tillverkarens specifikationer. Representerade data samplas från samtliga kanaler vid 500 Hz.
    2. stimuli presentation
      1. Presentera en serie av 10 färgfotografier av föremål på datorskärmar för 13,0 - 14,5 s, med variabla interstimulus intervall (0,5 - 2,0 s). Visa samma fotografi på båda skärmarna. Presentera fotografierna som SiMilar storlekar i mitten av skärmarna (se kompletterande material för listan över stimuli i varje block och stimuli filer).
        OBS: En subtil och kort klickande ljud varnar försöksledaren att stimuli debut. Fotografierna är av gemensamma nonsocial föremål (t.ex., blomma, handske) och samma 10 kategorier av objekt upprepas över block. De enskilda objekt inom en kategori varierar i fråga om färg. Deras fördelning i blocken uppvägs och samma färger är representerade i varje block för att upprätthålla konsekvens i spädbarnets tittarupplevelse (se figur 1 till exempel).
    3. Betingelser
      1. Gå in i båset bakom datorskärmar och bord och möta barnet.
      2. Öppna gardinen under de gemensamma uppmärksamhet och socialt engagemang förhållanden så att barnet kan se försöksledaren. Stäng gardin så försöksledaren är dold från barnets syn under nonsocial och language enbart förhållanden.
    4. Administrera fyra villkor: nonsocial, gemensam uppmärksamhet, samhällsengagemang och språk enbart. Presentera varje tillstånd två gånger för totalt åtta block. Administrera varje block för 2,5 min för att bibehålla spädbarnet uppmärksamhet.
      1. Administrera blocken i följande ordning: socialt engagemang, nonsocial gemensam uppmärksamhet, språk endast gemensam uppmärksamhet, nonsocial, samhällsengagemang och språkskyddad. Presentera en vit skärm på datorerna och använd ett klockljud för att varna försöksledaren att starta nästa block.
        1. För socialt engagemang, luta på bordet mellan datorskärmar. Var ansikte mot ansikte med barnet. Behåll barnets uppmärksamhet så att barnet inte fokuserar på skärmarna (som identiska föremål fortsätter att visas). Titta bara på barnet hela tillståndet. Titta inte eller peka på skärmarna.
          OBS: Om barnet pekar på bilderna, försöker dra barnets uppmärksamhet Back, men inte följer barnets blick. Se till att gemensamma uppmärksamhet inte är närvarande. Ha en positiv inverkan och svara contingently. I varje block, sjunga barnvisor med handrörelser (t.ex. Itsy Bitsy Spider, The Wheels on the Bus) och spela Peek-a-boo. Anpassa vid behov för att upprätthålla barnets intresse. Bibehålla positiv inverkan hela blocket.
        2. För nonsocial tillstånd, gå bakom gardinen (gömmas från spädbarn vy). Håll tyst hela tillståndet.
        3. För det gemensamma uppmärksamhet tillstånd, luta på bordet mellan datorskärmar och vara ansikte mot ansikte med barnet. Rikta barnets uppmärksamhet till bilderna på monitorerna och kommentera bilderna. Följa den angivna skriptet av yttranden och pekar riktningar för varje försök som beskrivs i tabell 1. Se tabell 1 för en lista av block och särskilda yttranden för varje försök.
          1. Vid början av varje trial, få ögonkontakt med barnet och fortsätter bud för barnets uppmärksamhet tills barnet ser ut. Vänd i en förutbestämd riktning (vänster eller höger), titta på lämpliga skärmen och peka på bilden samtidigt säga specifika yttrandet för varje försök.
          2. Ser tillbaka på barnet och fortsätter att alternera blick mellan bild och barnets ansikte tills rättegången är över.
        4. För språk enda villkoret, gå bakom gardinen och kommentera bilderna på datorskärmar. Följ de angivna yttranden som anges i tabell 1 för varje försök (Tabell 1; language-only). Använd samma tonläge som i det gemensamma uppmärksamhet skick.

Figur 1
Figur 1: Exempel på en Nonsocial Object. Den typ av objekt (blomma) är than samma över blocken, men varierar i färg. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

10. Hej, titta här! Är inte det en dum bild? (R)
1. socialt engagemang (gardin öppen): Behåll barnets uppmärksamhet. Prata varmt till barnet och svara contingently. Strategier inkluderar interaktiva barnvisor med gester som itsy-bitsy spindel, och hjulen på bussen.
2. Nonsocial (gardin stängd): Håll tyst.
3. Gemensam uppmärksamhet (gardin öppen)
R = titt på den högra skärmen; L = titta på den vänstra skärmen. Ange att dess höger om försöksledaren.
1. Titta på den svala bilden här! Tycker du att det är en cool bild också? (R)
2. Iverkligen gillar den här bilden här. Vad tror du? (L)
3. Hej, låt oss både titta på den här skärmen tillsammans! Kan du se bilden jag pekar på? (L)
4. Wow, är bilden riktigt bra! Gillar du bilden också? (R)
5. Hej, titta här! Är inte det en dum bild? (L)
6. Titta på den svala bilden här! Tycker du att det är en cool bild också? (R)
7. Jag gillar verkligen den här bilden här. Vad tror du? (L)
8. Hej, låt oss både titta på den här skärmen tillsammans! Kan du se bilden jag pekar på? (R)
9. Wow, är bilden riktigt bra! Gillar du bilden också? (L)
4. Språk-bara (gardinen stängd)
1. Titta på den svala bilden här! Tycker du att det är en cool bild också?
2. Jag gillar verkligen den här bilden här. Vad tror du?
3. Hej, låt oss både titta på den här skärmen tillsammans! Kan du se bilden jag pekar på?
4. Wow, är bilden riktigt bra! Gillar du bilden också?
5. Hej, titta här! Är inte det en dum bild?
6. Titta på den svala bilden här! Tycker du att det är en cool bild också?
7. Jag gillar verkligen den här bilden överhär. Vad tror du?
8. Hej, låt oss både titta på den här skärmen tillsammans! Kan du se bilden jag pekar på?
9. Wow, är bilden riktigt bra! Gillar du bilden också?
10. Hej, titta här! Är inte det en dum bild?
5. Gemensamt uppmärksamhet (gardin öppen)
1. Wow, är bilden riktigt bra! Gillar du bilden också? (L)
2. Hej, titta här! Är inte det en dum bild? (R)
3. Hej, låt oss både titta på den här skärmen tillsammans! Kan du se bilden jag pekar på? (L)
4. Jag gillar verkligen den här bilden här. Vad tror du? (R)
5. Titta på den svala bilden här! Tycker du att det är en cool bild också? (R)
6. Wow, är bilden riktigt bra! Gillar du bilden också? (L)
7. Hej, titta här! Är inte det en dum bild? (L)
8. Hej, låt oss både titta på den här skärmen tillsammans! Kan du se bilden jag pekar på? (R)
9. Jag gillar verkligen den här bilden här. Vad tror du? (L)
10. Titta på den svala bilden här! Tycker du att det är en cool bild också? (R)
6. Nonsocial (gardin stängd): Håll tyst.
7. socialt engagemang (gardin öppen): Behåll barnets uppmärksamhet. Prata varmt till barnet och svara contingently. Strategies inkluderar interaktiva barnvisor med gester som itsy-bitsy spindel, och hjulen på bussen.
8. Språk-bara (gardinen stängd)
1. Wow, är bilden riktigt bra! Gillar du bilden också?
2. Hej, titta här! Är inte det en dum bild?
3. Hej, låt oss både titta på den här skärmen tillsammans! Kan du se bilden jag pekar på?
4. Jag gillar verkligen den här bilden här. Vad tror du?
5. Titta på den svala bilden här! Tycker du att det är en cool bild också?
6. Wow, är bilden riktigt bra! Gillar du bilden också?
8. Hej, låt oss både titta på den här skärmen tillsammans! Kan du se bilden jag pekar på?
9. Jag gillar verkligen den här bilden här. Vad tror du?
10. Titta på den svala bilden här! Tycker du att det är en cool bild också?

Tabell 1: Order of Block och Script.

  1. Städa
    1. Efter EEG inspelning bort nätet från barnets huvud.
    2. Desinficera nätet att följa tillverkarens protokoll.
    3. Spara EEG inspelningsfilen. I detta paradigm är EEG inspelningsfil sparas automatiskt när programmet stängs automatiskt vid slutet av paradigmet.
  2. EEG databehandling 15, 16
    1. Notch filtrera rå EEG-data vid 60 Hz och sedan använda ett högpassfilter av 0,1 Hz.
    2. Segmentet rådata till kortare längd epoker.
      OBS: Denna paradigm segmenterad data till 30 s epoker, som mål var att bedöma spädbarn EEG effekt under olika tillstånd av engagemang. Om förlust för mycket data är ett bekymmer, kortare epoker såsom 1 - 3 s skulle kunna användas.
    3. Utför artefakt avvisande på varje epok. Utesluta elektroderna från varje epok om kvadratiska medelvärdet av spänningsdata EEG översteg 175 uV eller om förstärkaren är mättad när som helst inom epoken. Avvisa epoker med> 20 uteslutna elektroderna från vidare analyser. Omreferens EEG till den genomsnittliga referens av de återstående elektroderna.
    4. Använda en Fourier-transformation för att beräkna EEG-effekt för varje elektrod i varje epok för de valda frekvensbanden. Compute EEG power medelvärden för områden av intresse. genomsnittlig braepoker för att ge genomsnittliga effektvärden för varje tillstånd, region, och frekvensband. Logga omvandla effektvärden med hjälp av den naturliga logaritmen.
      OBS: För spädbarn att ha användbara EEG-data i ett givet tillstånd, måste de ha minst en användbar 30 s epok av data i detta tillstånd. Detta protokoll har utvecklats med användning av en hög densitet Anläggning med vätskesaltlösningsbaserade elektroder (se Material tabell). Andra EEG-system är ändamålsenliga, men särskilda åtgärder kan variera.
  3. Kodning av Infant Looking Behavior 16
    1. Använd beteende kodning programvara med förmåga att koda video bildruta för bildruta (var 30: e sekund). Lägg koder till videofilen för varje spädbarn för att markera när varje block startar (t.ex. använda klockan ljud som indikerar blockövergångar i paradigm).
      OBS: För de gemensamma uppmärksamhet block, markera början av varje försök (använd prov debut ljud som är i paradigm) och direktion att försökspunkterna (vänster eller höger, använda skriptet som skisserar vilken riktning försökspunkterna på varje försök).
    2. Koden där spädbarn titta under socialt engagemang och gemensamma uppmärksamhet förhållanden.
      OBS: Till exempel, i denna studie några av de koder (eller händelser) ingår: "infant tittar på den vänstra skärmen", "infant titta på den högra skärmen", "infant titta på försöksledaren", "infant titta på föräldrarnas ansikte " 'infant ser någon annanstans' (t ex när barnet ser någon annanstans än på skärmarna, försöksledaren, eller förälder) och 'saknas' (när barnet var ur kameravyn). Tåg kodare till en tillförlitlighet tröskeln 0,80 kappa och dubbel kod 20% av video för att bedöma inter-rater tillförlitlighet. Använd kodning programvara för att bedöma i vilken utsträckning de två kodare koda samma söker beteenden med samma löptider. Använd ett toleransfönster på en sekund, så att uppkomsten eller förskjutningsöker beteenden inom en sekund från varandra görs som en överenskommelse.
    3. Kvantifiera spädbarn söker beteende i sociala engagemang skick.
      1. Av totala tiden för de sociala blocken ingrepps, beräkna den procentuella tid barnet såg på försöksledaren (tid att titta på försöks / totala tiden för de sociala ingreppsblocken x 100). Denna variabla index i vilken utsträckning barnet deltog till försöksledaren, så ägnar sig åt sociala engagemang tillstånd som avsett.
    4. Kvantifiera spädbarn söker beteende i gemensam uppmärksamhet skick.
      1. Utvärdera andelen tid barnet följde försöks synpunkt och blick.
        1. Välj tiden i sekunder av videon när försöksledaren pekade kvar. Inom denna tid, beräkna tiden barnet såg på den vänstra skärmen och den högra skärmen. Därefter väljer du den tid då försöksledaren pekade rätt och beräkna tidenspädbarn tittade på vänstra skärmen och den högra skärmen.
        2. Summera den tid barnet såg på rätt skärm (dvs den tid då försöksledaren pekade vänster och barnet såg på den vänstra skärmen och den tidpunkt då försöksledaren pekade höger och barnet tittade på höger skärm).
        3. Summera den tid barnet tittade på felaktiga skärmen (dvs den tid då försöksledaren pekade vänster och barnet såg på den högra skärmen och den tidpunkt då försöksledaren pekade höger och barnet såg på den vänstra skärmen).
        4. Beräkna den procentuella tid som barnet såg rätt skärmen och felaktiga skärmen av totalt söker tiden för de gemensamma uppmärksamhet blocken. Denna variabla index i vilken utsträckning barnet följde exakt försöks s bud på gemensam uppmärksamhet.
      2. Beräkna procentandelen tid i de gemensamma uppmärksamhet block som barnet tittade på experimenter.
      3. Summera procentandelen tid barnet tillbringade titta på rätt skärm och försöksledaren. Denna variabla index i vilken utsträckning barnet deltar i gemensam uppmärksamhet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Infant Looking Behavior

Representativa resultat från 73 x 12-månader gamla spädbarn 12. Förhållandena var effektiva för att ändra spädbarn ser beteende 16. På det sociala engagemang tillstånd, spädbarn tillbringade större delen av tiden att titta på försöksledaren, som det var tänkt (i genomsnitt 60,06% av tiden under sociala engagemang skick). Vidare varje spädbarn tittade på försöksledaren mer än 50% av tiden. I den gemensamma uppmärksamhet tillstånd, spädbarn följde exakt försöks blick och pekar: spädbarn tillbringade 2,88 gånger mer att titta på rätt skärm där försöksledaren hade pekat jämfört med den felaktiga skärmen. Spädbarn bringade också majoriteten av tiden delta i delad uppmärksamhet, definieras som den mängd av tid både tittar på försöksledaren och den korrekta skärmen (i genomsnitt 67,93%, för more information, se ursprungliga artikeln 16). Paradigm var också effektiv för att upprätthålla spädbarn intresse bland barn av olika temperament. Specifikt fanns det inga förbindelser mellan spädbarn temperament enligt bedömning med en förälder rapport åtgärd 17 och mängden användbara EEG-data för varje tillstånd. Detta visar att paradigm inte är förspänd för att ge olika mängder av användbar EEG-data som beroende på individuella skillnader i temperament.

EEG-Data Analysis Strategi

Upprepade mätningar analyser av varians (ANOVA) med tillstånd och region som upprepade mätningar och post-hoc jämförelser med Bonferroni korrigeringar användes i föreliggande studie. Det är dock blandad modellering också lämpligt. I den ursprungliga modellen, de gemensamma uppmärksamhet och nonsocial förhållanden ingår som de skiljer sig åt på flera dimensioner: gemensam ATTention innefattar språk, ansikte mot ansikte interaktion, och närvaron av delad uppmärksamhet medan nonsocial tillstånd har ingen av dessa ingångar. Separata modeller användes för varje frekvensband. När tillstånds huvudsakliga effekter eller interaktioner med tillstånd observerades i denna ursprungliga modellen var modell upprepas två gånger: en gång lägga till språk enda villkoret och en andra gång att lägga till socialt engagemang skick. Detta för att avgöra vilka dimensioner social input förklara skillnaden i EEG kraft mellan den gemensamma uppmärksamhet och nonsocial förhållanden. Inklusive språk enda villkoret i modellen är att bedöma om språk ingång förklarar skillnaden i EEG kraft mellan den gemensamma uppmärksamhet och nonsocial förhållanden. Om EEG effekt i både språk enbart och gemensamma uppmärksamhet förhållanden skiljer sig från den nonsocial tillstånd, antyder detta att skillnaden mellan det gemensamma uppmärksamhet och nonsocial betingelser är delvis förklaras av den neurala bearbetning av LANGUålder ingång. Inklusive sociala engagemang tillstånd i modellen är att undersöka om ansikte mot ansikte interaktion förklarar skillnaden i EEG kraft mellan den gemensamma uppmärksamhet och nonsocial förhållanden. Om EEG kraft i både socialt engagemang och gemensamma uppmärksamhet förhållanden skiljer sig från den nonsocial tillstånd, tyder detta på att samverkan ansikte mot ansikte förklara skillnaden mellan det gemensamma uppmärksamhet och nonsocial förhållanden.

EEG Ström

Spädbarns EEG-effekt (både totalt och inom regioner) varieras genom tillstånd i det förväntade mönstret 16, validering av den presenterade paradigm. Spädbarn EEG-effekt bedömdes i 4 - 6 Hz och 6-9 Hz frekvensband, som ofta används i modersmjölks forskning 6, 18, 19, 20. Hos spädbarn, dessafrekvensband tros reflektera långsam våg hjärnaktivitet, så lägre effekt i dessa frekvensband tros index större neural aktivering 6, 18, 19, 21, 22. Infant 4-6 Hz och 6-9 Hz kraft bedömdes i frontal, temporal och parietal regioner, baserat på den föreslagna inblandning i dessa regioner för social interaktion 6, 23, 24, 25, 26, 27. Mängden användbara data varierade tillstånd. I genomsnitt, spädbarn hade 78,08 s av användbara data i nonsocial tillstånd; 82,60 s av användbara data i den språk enda villkoret; 125,75 s av användbara data i det gemensamma uppmärksamhet tillstånd; och 118.36 s av användbara data i sociala engagement tillstånd. Mängden användbara data i varje tillstånd var samband med spädbarn EEG makt.

Resultaten var liknande för varje frekvensband 16. Gemensam uppmärksamhet och nonsocial förhållanden ingick i den ursprungliga modellen. Effekt var lägre i det gemensamma uppmärksamhet tillstånd jämfört med den nonsocial skick både totalt och inom varje region. Därför var de språk-bara och sociala inkopplingstillstånden läggas till modellen för att retas isär huruvida språk ingång och ansikte mot ansikte interaktion bidrog till effektskillnaden mellan den gemensamma uppmärksamhet och nonsocial förhållanden (se Figurerna 2 & 3). Front regioner är involverade i att orientera och skifta uppmärksamhet 24, 27 och kraft registreras från frontal hårbotten regioner var lägst, indexerar större aktivering, i det gemensamma uppmärksamhet villkoret jämfört med de andra betingelser. Detta överensstämmer med kraven i den gemensamma uppmärksamhet tillstånd (för resultaten i varje region och tillstånd, se figur 4 och 5) och visar att interaktion språk input och ansikte mot ansikte inte förklara skillnaden i frontal hårbotten kraft mellan gemensam uppmärksamhet och nonsocial förhållanden. De temporala områdena spela en roll i ansikts bearbetning 26 och kraft registreras från temporala hårbotten regioner var lägst, indexerar större aktivering, i båda de förhållanden med ansikte mot ansikte social interaktion (gemensam uppmärksamhet och socialt engagemang) jämfört med nonsocial skick. Detta visar att skillnaden i neurala bearbetning mellan det gemensamma uppmärksamhet och nonsocial förhållanden i den temporala skalpen regionen kan tillskrivas ansikte mot ansikte interaktion. De parietala regionerna är involverade i rymdorientering och blicken efter 6,xref "> 23, 25, 26, krav som var unika för den gemensamma uppmärksamhet skick som spädbarnet hade att svara på försöks s bud för uppmärksamhet. Följaktligen effekt registrerades från parietala hårbotten regioner var lägre, indexerar större neural aktivering, i fogen uppmärksamhet tillstånd jämfört med alla andra villkor Sålunda språk-input och ansikte mot ansikte interaktion inte förklara skillnaden i parietalceller hårbotten effekt mellan det gemensamma uppmärksamhet och nonsocial betingelser de effektvärden (formerades med användning av naturliga logaritmen) sträckte sig från 7,21.. - 7,71 hos 4 - 6 Hz och 6,32-6,71 i 6 -.. 9 Hz Dessa är i överensstämmelse med tidigare forskning som använde samma EEG-inspelningssystemet och jämförbara bearbetningsparametrar 28 emellertid, EEG effektvärden kan variera beroende på faktorer såsom Anläggning används och val av referens- och artefaktparametrar.


Figur 2. Medelvärde 4 - 6 Hz Effekt i varje tillstånd. I detta prov av 12 månader gamla spädbarn, 4 - 6 Hz ström var lägre i det gemensamma uppmärksamhet tillstånd, som indexerar större neural aktivering, jämfört med alla andra förhållanden. Detta visar att närvaron av språk input och ansikte mot ansikte interaktion inte helt förklara skillnaden i makt mellan den gemensamma uppmärksamhet och nonsocial förhållanden. Felstavarna representerar standardfel. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 3
Figur 3. Medelvärde 6-9 Hz Ström i varje tillstånd. I detta prov av 12 månader gamla spädbarn, 6-9 Hz ström var lägre i det gemensamma uppmärksamhet tillstånd, indexing större neural aktivering, jämfört med de nonsocial och språk-bara förhållanden. Det fanns ingen skillnad i 6-9 Hz ström mellan den gemensamma uppmärksamhet och sociala förhållanden engagemang. Felstavarna representerar standardfel. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 4
Figur 4. Medelvärde 4-6 Hz Ström i varje tillstånd och Region. I detta prov av 12 månader gamla spädbarn, 4 - 6 Hz ström i regioner de främre och parietala var lägre i det gemensamma uppmärksamhet tillstånd, som indexerar större neural aktivering, jämfört med de andra villkoren. Temporal 4 - 6 Hz ström var lägre i både det gemensamma uppmärksamhet och sociala förhållanden ingrepps jämfört med nonsocial skick. Felstavarna representerar standardfel. denna Figure har modifierats 16. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 5
Figur 5. Medelvärde 6-9 Hz Ström i varje tillstånd och Region. I detta prov av 12 månader gamla spädbarn, 6-9 Hz ström i frontala regionen var lägre i det gemensamma uppmärksamhet tillstånd, som indexerar större neural aktivering, jämfört med de språk-bara och nonsocial förhållanden. I tinningsområdet, 6-9 Hz ström var lägre i både det gemensamma uppmärksamhet och sociala förhållanden ingrepps jämfört med nonsocial skick. Felstavarna representerar standardfel. Denna figur har modifierats 16. Klicka härför en större version av denna figur.

Kompletterande figurer. Stimuli som används i Paradigm. Den kompletterande fil 'Förteckning över foton i varje block' innehåller namnen på stimuli filer som följer med varje block i paradigm. De stimuli filer ingår också. Klicka här för att ladda ner dessa siffror.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

För det första är det viktigt att netto ansökan är korrekt och att impedansen sänks. För det andra är det viktigt att förklara för den förälder vad EEG net ansökan och paradigm kommer att innebära och hur föräldern kan bidra till att lugna barnet om de blir kinkig utan att tala med eller göra ögonkontakt med barnet, som skulle sudda ut gränserna mellan den sociala och icke-sociala förhållanden. Vidare instruerar föräldrar att hålla barn från att dra på nätet, vilket kan påverka EEG-data och orsaka skador på nätet. För det tredje, konsekvent paradigm administration är avgörande. Detta inkluderar användning av samma tonfall och påverkar under alla förhållanden och med alla deltagare; att se till att få barnets uppmärksamhet innan varje gemensam uppmärksamhet försök; och hålla barnet fokuserad på försöksledaren under socialt engagemang skick. Om det finns flera praktiker, deras tonfall och påverka bör vara densamma för att inte införa Experimenter effekter. Fjärde, följ den alternerande sekvensen av sociala och nonsocial villkor att upprätthålla spädbarn samarbete i hela protokollet. Slutligen bekräftar att spädbarn engagerade i de villkor som avsett genom att koda spädbarn ser beteende under socialt engagemang och gemensamma uppmärksamhet förhållanden.

Det finns flera modifieringar av denna teknik. Om barnet blir kinkig, är det möjligt att modifiera paradigm genom att stoppa halvvägs. Hela paradigmet omfattar 8 x 2,5-min block (med varje betingelse upprepades två gånger) och varje tillstånd inträffar en gång under de första fyra blocken. Därför är det om det är nödvändigt för barnet eller föräldern möjligt att avsluta paradigm halvvägs och fortfarande har avslutat varje tillstånd en gång. Ordningsföljden och administration av block i detta protokoll var densamma för alla spädbarn. Om forskarna handlar om att göra vissa att ordningen på blocken inte påverkar neural aktivitet, kan ordningen på blocken vara kontraproduktivtbalanseras över deltagare. Emellertid, baserat på lotsning, kräver utbalanserande två begränsningar: (1) varje villkor behöver vara representerade i de första fyra blocken i fall paradigmet behöver till slut tidigt och (2) blocken måste alternera mellan sociala (gemensam uppmärksamhet och socialt engagemang förhållanden) och nonsocial (språk endast och nonsocial villkor) för att upprätthålla spädbarn intresse.

Detta paradigm har endast prövats med 11-14 månader gamla spädbarn. Men om forskarna är intresserade, detta paradigm skulle kunna användas vid andra åldrar. Tidsfönstret att detta paradigm är mest sannolikt att vara lämplig är från 6 månader, när gemensam uppmärksamhet och kapacitet för blick Följande är väletablerade 29 genom 24 månader. Denna åldersgrupp är när gemensamma uppmärksamhet är den viktigaste utvecklings för icke-verbal social kommunikation och språkinlärning 13, 14. Om du använder ParadiGM för andra åldrar, ändringar av villkoren är sannolikt inte behövs. Emellertid kan den mest effektiva blocklängden varierar beroende på spädbarn ålder. Specifikt kan blocken måste kortas för yngre åldrar att upprätthålla spädbarn samarbete och uppmärksamhet.

Om en laboratoriets tekniska kapacitet inte tillåter för presentation av två datorskärmar, är det möjligt att modifiera paradigm vara klar med bara en skärm. Det viktigaste skälet är om intresse ligger i att bedöma om spädbarn efterlever försöks anvisningar för att titta på den vänstra eller högra skärmen. Detta kräver två skärmar för att möjliggöra en bedömning av hur lång tid varje spädbarn tittar på rätt eller fel skärm, vilket inte skulle vara möjligt om bara använder en skärm. Om individuella skillnader i att svara på vuxna gemensamma uppmärksamhet bud är inte en del av frågeställningen kan en enda skärm räcker.

För att ytterligare disentangle hur EEG kraft varierar beroende på sociala sammanhang, kan spädbarn EEG tolkas i den gemensamma uppmärksamhet och socialt engagemang villkor beroende på om barnet var närvarande till försöksledaren eller datorskärmar. Dessutom kunde begynna EEG analyseras när spädbarnet var engagerande i det skick som det är tänkt, såsom endast inklusive EEG-data från den sociala engagemang tillstånd när spädbarnet var ute på försöksledaren.

Medan föräldrarna var mestadels kompatibel med instruktionerna för att inte socialt interagera med sina spädbarn, kan forskarna handla om föräldra störningar under EEG inspelning. En ändring skulle vara att föräldern att bära hörlurar och / eller visir så att de inte skulle veta vad som hände under EEG inspelning. Vidare, eftersom barnet satt på föräldrarnas knä, barnet kan påverkas av förälderns kroppsspråk. Barnet kunde sitta i en barnstol, i stället för förälderns knä, men thiar kan sänka den tid barnet kan tolerera EEG-registrering. Ett annat alternativ skulle vara att använda en händelsemarkör för att markera i EEG data när föräldern ingrepp med barnet och inte inkludera dessa data. Det är dock anmärkningsvärt att trots risken för överordnade interaktion, det finns betydande villkors skillnader i representativa uppgifter. Slutligen, de presenterade protokollet, prövningar och block för kodning präglades i video post hoc, baserat på hörsel toner som betecknar block och prov inträden. Ett alternativ skulle vara att synkronisera video till EEG och markera övergångar under EEG inspelning.

Inspelning EEG med spädbarn är utmanande och en begränsning av detta protokoll är att inte alla barn kommer att ha användbara EEG data i varje tillstånd. I detta prov, 73 av 85 spädbarn (85,88%) av vilka EEG framgångsrikt spelats hade användbara data för åtminstone ett villkor. För att maximera potentialen för användbar EEG data, block ofta förändraneras för att upprätthålla spädbarn intresse. Det kan dock vara en utmaning för spädbarn för att upprätthålla intresset för hela protokollet (20 min) och spädbarn var fussier under förhållanden där försöksledaren var bakom gardinen (nonsocial och språk bara förhållanden). Av de 73 spädbarn med användbara EEG-data, 78,1% (57 spädbarn) hade användbar EEG i nonsocial skick och 71,20% (52 spädbarn) hade data för den språk enda villkoret. I kontrast, 91,80% (67 spädbarn) för spädbarn hade användbara data i det gemensamma uppmärksamhet tillstånd och 87,85% (63 spädbarn) hade användbara data i den sociala ingreppstillstånd. Slutligen är det möjligt att spädbarn påverkar kan variera mellan blocken. För att lösa detta, spädbarn påverka kan kodas och jämförs över förhållanden. En övergripande begränsning av EEG forskningen är att det är svårt att veta exakt var EEG-aktivitet registrerats från hårbotten genereras från i cortex. Det är dock värt att notera att den rapporterade mönstret av regionala skillnader i EEG activ ity över förhållanden stämmer överens med vuxna fMRI forskning 24, 27, 30, 12.

Den primära betydelse rapporterade EEG paradigm är införandet av kontrollerade sociala och nonsocial förutsättningar för att systematiskt undersöka funktionell neural aktivering under sociala interaktioner. Villkor var utformade för att retas isär effekterna av olika delar av social interaktion - såsom förekomsten versus frånvaro av språk och ansikte mot ansikte interaktion - att förstå bidragen från olika sociala insatser i mönster av spädbarn EEG makt. Villkoren validerades genom att koda spädbarn ser beteende för att säkerställa spädbarn socialt engagerade som avsett. Många spädbarn EEG studier använder "vilotillstånd" eller baslinjen inspelningsförhållanden som inkluderar både sociala och nonsocial elementen 5,lass = "xref"> 8, 9. Denna paradigm visar stora skillnader i spädbarns EEG kraft mellan de sociala och nonsocial förhållanden, vilket tyder på betydelsen av detta paradigm för att bedöma utvecklingen av socialt engagemang i barndomen. Vidare visar det hur viktigt det är att använda tydligt sociala eller nonsocial förhållanden under EEG inspelning för att maximera överensstämmelse mellan spädbarn, eftersom det kan finnas variationer i vad spädbarn sköter om både sociala och nonsocial stimuli förekommer under inspelning.

Denna paradigm och resultat visar hur kontexten påverkar funktionell neural aktivering, bedöms med EEG makt. Framtida studier kan utnyttja denna teknik för att undersöka funktionell neural utveckling med hänsyn till rollen som inspelningssammanhang. Detta inkluderar användning tydligt sociala eller nonsocial förhållanden samt att använda flera sammanhang att ha en mer omfattande och grundlig förståelse av funktionell neural aktivering. Dessutom bör framtida forskning bygga på resultaten från detta paradigm genom att använda andra åtgärder såsom EEG koherens eller korsfrekvenskoppling att ytterligare undersöka de differentiella mönster av hjärnaktivitet i samband med sociala ingång. Vidare olika områden av barnets utveckling sannolikt kopplad. Således kan detta paradigm bedöma neurala grunderna för sociala interaktioner användas med andra EEG paradigm knacka kognitiva och motoriska utveckling 31. Bedömning av spädbarn EEG över dessa flera domäner samt använda flera neurala åtgärder skulle ge en bredare bild av barnets utveckling och ytterligare en förståelse för hur dessa domäner är relaterade i hjärnan. Dessutom skulle parning EEG med andra neurala tekniker såsom fMRI bidra till att bättre förstå hur mönster av kortikal aktivitet avser underliggande hjärnregioner.

Denna paradigm tog ett första steg i att reta varandra faktorer som kan underldvs skillnader mellan den gemensamma uppmärksamhet och nonsocial tillstånd inklusive inmatningsspråk och ansikte mot ansikte interaktion. Dock är gemensam uppmärksamhet komplex och mångfacetterad. Det innehåller komponenter såsom blick följande, alternerande blick och pekar. Framtida forskning kan bryta ned dessa komponenter till olika förhållanden, såsom att ha ett pekande-bara tillstånd och ett tillstånd hos försöksledaren endast alternerande blick, för att ytterligare analysera hur de olika komponenterna i delad uppmärksamhet avser spädbarns EEG. Vidare bedömer hur individuella skillnader som spädbarn ålder och socioekonomisk status avser mönster av spädbarn EEG kraft och konsekvens under varje villkor för detta paradigm är en annan viktig framtida inriktning. Det kan vara till exempel att EEG registrerats under social kontra nonsocial sammanhang har olika känslighet för miljöfaktorer såsom fattigdom eller kultur. Således kan undersöka EEG över flera kontrollerade inspelning sammanhang möjliggöra en mer nyanserad pbild- miljö påverkan på spädbarn funktionell neural aktivering.

I det redovisade paradigm, försöks socialt ingrepp med barnet. Att ha barnet socialt interagera med sin vårdgivare under EEG inspelning skulle möjliggöra undersökning av hur individuella skillnader i samspelet kvalitet förälder och spädbarn avser mönster av EEG makt. Dessutom är kliniska diagnoser som autism (ASD) vanligtvis förknippas med försämringar i sociala interaktioner. Med hjälp av denna paradigm med kliniska populationer med hög risk för sociala svårigheter skulle främja en förståelse för de neurobiologiska grunderna för vissa diagnoser, såsom ASD. Dessutom har många studier använder baslinjer som inte tydligt socialt eller nonsocial, vilket också skulle vara särskilt relevant när man jämför EEG av typiskt utvecklings individer till personer med ASD. Det är möjligt att skillnader i EEG mellan dessa grupper kan delvis vara en funktion av skillnader i där grupperna letar under baslinjen (t ex vid försöksledaren eller på ett objekt). Slutligen skulle konceptet och design bakom rapporterade paradigm tillämpas på andra stater än sociala ingångar. I detta paradigm, de nonsocial och gemensamma uppmärksamhet förhållandena skilde sig på tre sätt: den gemensamma uppmärksamhet tillstånd hade språk input, ansikte mot ansikte interaktion, och förekomsten av gemensamma uppmärksamhet. Ytterligare villkor ingick att retas isär vilka sociala ingångar körde skillnaden mellan det gemensamma uppmärksamhet och nonsocial förhållanden. Detta inom-ämnen konstruktion att använda villkor för att skilja ut olika miljöinsatser skulle kunna tillämpas på andra områden.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har inga upplysningar att rapportera.

Acknowledgments

Vi tackar Ryan Johnson och Leah Miller för deras hjälp med att samla in data.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
EEG Amplifier EGI N/A We used a net amps 300 system. Contact EGI for more information or to purchase. https://www.egi.com/
EEG Sensor Nets EGI N/A We used HDGSN 130 nets with 128 channels in pediatric sizes. Contact EGI for more information or to purchase. https://www.egi.com/clinical-division/geodesic-sensor-nets
EEG Recording Software Netstation N/A Contact EGI for more information or to purchase. https://www.egi.com/clinical-division/net-station
EEG Recording Computer Apple N/A An apple computer is required to run the Netstation software. The operating system just has to match the version of Netstation used.
Stimulus Presentation Computer Dell N/A E-Prime 2.0 is compatible with PCs running Microsoft Windows
XP SP3, Vista SP1, 7 SP1, 8/8.1 and 10
Stimulus Presentation Software - E-Prime 2.0 Professional Edition Psychology Software Tools, Inc. http://www.psychology-software-tools.mybigcommerce.com/e-prime-2-0-professional/
Stimulus Presentation Monitors Dell N/A LCD monitors are appropriate.
Potassium Chloride Sigma-Aldrich http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/p9541?lang=en&region=US
Pipettes Karter Scientific Labware Manufacturing Co. http://www.kartersci.com/7ml_
Volume_3ml_Graduated_
Transfer_Pipette_Karter_
p/206h2.htm
Disinfectant-Control 3 Disinfectent Germicide Maril Products Inc https://www.amazon.com/Control-Disinfectant-Germicide-Cntrl3-Concntr/dp/B007AZ37VC
EEG Processing Software MATLAB https://www.mathworks.com/products/matlab/
Data Analysis Software SPSS https://www.ibm.com/marketplace/cloud/statistical-analysis-and-reporting/purchase/us/en-us#product-header-top
Coding Software - The Observer XT Noldus http://www.noldus.com/
General Note: This equipment list includes what was used in the presented study, however other systems and products with the same capabilities are also appropriate.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Marshall, P. J., Reeb, B. C., Fox, N. A., Nelson, C. A. I., Zeanah, C. H. Effects of early intervention on EEG power and coherence in previously institutionalized children in Romania. Dev. Psychopathol. 20 (03), 861-880 (2008).
  2. Tarullo, A. R., Garvin, M. C., Gunnar, M. R. Atypical EEG power correlates with indiscriminately friendly behavior in internationally adopted children. Dev Psychol. 47 (2), 417-431 (2011).
  3. Adolphs, R. Cognitive neuroscience of human social behaviour. Nat. Rev. Neurosci. 4 (3), 165-178 (2003).
  4. Grossmann, T. The Development of Social Brain Functions in Infancy. Psychol Bull. , (2015).
  5. Fox, N. A., Henderson, H. A., Rubin, K. H., Calkins, S. D., Schmidt, L. A. Continuity and discontinuity of behavioral inhibition and exuberance: Psychophysiological and behavioral influences across the first four years of life. Child Dev. 72 (1), Retrieved from: http://www.jstor.org/stable/1132468 1-21 (2001).
  6. Mundy, P., Card, J., Fox, N. EEG correlates of the development of infant joint attention skills. Dev Psychobiol. 36 (4), 325-338 (2000).
  7. Nichols, K. E., Martin, J. N., Fox, N. A. Individual differences in the development of social communication: Joint attention and temperament. Cogniţie Creier Comportament. 9 (2), 317-328 (2005).
  8. Mize, K. D., Jones, N. A. Infant physiological and behavioral responses to loss of maternal attention to a social-rival. Int J Psychophysiol. 83 (1), 16-23 (2012).
  9. Field, T., Fox, N. A., Pickens, J., Nawrocki, T. Relative right frontal EEG activation in 3- to 6-month-old infants of "depressed" mothers. Dev Psychol. 31 (3), 358-363 (1995).
  10. Jones, N. A., Field, T., Fox, N. A., Lundy, B., Davalos, M. EEG activation in 1-month-old infants of depressed mothers. Dev. Psychopathol. (03), 491-505 (1997).
  11. Jones, E. J. H., Venema, K., Lowy, R., Earl, R. K., Webb, S. J. Developmental changes in infant brain activity during naturalistic social experiences. Dev Psychobiol. 57 (7), 842-853 (2015).
  12. Mundy, P., Jarrold, W. Infant joint attention, neural networks and social cognition. Neural Netw. 23 (8-9), 985-997 (2010).
  13. Markus, J., Mundy, P., Morales, M., Delgado, C. E. F., Yale, M. Individual Differences in Infant Skills as Predictors of Child-Caregiver Joint Attention and Language. Soc Dev. 9 (3), 302-315 (2000).
  14. Mundy, P., Block, J., Delgado, C., Pomares, Y., Van Hecke, A. V., Parlade, M. V. Individual Differences and the Development of Joint Attention in Infancy. Child Dev. 78 (3), 938-954 (2007).
  15. Welch, M. G., Myers, M. M., et al. Electroencephalographic activity of preterm infants is increased by Family Nurture Intervention: A randomized controlled trial in the NICU. Clin Neurophysiol. 125 (4), 675-684 (2014).
  16. John, A. M., Kao, K., Choksi, M., Liederman, J., Grieve, P. G., Tarullo, A. R. Variation in infant EEG power across social and nonsocial contexts. J Exp Child Psychol. 152, 106-122 (2016).
  17. Gartstein, M. A., Rothbart, M. K. Studying infant temperament via the Revised Infant Behavior Questionnaire. Infant Behav Dev. 26 (1), 64-86 (2003).
  18. Calkins, S. D., Fox, N. A., Marshall, T. R. Behavioral and Physiological Antecedents of Inhibited and Uninhibited. Child Dev. 67 (2), 523-540 (1996).
  19. Henderson, L. M., Yoder, P. J., Yale, M. E., McDuffie, A. Getting the point: electrophysiological correlates of protodeclarative pointing. Int. J. of Dev. Neurosci. 20 (3-5), 449-458 (2002).
  20. Marshall, P. J., Bar-Haim, Y., Fox, N. A. Development of the EEG from 5 months to 4 years of age. Clin Neurophysiol. 113 (8), 1199-1208 (2002).
  21. Allen, J. J. B., Coan, J. A., Nazarian, M. Issues and assumptions on the road from raw signals to metrics of frontal EEG asymmetry in emotion. Bio Psychol. 67 (1-2), 183-218 (2004).
  22. Davidson, R. J. EEG Measures of Cerebral Asymmetry: Conceptual and Methodological Issues. Int. J. Neurosci. 39 (1-2), 71-89 (1988).
  23. Petersen, S. E., Posner, M. I. The Attention System of the Human Brain: 20 Years After. Annu. Rev. Neurosci. 35, 73-89 (2012).
  24. Williams, J. H. G., Waiter, G. D., Perra, O., Perrett, D. I., Whiten, A. An fMRI study of joint attention experience. NeuroImage. 25 (1), 133-140 (2005).
  25. Lachat, F., Hugueville, L., Lemaréchal, J. -D., Conty, L., George, N. Oscillatory brain correlates of live joint attention: A dual-EEG study. Front Hum Neurosci. 6, (2012).
  26. Emery, N. J. The eyes have it: the neuroethology, function and evolution of social gaze. Neurosci Biobehav Rev. 24 (6), 581-604 (2000).
  27. Redcay, E., Kleiner, M., Saxe, R. Look at this: the neural correlates of initiating and responding to bids for joint attention. Front. Hum. Neurosci. 6, (2012).
  28. Tierney, A. L., Gabard-Durnam, L., Vogel-Farley, V., Tager-Flusberg, H., Nelson, C. A. Developmental Trajectories of Resting EEG Power: An Endophenotype of Autism Spectrum Disorder. PLoS ONE. 7 (6), e39127 (2012).
  29. Morales, M., Mundy, P., Delgado, C. E. F., Yale, M., Neal, R., Schwartz, H. K. Gaze following, temperament, and language development in 6-month-olds: A replication and extension. Infant Behav Dev. 23 (2), 231-236 (2000).
  30. Schilbach, L., Wilms, M., et al. Minds Made for Sharing: Initiating Joint Attention Recruits Reward-related Neurocircuitry. J Cogn Neurosci. 22 (12), 2702-2715 (2009).
  31. Gonzalez, S. L., Reeb-Sutherland, B. C., Nelson, E. L. Quantifying Motor Experience in the Infant Brain EEG Power, Coherence, and Mu Desynchronization. Front Psychol. 7, (2016).

Tags

Beteende spädbarn elektroencefalografi (EEG) makt EEG social interaktion socialt engagemang gemensam uppmärksamhet social hjärna barns utveckling
A Inom-ämnen Experimentellt protokoll för att bedöma effekterna av social Ingång på Infant EEG
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

St. John, A. M., Kao, K.,… More

St. John, A. M., Kao, K., Chita-Tegmark, M., Liederman, J., Grieve, P. G., Tarullo, A. R. A Within-subjects Experimental Protocol to Assess the Effects of Social Input on Infant EEG. J. Vis. Exp. (123), e55596, doi:10.3791/55596 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter