Summary
Det här protokollet beskriver viktiga steg som ingår i bedömningen av känsligheten i hjärnan på en person på stimulans behandling av en nära andra genom att välja par partners, inspelningen deras elektroencefalogram (EEG) samtidigt och computing sin evenemangsrelaterade hjärnan potentialer (ERPs).
Abstract
Partnerna i varje par måste kunna passera McGill vänskap enkäten utan att kommunicera. Varje partner sitter sedan framför en skärm i en av två angränsande rum. Dessa rum är åtskilda av ett glasfönster genom vilket deltagarna kommunicerar för att behålla känslor av samhörighet samtidigt förses med EEG locket. Efter kontroll för adekvat EEG signaler, glaset täcks av en gardin att förhindra visuell kommunikation. Sedan partner måste vara tyst men instrueras att försöka känna i närvaro av sin partner under hela experimentet. Strax innan det börjar, deltagare berättas att var och en av dem kommer att presenteras med en bild i taget och att dessa bilder kommer att ske vid samma tid för båda av dem på sin egen skärm. De uppmanas också att för varje rättegång, samtidiga bilderna kommer alltid att vara olika. Men unbeknownst till dem, studier är randomiserade: bara hälften av dem är förenliga med denna instruktion och faktiskt innehåller två olika bilder. Dessa prövningar bildar DSC, det vill säga villkoret olika-stimuli. Den andra hälften av prövningar är oförenliga med instruktioner. De har två identiska bilder och bilda ISC (identiska-stimuli tillstånd). Efter experimentet, deltagare sorteras i två grupper: de som rapporterade att de kände i närvaro av sin partner under majoriteten av prövningarna och de som rapporterade de inte. Effekterna av stimulansen bearbetning av partnern hittas genom att subtrahera de genomsnittliga spänningarna av ERPs ISC (inkonsekvent med instruktioner) från ERPs av DSC (i enlighet med instruktionerna) i minst två tidsfönster (TWs): för det första, i 75 till 150 ms TW, där de absoluta värdena för dessa subtraktioner är större, speciellt på höger frontal platser, i dem som känt i närvaro av sin partner än hos dem som gjorde inte; för det andra i LPP tid fönster (dvs från 650 till 950 ms inlägg debut), där ERPs är betydligt mindre positiva i DSC än i ISC i dem som raw resultaten av de tidiga (75-150ms) subtraktioner är negativa.
Introduction
EEG indexerar summorna av elektriska postsynaptiska Svaren stora neuronala populationer1 produceras under informationsbehandling. 2 bland dessa svar, vissa mönster är tid-låst till sensoriska, motoriska eller kognitiva händelser. Dessa ”händelse-relaterade” mönster av EEGEN kallas ERPs. 3 an ERP består av flera omläggningar (t.ex. N300, N400 & P600). Var och en av dessa omläggningar kännetecknas av dess fördröjning i förhållande till uppkomsten av händelsen, dess spänning eller amplitud, dess positiv eller negativ elektrisk polaritet och dess hårbotten distribution, alla ger ledtrådar om de underliggande neurala beräkningarna 3.
ERP-studier tillåter oss att få information om de grundläggande neurala processer som ligger bakom högre ordningens, komplexa kognitiva operationer4. Metoden ERP används främst i studier av psykologiska och neuropsykiatriska. Några av de fördelar som förknippas med ERPs över andra neuroradiologiska metoder, såsom funktionell magnetresonanstomografi (fMRI) och nära-infraröd spektroskopi (NIRS), är dess utmärkta temporal upplösning, vilket ger forskare möjlighet att Följ computing aktiviteten i hjärnan till vilken millisekund och dess relativa kostnadseffektivitet. Detta är avgörande när du testar två deltagare samtidigt som är fallet i vår studie5,6.
För detta experiment, vi är mest intresserade av det sena bakre positivitet (LPP), vilket är ett affärssystem med ett sent latens (dvs. från 250 till 1000ms efter stimulans debut). Det framkallas av presentationen av meningsfulla stimuli, såsom ord, objekt, ansikten och scener. De välkända P3b komponenterna tillhör familjen LPP, vilken topp omkring 600 ms post stimulans debut för ord och på ca 750 ms för ansikts - och scen-stimuli. Desto större mängden ny information i arbetsminnet och i medvetande, och den mer levande, salient och vissa informationen är, desto större amplituden av denna potential således7,8 när ett stimulus- eller någon aspekter av det, såsom dess exakta tidpunkten för händelsen-är oväntat och det framkallar en större LPP än när stimulansen och var och en av dess aspekter är fullt förutspådde. Ett mycket stort antal kognitiva faktorer kan alltså påverka amplituden av LPP8,9.
Inspelningen EEGEN två deltagare samtidigt som de utsätts för visuella stimuli kan hjälpa oss att utvärdera huruvida hjärnaktiviteten hos ett ämne kan påverka varandras hjärnan electrodynamics när ingen ser vad dennes partner som visas.
Med tanke på att ERP spänningar, hårbotten distributioner och latenser alla ge ledtrådar till vad neurala beräkningar sker, de kan mätas för att testa någon yttre inverkan på hjärnan och upptäcka skillnader i behandlingen av visuella stimuli i par med nära relaterade personer. För att testa förekomsten av sådan inverkan, fokuserade vi på en fungerande hypotes: LPP framkallas av en visuell stimulans i en person skulle kunna påverkas av den stimulans som visas till sin partner. Denna hypotes baseras således på idén att om stimulans behandling av en person har en inverkan på neurala verksamhet av en annan person, kan denna nya information som härrör från hjärnan av gamlan modulera amplituden av LPP i den senare.
En mer exakt hypotes byggdes från en kompletterande idé. Effekten av behandlingen av stimulansen på hjärnaktiviteten hos en nära andra bör förhindras när stimulansen är känt för att vara annorlunda från den som ses av nära andra. I själva verket i denna situation utgör denna påverkan ett irrelevant ingrepp. För att skapa kunskap, var de två deltagarna i varje par berättade att de skulle presenteras med olika stimuli. Dock överensstämde bara hälften av prövningar av experimentet med denna instruktion. De utgör således olika-stimulans villkora, DCS. Den andra hälften av prövningar inte överensstämde med denna instruktion. Där, stimuli samtidigt presenteras för varje par två ämnena var desamma och således gjort upp identiska-stimulans villkora, ISC. Detta sistnämnda villkor användes för att få en kontroll skick där hämning inte bör utvecklas, eftersom det skulle avser information som motsvarar den stimulans som faktiskt presenteras för nära andra. Vår prognos var att, i avsaknad av sådan en hämning, mer information ska ange innehållet i arbetsminnet, som kunde vara ansvarig större LPPs i ISC än i DSC. Dessutom att hitta sådana ERPs skillnader skulle bekräfta möjligheten av en effekt av stimulans bearbetning på ERPs av en nära andra tanke att ämnen inte kan se den faktiska stimulansen deras partners presenteras med.
Dessa förutsägelser bekräftades i två tidigare experiment, som också visade att de två deltagarna i varje par hade vara socialt nära och inte främlingar. 10 , 11 dock i dessa experiment, de två deltagarna av dessa par var inte akustiskt och visuellt åtskilda. Trots den extrema osannolikhet att ERP effekter observerade kan bero på klassiskt visuella och/eller akustiska kommunikation mellan parter och med tanke på den betydelse som resultaten skulle ha för social kognition, vi beslutade att införa en glas - och en gardin-separation mellan parter att kontrollera att ERP skillnaderna kvarstår.
Vi var dock medvetna om att genom att göra detta, deltagarna kan inte längre känna sig tillsammans under experimentet och att detta kan ha effekt. Därför vi kände viktigt att påminna deltagarna att försöka känna närvaron av sin partner under hela experimentet och vid debriefing session vi frågade dem om de lyckats göra så.
Dessutom i de två första experiment att bedöma effekterna av stimulansen bearbetning på ERP nära trötthet andra 10,11, DSC och ISC motsvarar olika block av prövningar, för att förhindra, strategi bias och andra förvirrar, experimentella villkoren för detta experiment nu motsvarar studier randomiserade inom block.
I detta nya experiment sitter de två deltagarna (A och B) alla framför sina egna datorskärmen i två angränsande rum. Väggen som skiljer dem innehåller en 86-av-178-cm glasfönster som är täckt på båda sidor av en gardin. Således, deltagarna är sittande side-by-side men kan varken se eller höra varandra under själva experimentet. Men precis innan experimentet, när de utrustas med EEG mössor, gardinerna är öppna och deltagarna kan se varandra och upprätthålla en känsla av närhet. När de är försedda med ett EEG-cap att registrera deras hjärnaktivitet och EEG signaler kontrolleras för kvalitet, är gardinerna stängda. Men viktigast av allt, instrueras deltagarna att försöka fortsätta känna närvaron av sin partner under hela experimentet. Den på skärmen direktiven instruera varje deltagare att försöka memorera bilderna som kommer att blinka samtidigt, var och en på sina respektive skärmar, och att undvika överdriven blinkar och ansiktsrörelser.
Sin tro på naturen av de två bilderna är experimentellt kontrollerad den på skärmen direktiv som tydligt informera dem om att de alltid kommer att utsättas för olika visuella stimuli än vad kommer att presenteras för sin partner. Men, som nämnts, varje deltagare ser 200 bilder, 100 som faktiskt skiljer sig från de som presenteras till sin partner och bilda konsekvent villkora eller DSC (dvs. tillståndet som olika-stimulans) och 100 som är faktiskt det samtidigt som fram till sin partner. De utgör inkonsekvent tillstånd eller ISC (dvs. tillståndet som identiska stimulans). Således, under en inkonsekvent ISC rättegång, båda deltagarna presenteras samtidigt med en identisk bild. Under en konsekvent DSC rättegång presenteras båda deltagarna samtidigt med en annan bild. Ordningen för dessa studier är randomiserade.
Vi utforskade systematiskt ERPs i tid windows tidigare än för LPPs att upptäcka index av hämning som olika-stimuli-instruktionen bör utlösa när stimuli av rättegången faktiskt skiljer sig åt. Vi fann att mellan 75-150ms inlägget bild debut, det absoluta värdet av subtraktionen av medelvärdet spänningar av ERPs av DSC försöken från de av ISC-lederna var större hos deltagare som kände tillsammans under experimentet än i de som inte gjorde. Detta observerades på höger frontal elektrod platser, speciellt på F8, och thus över ventro-laterala prefrontala cortex. Baserat på våra tidigare arbeten på hämning och negativa ERP-komponenter16,17,18, valt vi, bland de deltagare som kände tillsammans, dem hos vilka ERPs DSC-prövningar var mer negativa än till ISC-prövningar och således de som hämning kan ha inträffat. Som förväntat, hade dessa särskilda deltagare betydligt mindre LPPs för konsekvent DSC-prövningar än för de inkonsekventa ISC-försök (Se figur 4). Dessa resultat tyder på att en större mängd information in innehållet av arbetsminnet i ICS prövningar, med denna information blir potentiellt salient eller mer levande och/eller integreras med större självförtroende. Dessutom bevisa de förekomsten av en effekt av stimulans bearbetning på ERPs nära andra gett omöjligheten för deltagarna att se bilden faktiskt fram till sin partner och omöjligheten att kommunicera.
Protocol
Alla metoder som beskrivs häri var godkända av Douglas Institute forskning och etikprövningsnämnd.
1. deltagare rekrytering, i-lab hälsning och enkäter
- Rekrytera par av deltagarna (nära vänner/syskon/makar åldrarna 18-35) och informera dem om de kommer att ha separat fylla en vänskap stödberättigande frågeformulär vid ankomsten i labbet för att säkerställa bara Stäng andra ingår i experimentet [se Bilaga 1 för en exempel annons].
- Kontrollera att de uppfyller alla andra inklusionskriterierna (dvs. right-handedness, nivå universitetsutbildning, perfekt eller korrigerade till perfekt syn, inga kontaktlinser, inga dreads, ingen drogmissbruk, ingen psykisk sjukdom, inga användning eller psykotropa mediciner). Schemalägga deras besök labbet om de är berättigade.
- Hälsa paret av deltagarna vid deras ankomst i labbet. Erhålla informerat samtycke, separera dem och har varje deltagare Fyll i vänskap stödberättigande frågeformulär och McGill vänskap frågeformulär ensam.
- Detta används för att bedöma deras attityd till deras förhållande och att utesluta partners som inte är tillräckligt nära och inte når den lägsta poängen av 13 rätt svar.
- När deras svar har skickats till Labbets databas, kontrollera om minst 13 rätt svar från varje deltagare.
- Escort partner in i EEG inspelning rum. Slå på den stimulans presentation och EEG förvärv datorer. Starta programmet EEG förvärv [bild 1] och ange status för EEG kanaler till ”impedans check” [Foto 2].
- Har varje deltagare sitta på en utsedda databord i intilliggande rummen skiljs åt av ett glasfönster. Hålla gardinerna öppna så att varje deltagare kan se hans eller hennes partner. Uppmuntra dem att prata (t.ex. om deras svar på frågeformuläret vänskap stödberättigande) för att upprätthålla känslan av närvaro av andra.
2. cap elektrodplacering (se Gu et al., 2014)
- Mät storleken på huvudet av deltagaren och Använd pennan för att markera PF1 och PF2 elektrod platser och välj den gemensamma jordbrukspolitiken av lämplig storlek.
- Rengöra pannan och örsnibbar varje deltagare med en spritsudd.
- Infoga två frontal klibbiga svamp skivor i EEG elektrod cap på Fp1 och Fp2.
- Placera skivorna mot pannan av deltagaren klistriga ändar på markerade PF1 och PF2 platser. Be deltagaren att tryck på dem ordentligt och dra av locket över huvudet tätt passa kraniet. Kontrollera om den gemensamma jordbrukspolitiken monteras symmetriskt över huvudet (både från höger kontra vänster och framåt vs. bakåt perspektiv) och sedan ansluta EEG utlopp till förstärkarens plug.
- Med en 10mL spruta trubbig nål spets, försiktigt men bestämt röra skalpen på deltagaren och flytta nålen i sidled att retas håret sönder. Infoga ledande gel (~0.5mL) från den positionen på hårbotten och upp för att skapa en kolumn av gel i marken elektroden först. Sedan infoga gel i båda öra elektroderna och bifoga dem till örsnibbar. Anslut vänster öra elektroden till den övre kanalen och den rätta, som kommer att användas som referens, undertill i sin förstärkare låda.
- Med en steriliserad trubbig nål spets tidigare monterade på sprutan, flytta isär hårstråna genom att vicka sprutan i de andra elektroden webbplatser, se till att spetsen är i kontakt med hårbotten. Starta sedan infoga ledande gel i vart och ett av de andra elektrod placeringarna med en långsam uppåtgående rörelse för att bygga en kolumn av gel som går från hårbotten till metall av elektroden.
- Använd en steril vass nål försiktigt och försiktigt skrapa på ytan av hårbotten genom varje elektrod, börjar med marken och öron, ta bort döda hudceller och öka elektrisk konduktans genom att låta gelen gör kontakt med de levande cellerna i hårbotten och örsnibbar.
- Kontrollera korrekt impedans fördriva tiden avlysningen hårbotten. Lamporna motsvarar elektrod kanalerna på rutorna förstärkare kommer att ändra färg från orange till grönt som impedans för varje kanal sjunker under 5 kΩ [se bild 3].
- Obs: om en viss elektrod inte fungerar korrekt, lägga till mer gel och skrapa lite mer med nålen. Om problemet kvarstår, Använd en genväg tråd genom att ansluta det inuti facket för felaktig elektroden på förstärkarna och ansluter den andra ändan till elektrodplacering i EEG cap.
3. EEG/ERP-data inspelning 4. EEG/ERP data inspelning
- Strax före experimentet, instruera deltagarna att försöka känna närvaron av sin partner under hela testperioden. Sedan, dra för gardinerna på båda sidor av fönstret dubbelglasade, dämpa ljuset och stänger dörren varje deltagares rummet.
- Skriv i lämpligt kommando för given stimulus sekvensen för att köra programvaran stimulans presentation. Sedan, starta inspelningen EEGEN av båda deltagarna medan de presenteras med de visuella stimuli samtidigt.
- När sekvensen stimulans presentationen är klar, stoppa inspelningen EEG data.
- Vid slutet av experimentet, noggrant EEG locken och hjälpa deltagarna i tvätt och torkning håret.
- När deltagarna har rengjort håret, har dem fylla en debriefing frågeformulär där de rapportera graden som de kände närvaron av sin partner, speciellt under vilken del av experimentet och för hur länge de kände detta sätt.
- Lossa locket och örat elektroderna från förstärkarna, ta bort disponibla svamp skivorna och städa cap och örat elektroderna under rinnande vatten. Använd en mild tvål och en tandpetare att rensa gelen från elektroderna, skölj noggrant och låt EEG locket till luft torka.
- Spara inspelade data på USB-enheten genom att sätta in USB-enheten i en av USB-portarna på EEG data förvärv datorn och dra filen till katalogen USB. Överför sedan data till en annan dator för databehandling.
4. databearbetning
Obs: all data bearbetning sker med hjälp av EEGLab.15
- Öppna programvaran databehandling [se Tabell för material] och sedan EEGLab genom att skriva ”eeglab” i gränssnittet kommandot [se skärmdump 1 & 2].
- Importera datafilen. För detta steg, klicka först på ”fil” på EEGLAB GUI, Välj ”Importera data”, Välj ”med EEGLAB funktioner och plugins”, och klicka på ”från EUF/EUF +/ GDF filer (BIOSIG verktygslådan)” [se skärmdump 3]. Välj den önskade datafil.
- Skapa och EEG händelselista, som består av en lista över poster som motsvarar de skillnad typerna av visuella stimuli som användes under experimentera (dvs. samma bild tros vara olika märkt ”S-BD” och olika bilden tros vara olika märkt ”D-BD”). För att göra detta, klicka på ”ERPLAB” på EEGLAB GUI, Välj ”EventList” och klicka på ”Skapa EEG EVENTLIST” [se skärmdump 4]. I det nya fönstret, ange relevant information under ”Event info” och ”Bin info (valfritt)” för kategorin S-BD och klicka på ”Uppdatera rad”. Upprepa denna process för kategorin D-BD. Klicka på ”APPLY” [se skärmdump 5].
- Extrahera de bin-baserade epokerna, varje epok (eller rättegång) bestående av en enda ERP-vågform som sträcker sig över 1 204 ms från-204ms till 1000ms, där 0 motsvarar uppkomsten av den visuella stimulansen. I detta steg, Välj ”ERPLAB” på EEGLAB GUI och klickar på ”extrahera bin-baserade epoker” [se skärmdump 6]. I det nya fönstret under ”Bin-baserade epoch tidsintervallet (ms)” skriva ”-204 -4”. Klicka på ”Kör” [se skärmdump 7].
- Utföra artefakt upptäckt på epoker. Detta steg tar bort alla de prövningar som har förändrat varit genom förstärkare mättnad eller A/D klippning. Epoker med segment som är underlägsen-100 mikrovolt eller överlägsen + 100 mikrovolt elimineras för de 4 frontal EEG-elektroderna (Fp1, Fp2, F7 och F8). Likaså raderas epoker med segment som är underlägsen-75 mikrovolt eller överlägsen + 75 mikrovolt för de återstående 24 icke-frontal elektroderna. Dessutom kommer epoker som innehåller segment som omfattar platta rader som kvarstår för mer än 100ms skäras ut i alla 28 elektroder. För att eliminera de extrema spänningarna, först klicka på ”ERPLAB” på EEGLAB GUI, Välj ”artefakt detection i epoched data” och klicka ”enkel spänning tröskel” [se skärmdump 8]. I det nya fönstret under ”testperioden (start-slut) [ms]”, skriva ”-204 1000”; under ”spänning begränsar [uV] (t.ex.-100-100)”: skriva ”-100 100”; under ”kanal”, skriva ”1:4” (Markera endast 4 frontal elektroderna). Välj ”acceptera” [se skärmdump 9]. Upprepa denna process för de återstående 24 elektroder, att göra lämpliga ändringar vid behov (dvs skriva ”-75 75” istället för ”-100 100” för spänningsgränser; skriva ”5:28” istället för ”1:4” för att välja de återstående 24 elektroderna). Nästa, ta bort raderna platt, klicka på ”ERPLAB” på EEGLAB GUI, Välj ”artefakt detection i epoched data” och klicka på ”blockering & platt linje” [se skärmdump 10]. I det nya fönstret under ”testperioden (start-slut) [ms]”, skriva ”-204 1000”; under ”amplitud tolerans (enda värde, t ex 2)”:, skriva ”- 1e - 07 1e - 07”; under ”varaktighet [ms]”, skriva ”100”; under ”kanal”, skriv ”1:28” (Markera alla 28 elektroder). Välj ”acceptera” [se skärmdump 11].
- Beräkna de genomsnittliga ERPs varje deltagare för varje villkor (konsekvent vs. inkonsekvent). För att göra detta, klicka på ”ERPLAB” på EEGLAB GUI och välj ”beräkna medelvärde ERPs” [se skärmdump 12].
- Beräkna grand genomsnitt för ERP uppsättningar i varje skick (konsekvent vs. inkonsekvent) och rita den resulterande ERP vågformer. För detta steg, klicka på ”ERPLAB” på EEGLAB GUI och välj ”genomsnittet över ERPsets (Grand genomsnitt)” [se skärmdump 13]. I det nya fönstret, lägga till relevanta ERP anger genom att klicka på ”Lägg Erpset” och klicka sedan på ”Kör” [Se skärmdump 14]. Om du vill rita den ERP vågformer, klicka på ”ERPLAB” på EEGLAB GUI, ”Plot ERP” och välj ”Plot ERP vågformer” [se skärmdump 15]. I det nya fönstret under ”tidsintervallet (min max, i ms)”, skriva ”-204.0 1000.0” och klicka på knappen ”positiva är upp” (detta kommer att ändra etiketten för knappen till ”negativa är upp” så att negativ y-värden visas ovanför x-axeln); under ”stil”, Välj ”topografisk” och ändra ”w” och ”h” värden till ”0,1”. Klicka på ”Rita” [se skärmdump 16].
Representative Results
Tre siffror presenterats häri. Varje del av dessa siffror (28 delar totalt) representerar en enda EEG kanal med egen etikett (dvs Fp1, Fp2, F7, F8, etc.). Figur 1 visar ett typiskt exempel på ”bra” resultat, föreställande ERP vågformer erhållna från en enda deltagare. De svarta linjerna motsvarar konsekvent villkora och de röda linjerna motsvarar villkoret inkonsekvent. Figur 2 visar däremot ”dåliga” resultat på grund av en problematisk session som skildrar vågformer antingen obegripliga ERP-komponenter, platt foder, eller buller. Dessa erhölls också från en deltagare. De svarta linjerna motsvarar konsekvent villkora och de röda linjerna motsvarar inkonsekvent tillstånd. Figur 3 visar en grand genomsnitt 27 ERP uppsättningar från de deltagare som kände tillsammans under mer än 50% av experimentet. De svarta linjerna motsvarar kategorin kontroll-konsekvent och de röda linjerna motsvarar kategorin kritiska-inkonsekvent. Figur 4 är en skildring av genomsnittligt ERP: s från de 13 personer som kände tillsammans för mer än 50% av prövningar och för vilka villkoret inkonsekvent var mer positiv på F8 elektrod plats för 75-150ms tidsfönstret. Inkonsekvent villkoret är mer positiv än konsekvent villkora för de flesta elektroder.
Figur 1 : Typiska ”bra” resultat som representerar ERPs från en deltagare. Varje del (28 delar totalt) representerar en enda EEG kanal med egen etikett (dvs Fp1, Fp2, F7, F8, etc.). De ERP-komponenterna är väl definierade i vågformer. De svarta linjerna motsvarar villkoret konsekvent (olika stimulans skick eller DSC) och de röda linjerna motsvarar villkoret inkonsekvent (identiska stimulans skick eller ISC). Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2 : Typiska ”dåliga” resultat som representerar ERPs från en deltagare. Varje del (28 delar totalt) representerar en enda EEG kanal med egen etikett (dvs Fp1, Fp2, F7, F8, etc.). De svarta linjerna motsvarar villkoret konsekvent (DSC) och de röda linjerna motsvarar inkonsekvent tillstånd (ISC).
De ERP-komponenterna är inte väl definierad i vågformer och många markeras med en platt-linje (dvs F8, Fc4). Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3 : Grand medelvärden av ERPs 27 deltagare som kände tillsammans.
Varje del (28 delar totalt) representerar en enda EEG kanal med egen etikett (dvs Fp1, Fp2, F7, F8, etc.). De svarta linjerna motsvarar villkoret konsekvent (DSC) och de röda linjerna motsvarar villkoret inkonsekvent (ISC). Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 4 : Grand medelvärden av ERPs 13 deltagare som kände tillsammans och för vilka ERPs att konsekvent DSC-försöken var mer negativ på F8 elektrod platsen mellan 75-150ms än ERPs till inkonsekvent ISC-prövningarna. Varje del (28 delar totalt) representerar en enda EEG kanal med egen etikett (dvs Fp1, Fp2, F7, F8, etc.). De svarta linjerna motsvarar konsekvent villkora och de röda linjerna motsvarar villkoret inkonsekvent. Det finns en betydande skillnad i fönstret 600-900 ms tid mellan konsekvent och inkonsekvent villkoret på F3 (p = 0,024), F4 (p = 0,001), Fz (p = 0,024), Fc3 (p = 0,041), Fcz (p = 0,022), Fc4 (p = 0,002), Ft8 (p = 0,004), C3 (p = 0,022), och T4 (p = 0,039) , med villkoret inkonsekvent att vara mer positiv. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Kompletterande fil 1 Vänligen klicka här för att hämta den här filen.
Kompletterande fil 2 Vänligen klicka här för att hämta den här filen.
Kompletterande fil 3 Vänligen klicka här för att hämta den här filen.
Kompletterande fil 4 Vänligen klicka här för att hämta den här filen.
Discussion
I vår undersökning om möjligheten att hjärnan hos en individ är känsliga för stimulans bearbetning av en annan, vi spelade in EEGEN av par av deltagarna som de presenterades var en uppsättning bilder.
Vi manipuleras utslätning av de bilder som visades att båda deltagarna. Varje person fick i uppdrag on-screen direktiven att vad han eller hon skulle få se skulle alltid skiljer sig från vad dennes partner vill. Hälften av tiden, visades deltagarna olika bilder (dvs konsekvent tillstånd) och hälften av tiden, samma bild (dvs inkonsekvent tillstånd). Prövningarna randomiserades mellan inkonsekvent och enhetliga villkor.
Om stimulans bearbetning av en kan påverka electrodynamics den andres hjärna, och vice versa, kan då medelvärdet spänningar av komponenten LPP för inkonsekvent prövningar vara skiljer sig från dem konsekvent kära över sessioner. Våra preliminära resultat är verkligen överens med vår hypotes: LPP värdena för kritiska sessionen är annorlunda än kontroll session som en funktion av konsekvens. Denna effekt uppstod i avsaknad av block bias och av alla möjliga hemliga upptäcka inkonsekvenser på grund av buller från partnern, till exempel ändringar av andning som induceras av chockerande visuella stimuli.
Syftet med denna artikel var att införa en nya paradigm som involverar EEG för testning par deltagare samtidigt. Beträffande faktiska EEG inspelningen är det viktigt att klå upp några punkter. Det första är det avgörande att locket är tätt passar. En mössa som är för stor kan påverka kvaliteten på inspelningen genom att instabila gel kolumner och därmed varierande impedans19. Andra, det är också viktigt att deltagarna förstår att de måste undvika alltför stora rörelser, blinkande eller böjning av ansiktsbehandling och cervikala muskler, eftersom dessa kommer potentiellt skeva EEG spår, vilket gör data mycket svårt att tolka20. Efter experimentet, måste utrustningen rengöras ordentligt för att säkerställa att elektroderna inte är elektriskt isolerad av torr gel rester, som kan påverka framtida signal collection. Tredje, om det finns problem i signalen, såsom buller eller platta linjer, se till att både marken och referens elektroder är korrekt anslutna. Att minska impedansen hos alla elektroder minskar buller eftersom den förhindrar dem från egenskap antenner som fångar elektromagnetisk omgivningsljud. Därför, om det finns problem i anslutning, gelen måste tillämpas igen och och hårbotten under elektroderna åter repade. Om det finns myograms på EEGEN, måste vi låta motivet för att slappna av, påminna honom eller henne att koppla sin ansiktsbehandling och cervikala muskler innan du fortsätter med experimentet.
I början av varje EEG experiment är det viktigt att komma ihåg de begränsningar som är associerade med denna teknik. Exempelvis kan dess suboptimala rumslig upplösning vara något att överväga. Ett annat övervägande är EEGENS känslighet för ögat blinkar, muskelaktivitet och kroppsliga rörelser, som inför artefakter i inspelning21. Sammantaget kan dessa begränsningar behandlas med alternativa hjärnavbildningsmetoder som fMRI och NIRS eller genom att kombinera EEG med dessa andra alternativ. Även så, när det gäller alternativa hjärnavbildningstekniker, har EEG sina fördelar, den mest uppenbara som att vara dess anmärkningsvärda temporal upplösning, så att forskningar sond neural aktivitet storleksordningen millisekunder. Det är också en icke-invasiv och smärta fri redskap, utgör ingen risk för deltagaren. EEG är dessutom relativt billigt jämfört med andra neuroimaging-tekniker. Som sådan, var det det självklara valet av övervakning teknik i den ny par-testning metod som presenteras i denna artikel.
Disclosures
Det finns inga intressekonflikter till rapport.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| EEG acquisition software | Psychlab | http://www.psychlab.com/softw_general.html | |
| 8 Digital EEG Amplifiers (NuAmp) | Neuro Scan Labs | ||
| 2 computers | |||
| Matlab | The MathWorks, Inc | http://www.mathworks.com/products/matlab/ | |
| EEGLab Matlab toolbox | http://sccn.ucsd.edu/eeglab/ | ||
| ERPLAB Toolbox | http://erpinfo.org/erplab | ||
| Stimulus generation software | E-Prime | ||
| ECI Electrode cap | Electro-cap International, Inc | http://www.electro-cap.com/index.cfm/caps/ | |
| Special Head Measuring Tape (4 Color ribbon) | Electro-cap International, Inc | http://www.electro-cap.com/index.cfm/supplies/ | |
| Disposable Sponge Disks | Electro-cap International, Inc | http://www.electro-cap.com/index.cfm/supplies/ | |
| Cap straps | Electro-cap International, Inc | http://www.electro-cap.com/index.cfm/supplies/ | |
| Electro-gel | Electro-cap International, Inc | http://www.electro-cap.com/index.cfm/supplies/ | |
| Blunt needle (BD Vacutainer PrecisionGlide Multiple Sample Needle) | Becton, Dickinson and Company | ||
| 2 Syringes | Electro-cap International, Inc | http://www.electro-cap.com/index.cfm/supplies/ | |
| 4 Ear Electrodes | Electro-cap International, Inc | http://www.electro-cap.com/index.cfm/supplies/ | |
| Alcohol wipes | |||
| 2 Red pencils | |||
| Facilities and supplies for participants to wash their hair after the experiment- sink, shampoo, comb, towels, hair dryer |
References
- Bressler, S. L. The Handbook of Brain Theory and Neural Networks. Arbib, M. A. , MIT Press. Cambridge, MA. 412-415 (2002).
- Peterson, N. N., Schroeder, C. E., Arezzo, J. C. Neural generators of early cortical somatosensory evoked potentials in the awake monkey. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 96 (3), 248-260 (1995).
- Bressler, S. L., Mingzhou, D. Event-Related Potentials. Wiley Encyclopedia of Biomedical Engineering. , John Wiley & Sons, Inc. 1-8 (2006).
- Blackwood, D. H., Muir, W. J. Cognitive brain potentials and their application. The British Journal of Psychiatry Supplement. 9, 96-100 (1990).
- Di Russo, F., Pitzalis, S. EEG-fMRI Combination for the Study of Visual Perception and Spatial Attention. Cognitive Electrophysiology of Attention. , Elsevier Inc. 58-70 (2014).
- Strait, M., Scheutz, M. What we can and cannot (yet) do with functional near infrared spectroscopy. Front Neurosci. 8 (117), 1-12 (2014).
- Gratton, G., Bosco, C. M., Kramer, A. F., et al. Event-related brain potentials as indices of information extraction and response priming. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 75 (5), 419-432 (1990).
- Donchin, E., Coles, M. G. H. Is the P300 a manifestation of context up-dating. Behav Brain Sci. 11 (3), 357-374 (1988).
- Brower, H., Fitz, H., Hoeks, J. Getting real about semantic illusion: rethinking the functional role of the P600 in language comprehension. Brain Res. 1446, 127-143 (2012).
- Bouten, S., Pantecouteau, H., Debruille, J. B. Finding indexes of spontaneous brain-to-brain communications when looking for a cause of the similarity of qualia assumed across individuals. F1000Research. 3, 316 (2015).
- Haffar, M., Pantecouteau, H., Bouten, S., Debruille, J. B. Further data for a potential cause for the similarity of percepts assumed across individuals. Journal of Cognitive Neuroscience. (H39), Supplement to the Journal of Cognitive Neuroscience, abstract of poster presentation 232 (2016).
- Gu, V., Mohamed Ali, O., L'Abbée Lacas, K., Debruille, J. B. Investigating the Effects of Antipsychotics and Schizotypy on the N400 Using Event-Related Potentials and Semantic Categorization. J. Vis. Exp. (93), e52082 (2014).
- Psychotoolbox-3. , Available from: http://psychtoolbox.org (2016).
- University of Florida. The Center For The Study Of Emotion And Attention. , Available from: http://csea.phhp.ufl.edu/media.html (2016).
- Swartz Center for Computational Neuroscience. Regents of the University of California. , Available from: https://sccn.ucsd.edu/eeglab/downloadtoolbox.php (2017).
- The fronto-central N1 event-related potential could index an early inhibition of the actions systematically activated by objects. Touzel, M., Snidal, C., Segal, J., Debruille, J. B. Cognitive Neuroscience Society Annual Meeting, Mar 24-27, Boston, MA, , (2018).
- Debruille, J. B., Brodeur, M. B., Porras, C. F. N300 and social affordances: a study with a real person and a dummy as stimuli. PLoS One. 7 (10), e47922 (2012).
- Debruille, J. B., et al. The N400 potential could index a semantic inhibition. Brain Research Reviews. 56 (2), 472-477 (2007).
- Light, G. A., et al. Electroencephalography (EEG) and event-related potentials (ERPs) with human participants. Curr Protoc Neuro. , 21-24 (2010).
- Luck, S. J. An Introduction to the Event-Related Potential Technique. , MIT Press. Cambridge, Mass. (2005).
- Disorders of consciousness after acquired brains injury: the state of the science. Nat Rev Neurol. Giacino, J. T., Fins, J. J., Laureys, S., Schiff, N. D. , Macmillan Publishers Limited. 1-16 (2014).
