Summary
פרוטוקול זה תוכנן כדי למדוד את הפרס ציפייה, עיבוד אצל ילדים צעירים עם אוטיזם ובלי. באופן ספציפי, הפרוטוקול נועד ללמוד את ה"מפה עצבית גמול במהלך מצבים חברתיים nonsocial תוך שליטה על הפרס בין תנאי.
Abstract
אנו מציגים פרוטוקול שנועדו למדוד את ה"מפה עצבית גמול אצל ילדים. הפרוטוקול מאפשר לחוקרים למדוד גמול ציפייה ועיבוד. מטרתו היא ליצור משימה גמול הולם עבור ילדים צעירים עם אוטיזם ובלי תוך שליטה מאפייני הפרס בין שני תנאים: nonsocial והחברתית. בפרוטוקול הנוכחי מאפשר להשוואות של פעילות מוחית בין תנאי התגמול nonsocial והחברתית תוך שמירה על הפרס עצמה זהה בין תנאי. באמצעות פרוטוקול זה, מצאנו ראיות כי ילדים נוירוטיפיקל להפגין פעילות מוחית לסולמות משופרת במהלך המצב החברתי. יתר על כן, מצאנו כי נוירוטיפיקל ילדים לצפות תגמול חברתי יותר robustly מאשר ילדים עם אוטיזם אבחנות. כפי המשימה משתמשת חטיפים כפרס, זה הכי מתאים לילדים צעירים. עם זאת, הפרוטוקול עשוי להיות מותאם לשימוש עם אוכלוסיות מתבגרים או מבוגרים אם חטיפים מוחלפים תמריצים כספיים. הפרוטוקול נועד למדוד אירועים אלקטרופזיולוגים (פוטנציאל הקשור לאירוע), אבל יכול להיות מותאם אישית לשימוש עם עקיבה או ה-fMRI.
Introduction
הפרעת ספקטרום האוטיזם (ASD) הוא עיכוב התפתחותי המאופיין ליקויי תקשורת חברתית (מילולית ולא -מילולית) ואת נוכחותם של עניין מוגבלים ו/או התנהגויות חוזרות1. בהתחשב בכך ASD המשוערות להיות מבוסס-נוירולוגית2,3, זה מפתיע, אפוא, כי חקר המוח, בהם מעורבים ילדים עם ASD הפך נפוצות מאוד בעשור האחרון. על פי תיאוריות רבות על בסיס המוח ASD הוצעו, אחד מסוים צברה מחקר ניכרת תשומת הלב הוא ההשערה של מוטיבציה חברתית4. בקצרה, ההשערה מוטיבציה חברתית קובע כי ילדים עם ASD לעסוק אינטראקציה חברתית פחות מאשר שלהם בדרך כלל המתפתח (TD) עמיתיהם כי אינטראקציה חברתית לא מתגמלת עבורם. . Chevallier et al. מספקים סקירה של השערת מוטיבציה חברתית5. כי השערה זו מתייחסת ישירות אל מערכת תגמול, במיוחד אם המערכת ב- ASD הוא מגיבים מידע חברתי, מחקרים רבים חקרו את מערכת תגמול חברתי ב- ASD6,7, 8 , 9 , 10 , 11 , 12. התוצאות ממחקרים אלה יש שונה, עם כמה ראיות מתן כי מערכת הגמול ב- ASD היא בתשוקה למידע חברתי והן nonsocial, אחרים רומז מערכת תגמול משמשת בדרך כלל עבור nonsocial מידע אבל הוא בתשוקה לגירויים חברתיים. אחת הסיבות אפשריות אלה תוצאות לא עקביות מתייחס לגירויים ומתודולוגיה המשמשים את הפרוטוקולים. קשה להתאים תגמולים חברתיים, nonsocial בהקשר ניסיוני; לדוגמה, מחקרים רבים השתמשו תמונה של פרצוף מחייך כמו הפרס חברתית, הפרס nonsocial הוא המטבע (למשל, מקבל את הכסף לאחר הניסוי היא מלאה7,8,11). למרות מחקרים אלה מספקים יסוד חשוב למחקר עתידי, זה קשה לקבוע אם הממצאים מתייחסים הבדלים חברתיים לעומת הגמול nonsocial תגובתיות ASD או אם הם נובעים ההבדלים בין פרס תנאים.
בפרוטוקול הנוכחי נועדה לחקור את מערכת תגמול בתפקוד גבוה לילדים עם ASD באמצעות אלקטרופיזיולוגיה. לחקור את ההבדלים בין ילדים עם וללא ASD בהתבסס על הפרס ציפייה, נמדדה השליליות הקודמות-גירוי (SPN). ה-SPN הוא רכיב-קלה המשקף ציפייה של גירוי פרס13. המשמעות של ה-SPN נתפסת בדרך כלל כמו ציפייה רגשית14,15,16 ונחשב יבוא לידי ביטוי על ידי פעילות insula17,18. ה-SPN נמדד לעיתים קרובות לאחר המשתתפים לבצע תגובה מוטורית ולפני תחילת משוב במהלך פעילות קבלת ההחלטות19,20. ה-SPN רגיש גודל הפרס, והוא גדול באופן עקבי כשכר לעומת לא-תגמול תנאים15,16,21. אבל ה-SPN נמדד בדרך כלל במהלך משימות קבלת ההחלטות, חוקרים דיווחו כי יכול להיות שנצפו את ה-SPN בעת צפיית רגשית לגירויים עתידיים ללא כל פעילות22,23,24. מטרה קריטית אחת של הפרוטוקול הנוכחי הוא לבצע משימה ניסיוני שבו מתאימים את התגמולים בין מצבים חברתיים nonsocial לחסל את הפוטנציאל מבלבל. מטרה נוספת היא לבחון ילדים צעירים בין 6 ו- 11 שנים. לכן, הפרוטוקול יכול לשמש משימה גמול בגיל המתאים לילדים עלול למצוא העוסקים מבלי להיות מתוסכל.
Protocol
נהלים מעורבים משתתפים האנושי אושרו על-ידי האדם נושא המחקר אתיקה הוועדה/גופים מוסדיים ועדת הבדיקה ב אוניברסיטת קליפורניה, ריברסייד, אוניברסיטת קליפורניה, סן דייגו.
1. גירויים הכנה
הערה: ההליכים המתוארים להלן הספציפיים סוויטה העריכה זמינים מסחרית (ראו טבלה של חומרים); עם זאת, אחרים צילום עריכה תוכנה יכול בהחלט לשמש.
- הכנת סט של תמונות פנים רגשית25 מקוטלגים שתי הבעות פנים (שמח ועצוב). באמצעות שנאספו בעבר דירוגים התנהגותית, לבחור תמונות עם רגש ומדויקים דירוגים (ב אשר מעל 80% מהמשתתפים זיהה את הרגש כראוי)25.
הערה: הפרוטוקול שלנו היו 33 פרצופים למבוגרים שבחרת (18 נקבה, זכר 15). של הנקבות 18, 9 קווקזי, 4 הם אמריקאים אפריקאים, חמישה מהם האמריקאית אסיה. של הזכרים 15, 9 קווקזי, 6 הם אמריקאים אפריקאים, אף אחד מהם האמריקאית אסיה. במקרה זה, תמונות יש כבר היתה חתוכה והניח על רקע לבן. זה חשוב לציין כי הקבוצה NimStim של הבעות פנים דורג נורמי מבוגרים25. לכן, זה אפשרי כי ילדים או מתבגרים. שיבינו הבעות פנים באופן שונה מאשר המבוגרים מי נורמי התמונות. -
האחדת הגירויים ביטוי רגשי
- באמצעות תמונה עריכה סוויטה, לערוך את התמונות להיות בגווני ולאחר מכן לשמור אותם (בתוכנה המשמשת כאן, פעולה זו מתבצעת על-ידי בחירה תמונה | מצב | סולם גוני אפור).
- ודא כי הרזולוציה היא 72 פיקסלים לאינץ, כי הרוחב קובץ הוא 8.5 ס מ, גובה ויש 11 אינצ.
- בעזרת סרגל, לשנות את הרוחב של הצילום (בפיקסלים) עד האמצעים הפנים 11 ס מ החיצוני של השיער בצד אחד עד החלק החיצוני של השיער על האחר בצד, ו- 14 ס מ מנקודת ההתחלה של השיער לחלק התחתון של הסנטר.
-
יצירת פנים מקושקשות חץ גירויים
- להוריד את התוסף "לטרוף" (http://telegraphics.com.au/sw/product/Scramble).
- לחלץ את ה-ZIP ותעביר אותו לתוך "plug-in" בתוך תיקיית היישום של הסוויטה העריכה.
- בתוכנית לעריכת התמונות, ליצור "צורה מותאמת אישית' בתיבת הדו-שיח אפשרויות הצורה . ודא כי צורת חץ.
- פתח הפנים רגשית תמונות אחד בכל פעם. השתמש בכלי בחירה כדי לבחור רק את הפנים ואת לא הרקע.
- בחר מסנן | Telegraphics | לטרוף | טוב.
- בחר חלון | שכבות (זה צריך לייצר חלון "שכבות" לצד).
- לחץ פעמיים על רקע, ולאחר מכן לחץ על בסדר , לשנות את שם שכבה 0 (כל שם הוא בסדר).
- לחץ לחיצה ימנית על הכלי צורה בשורת התפריטים השמאלי ובחרו את צורת החץ מותאם אישית.
- גרור את הצורה חץ לתוך באמצע של התמונה מקושקשות.
- השתמש ב- Ctrl + T כדי גרור את החץ עד לאמצע התמונה ולהתאים את הגודל אז זה זהה תמונת הפנים (למשל, 11 x 14 ס מ).
- השתמש בכלי זווית כדי להבטיח עבור פרצופים שמחים החץ הפונה כלפי מעלה עבור פרצופים עצובים החץ הפונה כלפי מטה.
- לחץ על שכבה 0 או השם שניתן בשלב 1.3.7.
- בחר שכבות | קבוצת עם הקודם.
- לחץ על בחר הכל | עריכה | עותק ממוזג.
- צור קובץ חדש עם החץ על רקע לבן על-ידי בחירה קובץ | חדש. הקובץ החדש צריך להיות בגודל 8.5 x 11 אינץ ברזולוציה של 72 פיקסלים לאינץ.
- לשמור את הקבצים.
הערה: לאחר אלה נשמרו, צריך להיות תמונות של אנשים עם ביטויים עצוב, שמח ביטויים הגירסאות מקושקשות. התצלום מקושקשות עם החץ מצביעה כלפי מעלה הוא התמונה nonsocial עבור מאושרת, הצילום מקושקשות עם החץ מטה הצבעה היא התמונה nonsocial עצוב.
-
יצירת תמונות גמול
- למצוא תמונה של קרקר דג זהב (ללא שום דבר נוסף בתוך המסגרת), להוריד אותו למחשב.
- פתחו את התמונה קרקר דגי זהב ב- suite לעריכת תמונות ולערוך אותה להיות בגווני אפור.
- ליצור שני דגי זהב קרקר תמונות: 1) אחד בגווני אפור ועוד 2) אחד זה מחוק (למשל, יש מעגל/אליפסה שמסביב עם קו דרך האמצע).
- באמצעות העתקה | הדבקה, למקם תמונות של בצורת דג שלם סביב התמונות שמח (למשל, מעלה מצביע החץ והן מחייך אנשים).
- באמצעות העתקה | הדבקה, למקם תמונות של בצורת דג זהב חצה-אאוט סביב התמונות עצוב (למשל, כלפי מטה מצביע החץ והן זועף אנשים).
-
הכנת הגירויים בתוכנת המצגת electrophysiology (EEG)
- ליצור שני בלוקים של גירויים חבילת תוכנה של המצגת EEG. גוש בניינים אחד יהיה חברתיים (למשל, תמונות של מחייך, זועף פרצופים) והשני יהיה nonsocial (למשל, תמונות של כלפי מעלה ולא כלפי מטה מול חצים).
- פסאודו אקראי שהסדר של גירויים בכל בלוק כזה כי אין תמונה מתרחש יותר מפעם אחת ברציפות, ולא כזה כי המשתתף לא רואה יותר מאשר עצוב/מטה מול חצים או שמח/מעלה מול החצים ברציפות.
- להגדיר בכל ניסוי כדי להכיל את הדברים הבאים: קיבוע לחצות; 2 תיבות עם סימני שאלה (המשתתף ישתמש לחיצה על לחצן כדי לציין בחירה בין תיבת ימינה ושמאלה); חץ המצביע על התיבה את choses משתתף דרך העיתונות לחצן; משוב (הגירויים שנוצר לעיל).
הערה: למרות המשתתפים בוחרים בתיבת שמאלה או ימינה, אם לתקן (למשל, פרצוף שמח או חץ פונה כלפי מעלה, מוקף דג שלם) או שגויה (למשל, עצוב פנים או פונה כלפי מטה חץ מוקף מחוקים משוב דגי זהב) שמוצג מתוכנת מראש מאת אקראיות שמתואר בשלב 1.5.2. לפיכך, המשתתפים עשויים לחוש כי הם מנחשים כהלכה או שלא כהלכה, אבל במציאות הבחירה אינה משפיעה על התמונה משוב אשר מוצג. - להציג בכל ניסוי בהתבסס על משכי הזמן הבאים: 1) קיבעון לחצות 500 ms, 2) שתי קופסאות עם סימני שאלה בפנים עבור 3000 ms, 3) שתי קופסאות עם סימני שאלה בפנים, עם חץ המצביע לכיוון תיבת שנבחרו על ידי המשתתף עבור 2000 ms, ו- 4) משוב (< c34>e.g., הפנים או תמונות פנים מעורבל) עבור 1000 גב' ראה איור 1.
הערה: אם המשתתפים לא להגיב (דרך העיתונות לחצן) בתוך 3000 ms, את הניסיון מסתיים במשפט הבא ומתחיל. הזווית חזותי הצפויה היא זווית ויזואלית אופקי של 14.5° וזווית אנכי חזותי 10.67°.
2. נהלי התנהגות
- גייס משתתפים עם ובלי אבחנות ASD בהתבסס על הנחיות הועד המוסדי.
- לניהול מבחנים קוגניטיביים (למשל, וקסלר מקוצר בקנה מידה של המודיעין, WASI26) לכל המשתתפים כדי לאשר כי ילדים יש ציונים קוגניטיבית בטווח נמוך-מהממוצע ממוצעת טווח (למשל, IQ בהיקף לפחות 70) .
הערה: נקבע ילדים נורמאליים בהיקף מלא מתחת 70 סביר שיש קושי להבין ולזכור פעילות כיוונים. לכן, ניתוק IQ 70 נבחר של קריטריון הפסלות עבור השתתפות. - עבור המשתתפים עם אבחנה קודמת של ASD, לנהל את לוח הזמנים של התבוננות אבחון אוטיזם (מהדורה שנייה, ADOS-2)27 כדי לאשר את זכאותם.
3. א. ג הקלטה
- להגדיר את המשתתפים.
- להבטיח כי כל משתתף יושב על כיסא נוח בחדר האפלולי ולהתאים את הכיסא כך אנשים נמצאים 72 ס במסך המחשב. לספק הדרכה קצרה על ההליך.
הערה: במחקר זה, המשתתפים אמרו את הדברים הבאים: "אתה תהיה לשחק משחק ניחושים - בדיוק כמו פיק--יד, למעט במחשב. אתה תראה 2 תיבות עם סימני שאלה אותם, ואז תשתמש בתיבת לחצן זו כדי לבחור אם אתה חושב הזכות או בתיבה השמאלית היא הנכונה. אם אתה חושב שבתיבה השמאלית היא הנכונה, לחץ על הלחצן השמאלי. אם אתה חושב שהתיבה הימנית היא הנכונה, לחץ על הלחצן הימני. ברגע שאתה בוחר, תוכל לראות את התיבות עם סימני שאלה, חץ באמצע מציג במה את בוחרת. ואז תראה אם הבנת את זה נכון. לגבי כל אחת מהן תגיע תקבל 1 דג זהב קרקר. אם אתה לא אוהב דג זהב, תוכל לסחור עבור חטיפים פירות. כאשר אתה מקבל את זה נכון, תראה טבעת של דגי זהב קרקרים. זה אומר שאתה מקבל דג קרקר! כאשר אתה מקבל את זה לא נכון, תוכל לראות טבעת של חצה את דג הזהב קרקרים. כאשר אתה מקבל את זה לא נכון, לא תאבד כל דג זהב, אתה פשוט לא צובר כל הזמן. המחשב לשמור על מעקב אחר של כמה דגי זהב אתה מקבל ולאחר מכן אני אתן לך את זה הרבה אחרי כל סיימנו. " לאחר ההדרכה, לשאול את המשתתפים, "בסדר, אז מה לעשות?" ואחריו, "מה שתראו כאשר אתה מקבל את זה נכון?", "מה אתה יראו כאשר תהיה נכונה?" כדי לוודא שהם מבינים את המשימה. אם הם לא נראים להבין, להסביר את זה שוב. עד שיוכלו לענות על השאלות הללו בצורה נכונה.
- להבטיח כי כל משתתף יושב על כיסא נוח בחדר האפלולי ולהתאים את הכיסא כך אנשים נמצאים 72 ס במסך המחשב. לספק הדרכה קצרה על ההליך.
- להשתמש כובע של EEG עם 32 אלקטרודות Ag/AgCl במערכת הבינלאומית 10-20, עם נוספים אנכי (VEOG), אלקטרודות אופקי (HEOG) כדי ללכוד תנועות עיניים.
- למדוד את הראש של המשתתף כדי לקבוע איזה כובע בגודל מתאים גודל הראש.
- מראש באמצעות מחט בוטה, ג'ל הכיפה על-ידי הזרקת ג'ל מוליך לתוך האלקטרודות.
- לחבר את הכובע EEG המגבר עם מסנן נמוך לעבור ב- 70 הרץ, ישירות בשילוב פס גבוה (DC) מסנן, מסנן דרגה 60 הרץ, קצב הדגימה 500 הרץ.
- להתאים את הכובע EEG לראש של המשתתף כך האלקטרודה "Cz" ממוקמת במרכז הקרקפת (למשל, אמצע של nasion כדי inion) לפי מערכת 10-20.
- באמצעות המחט קהות או מקל עץ סטרילי, מערבולת בתוך האלקטרודה להעביר שיער ולאפשר את הג'ל לפנות את הקרקפת.
- השתמש של מד עכבת (או המחשב EEG) כדי להבטיח עכבה מתחת KΩ 10 עבור מערכת אימפדנס נמוך ומתחת KΩ 50 עבור מערכת עכבה גבוהה.
- לאחר כל האלקטרודות על המכסה להציג רמות מקובל עכבה, במקום האלקטרודות HEOG ו- VEOG. למקם את אלקטרודות HEOG canthus של כל עין, אלקטרודות VEOG מעל ומתחת לעין.
- אם כל אלקטרודות יש עכבה רמות מעל הסף המקובלים שצוין לעיל, להקליט אותם במחברת או במחשב.
- מתחילים את אבני ניסיוני, לתועלתכם הסדר של רחובות (למשל, nonsocial והחברתית) בין המשתתפים. ודא כי המחשב EEG מקליט, EEG והמחשב הקלטה מסונכרנים, האירועים נשלחים כראוי.
- הפסקות המשתתפים 30 שניות לאחר כל הניסויים 15 (כ כל 2-3 דקות) כדי לאפשר להם לנוע אם צריך.
הערה: למרות הוראות מפורשות לא ניתנו לילדים בנושא תנועה, המשתתפים אמרו להשתמש מעברי ". צא לקרקס", "צא קצת אנרגיה החוצה", או לבצע כל תנועות אחרות שהם רצו. - בין רחובות, תעשה המשתתפים טובה יותר (כ- 5 דקות). לאחר כל בלוק, יש משתתפים למלא את סרגל likert 4-שאלה על כמה הם נהנו למשחק הניחושים, באיזו תדירות הם הרגישו שהם יכולים להשיג את התשובות הנכונות.
- לאחר השלמת שני בלוקים המשתתפים מילאו שאלונים Likert שני, תורידי את הכובע EEG ולאפשר להם לשטוף את השיער שלהם.
- לספק תשלום (או שווה ערך "פרס") המשתתפים ובני משפחותיהם.
- לנקות ולחטא את הכובע EEG.
4. עיבוד נתונים EEG
הערה: הנהלים והפקודות המתואר בסעיף זה הן ספציפיות תיבות כלים EEGLAB ו- ERPlab28.
- ב- ERPlab, לסנן נתונים EEG באמצעות מסנן מעבר גבוה של מסנן נמוך לעבור ו הרץ.01 של 30 הרץ.
- למחוק (ב ERPlab) או לבצע אינטרפולציה (ב EEGLAB) ערוצי רע אשר מופיעים יש עכבה גבוהה ו/או היו בעייתיות במהלך ההקלטה (למשל, איבדתי קשר עם העור במהלך ההקלטה).
- באמצעות פעולות הערוץ EEG GUI (ב ERPlab), הפניה מחדש את נתוני EEG באמצעות הממוצע של האלקטרודות mastoid ישר ושמאלה (אלקטרודות mastoid נבחרו כהפניה בגלל שאין מערך צפוף אלקטרודה; ובמקרה, מומחים לפעמים מציעים באמצעות הממוצע29, וכן כי באמצעות הממוצע של שתי אלקטרודות mastoid בעייתי פחות לאפקטים laterality לעומת mastoid רווק בן30).
- אם משתמש הממוצע של אלקטרודות mastoid להפניית מחדש, אלה שתי אלקטרודות חייב לספק אות ברור. אם גם אלקטרודה mastoid אות באיכות ירודה (למשל, עם impedence גבוהה) או איבוד קשר עם העור במהלך ההקלטה, אין להשתמש נתונים של המשתתף לניתוח.
- השתמש בתפריט הנפתח EVENTLIST ב ERPlab כדי ליצור של EEG Eventlistולאחר להקצות קודי מהמחשב גירוי פחי באמצעות BINLISTER.
- שימוש בתפריט הנפתח לחלץ שהשרתים מבוסס-סל ב- ERPlab, קטע את נתוני EEG רציף לתוך שהשרתים נעול גירוי ו'בסיסית הנכון. כדי למדוד את השליליות הקודמות-גירוי (SPN), השתמש אפוק מ-2200 ל-100 מילישניות (הבסיס של-2200 ל-2000 ms). כדי למדוד את הפרס עיבוד או פעילות מוחית לאחר גירוי, השתמש אפוק מ-200 עד 800 ms (הבסיס של-200 ל 0 ms).
- להתוות את הנתונים ב- EEGlab, ואת לסמן ולמחוק שהשרתים שמופיעים כדי להכיל חפצים שאינם למצמץ (למשל, רעש מוגזם או תנועה מוטורית).
- לבחור ICA לרוץ על הנתונים epoched.
- להתוות את הרכיבים עצמאית (בחר מגרש | רכיב ההפעלות) ולזהות כל ממצאים תנועות עיניים, קריצות.
- הסר את הרכיבים מזוהה תנועות עיניים או חפצים מצמוץ עין. כדי לבדוק אם הרכיבים מסומנים להסרת אחראים על תנועת העין, לבחור מגרש נתוני הניסוי יחיד כדי להמחיש את הנתונים עם הרכיבים מזוהה הוסר. ברגע הבהובים של תנועות עיניים יוסרו, לקבל את ההסרה של המרכיבים שזוהו.
- ERPlab כלים, בחר דחייה החפץ בנתונים epoched | הזזת החלון שיא אל שיא בהליך. במחקר הנוכחי, 200 ms הזזת חלון, שלב חלון 100 ms ו- 150 mV מתח הסף נוצלו.
- לחשב את ממוצע ארפס. הקפד להשתמש בהגדרות ברירת המחדל, איזה מצב שבו כל שהשרתים מסומנים להסרת יימחקו מן ERP בממוצע.
- כדי לנתח את פעילות המוח הממוצע המתרחשים לפני תחילתה של הגירויים, מיצוי (בשלב 4.11) צריך להתרחש במהלך ms 200 האחרון לפני תחילת גירוי (למשל, -210 ל-10 ms) בין האלקטרודות עניין.
- במקרה של גירוי מקדים השליליות (SPN), אלקטרודות עניין כוללים: F3/F4, C3/C4, P3/P4 ו T5/T6 (שים לב כי במערכות מסוימות, אלקטרודות הזמני באזור זה מסומנות T6/T7 או T3/T4).
הערה:-210 ל-10 ms נבחר פרוטוקול זה יותר מאשר-200 ל 0 ms כדי למנוע זיהום על ידי פעילות המוח אינו קשור את ה-SPN (למשל, תחילת פעילות עצבית כאשר הגירויים משוב מוצג ב- 0 ms).
- במקרה של גירוי מקדים השליליות (SPN), אלקטרודות עניין כוללים: F3/F4, C3/C4, P3/P4 ו T5/T6 (שים לב כי במערכות מסוימות, אלקטרודות הזמני באזור זה מסומנות T6/T7 או T3/T4).
- כדי לייצא נתונים מספריים לניתוח, השתמש בכלי מדידה ERP.
הערה: כלי זה מאפשר לחוקרים לציין השהיה או משרעת מידע, החלונות. הזמן עניין האלקטרודות עניין. ניתן לחשב משרעת השיא המקומי בחלון זמן נתון, או כמו את משרעת אכזרי של חלון זמן נתון. - להוריד את הנתונים המספריים כקובץ. txt. לפי הצורך, לייצא את הנתונים לתוך excel או העתק והדבק אותה תוכנית ניתוח סטטיסטי (למשל, SPSS או JMP).
5. עיבוד את ההבדלים לניתוח ERSP
- מתחילים עם הקובץ שנוצר בשלב 4.11 (למשל, להשלים הקובץ epoched עם כל ההליכים דחייה החפץ).
- לנצל את EEGlab "newtimef" plug-in כדי לקבל זמן x התמרת תדר עם ערכים בכל נקודת זמן, תדר של המשפט.
- למדידת פעילות הלהקה אלפא לסולמות, לחשב את ממוצע של ערכים מ- 8 עד 12 הרץ.
- לחשב את ההפעלה הממוצע לפני תחילת משוב (למשל, -2200 ל-100 ms עם התוכנית הבסיסית של-2200 ל-2000 ms) האלקטרודות באותו משמש את ה-SPN.
- כדי לחשב אסימטריה אלפא לפני משוב, להחסיר את הכוח יומן באונה השמאלית של האונה הימנית.
הערה: כדי לחשב ERSP ההפעלה לאחר תחילת משוב, הנתונים היה צריך להיות מנותח מחדש, המקובצים מחדש שהשרתים באמצעות חלון זמן שונות (למשל, -200 עד 800 ms עם התוכנית הבסיסית של-200 ל 0 ms).
6. ניתוח סטטיסטי
- להדביק את הנתונים המספריים שחולצו בסעיף 4 (שלבים 4.11 ו- 4.12) לתוכנית הסטטיסטית (למשל, SPSS או JMP).
- התנהגות חוזרות ונשנות מדדי ANOVA בתוכנה סטטיסטית על הערכים רשע ארפס כדי להשוות בין פעילות המוח בין ההמיספרות (שמאל, ימין), עמדות אלקטרודה (פרונטלי, מרכזי, הזמני, הקודקוד), תנאים (פנים, חץ) וקבוצות (אוטיזם ספקטרום ההפרעה, כלל פיתוח).
הערה: האונה, אלקטרודה המיקום והמצב הם גורמים תוך-נושאים, קבוצה הוא גורם בין-נושאים.- אם מיקום הכדור או אלקטרודה אינה משמעותית מבחינה סטטיסטית, לכווץ מעבר לצורך ניתוח עתידי.
- אם היחסים בין התנהגותיים (למשל, ADOS חומרת התוצאה), ארפס הוא בעל עניין, ניתן להפעיל את המתאם ניתוחים.
Representative Results
תכנון ניסויים להשוות באופן שיטתי את פעילות המוח עם חברתי נגד גירויים שאינם חברתיים הפרס הוא תהליך מורכב, בשל הקושי הטמון לבין תגמולים שאינם חברתיים וחברתיים. איור 1 מייצג גירויים טיפול נסיוני תוכנן עבור חוקרים תגובות עצביות גמול תוך שליטה על הפרס נכסים. באופן ספציפי, הפרדיגמה הזה נועד לשמירה (i) תגמולים עקבית בין ניסויים חברתיים, nonsocial, (ii) שליטה עבור מאפייני הגירוי הפיזי בין ניסויים חברתיים, nonsocial, וכן (iii) להיות בגיל המתאים 6 בת 11-לילדים עם ו בלי אוטיזם.
איור 2 מציג תגובות ERP כפי המשתתפים לחזות גירויים שאינם חברתיים וחברתיים. יצוין, כי כי בפרוטוקול הנוכחי נועד למדוד את הפרס ציפייה (SPN), שהשרתים המוצגים הם במידה רבה לפני תחילת משוב (אשר מתרחשות ב- ms 0 בהדמויות). תוצאות אלו מראים כי בדרך כלל ילדים (TD) המתפתח לצפות הפרס גירויים בליווי פרצופים יותר robustly מאשר ילדים עם ASD. יתר על כן, למרות TD ילדים לצפות הפנים גירויים שאינם-פרצוף באופן משמעותי יותר לגירויים, ילדים עם ASD אינם ככל הנראה מראים הבדלים משמעותיים בפעילות מוחית בין תנאי.
איור 1 : סכמטי של גירוי מצגת והעיתוי. משוב עבור התנאי חברתית (עם הפנים) מוצג בעמודה השמאלית. משוב עבור התנאי (ללא-פנים) nonsocial מוצג בעמודה השמאלית. משוב עבור תשובות "הנכונה" מוצג על גבי, משוב עבור תשובות "שגוי" מוצג להלן. נתון זה מודפס מחדש עם הרשאה12. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 2 : אלף בממוצע ואת אלו עם ASD מ ה-SPN בתגובה חברתית/פרצופים (משמאל) ו- nonsocial/החצים (ימין) ולילדים TD- ילדים TD מיוצגים על ידי קו מלא של ילדים עם ASD באמצעות קו מקווקו. האזור בין-210 ו-10 ms, המשמש לניתוח סטטיסטי, מודגשת באמצעות תיבה אפורה. נתון זה משתנה מן הפרסום הקודם6. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
Discussion
המאמר הנוכחי מתאר גירויים, תהליך איסוף נתונים וניתוח של נתונים ERP פרדיגמה גמול עבור ילדים. בפרדיגמה זו, ילדים לשחק משחק ניחושים הדומה פיק--יד המשוב במחשב ולראות על אם הניחוש שלהם הוא נכונים או שגויים. ERP תוצאות עבור גמול ציפייה (פעילות מוחית לפני תחילתה של משוב) היו עקביים עם השליליות הקודמות-גירוי (SPN). בין התנאים, התוצאות להציע TD ילדים לצפות הפרס גירויים מלווה את הפנים בצורה חזקה יותר מאשר גירויים גמול בליווי תמונות ללא-פנים6. בין קבוצות של ילדים, התוצאות להציע TD ילדים לצפות הפנים גירויים שבאופן משמעותי יותר מאשר ילדים עם אוטיזם לעשות. תוצאות אלו מרגש, כפי שהם מספקים חשוב מידע אודות מידע nonsocial והחברתית איך הם הצפויה אצל ילדים עם אוטיזם. הדבר חשוב במיוחד בשביל לקדם את ההבנה של מנגנונים עצביים של אוטיזם, מתן סיוע עבור ההשערה מוטיבציה חברתית. ממצאים אלה מספקים מידע שימושי עבור יצירה של עידון של התערבויות, כמו זה מדגיש את החשיבות של מוטיבציה חברתית לילדים עם ASD; לדוגמה, ייתכן חשוב עבור התערבויות לניסיון במפורש להגדיל את הערך תגמול שותפים חברתיים משפיעים ישירות על מוטיבציה חברתית על אוכלוסייה זו.
פרוטוקול זה שימושי למדידת פעילות מוחית לסולמות בקרב ילדים עם וללא ASD, הנתונים מספק ראיות כי סוג זה של פעילות המוח יכול להיות אמינה, בהצלחה elicited אצל ילדים מעל גיל 6. יתר על כן, שיטה זו מאפשרת החברתית ואת התנאים nonsocial להיות מושווה ישירות ללא הנוכחות של מבלבל הקשורים למאפייני גמול (מאז הפרס עבור תגובות הנכון היה דג הזהב, שני התנאים). בפרוטוקול הנוכחי, פניהם היו ביצים מקושקשות, לצורת חץ נוצר. הליך זה משמר את מאפייני הגירוי הפיזי של פרצופים במצב nonsocial (ללא-פנים). פרוטוקול זה עשוי להיות שימושי עבור העתיד חקירות תת קבוצות של ASD (למשל, יש ילדים עם ASD הם מוטיבציה חברתית יותר מאשר אחרים), והוא יכול להיות מנוצל כדי להבין טוב יותר מדוע חלק מהילדים מגיבים בצורה יעילה יותר מאשר לאחרים התערבויות מסוימות.
קיימות מגבלות את הגישה הנוכחית שיש לקחת בחשבון. ראשית, הפרדיגמה שתוארו לעיל הוא שימושי עבור ילדים בגילאי 6 ו- 11 שנים עם ובלי ASD שיש להם יכולות קוגניטיביות בטווח הממוצע. הנתונים פיילוט של כלל פיתוח ילדים מתחת לגיל 6 לא היה מוצלח, כל הילדים היו מבולבלות לפי ההוראות, לא הבנתי ההוראות של המשחק. בפרוטוקול הנוכחי, קריטריונים הפסלות כללו ציון IQ בהיקף מלא מתחת 70. לכן, ייתכן הפרדיגמה הנוכחית לא יתאימו לילדים עם נפשית או הגיל הכרונולוגי מתחת 6. עם זאת, יתכן אפשרי לשנות את הפרוטוקול הנוכחי ולכן ראוי עבור אנשים עם התחתון ויחד עם ילדים צעירים יותר. מספר שינויים כדי להפוך אותו מתאים יותר לילדים צעירים כגון פעוטות הם נחקרים. שינויים אלה כוללים שינוי הפעילות להיות פסיבי (למשל, שיש ילדים לצפות גירויים המופיעים במרווחים predicable בעיצוב בלוק) ושימוש הפרדיגמה S1/S224. בתכנון כזה, התוכן של S1 ומהימנה מספקת מידע אודות התוכן של S2 (למשל, אם S1 הוא ריבוע, ואז S2 יהיה פנים; אם S1 הוא מעגל, אז S2 יהיה חץ). לחלופין, המבנה התזמון של הפרדיגמה הנוכחית יכול לשמש כדי ליצור פרוטוקול השמיעה לסולמות.
ב- ASD, זה יהיה עניין כדי להשתמש בדיבור נגד קבוצות שאינן-דיבור ולמדוד את פעילות מוחית אצל ילדים עם ASD, אשר לא-מילולית, יש קושי להגיב להוראות או השתתפות גירויים חזותיים31. קשורה המגבלה הראשונה, יש לציין כי תוצאות של ילדים עם ASD שיש להם יכולות קוגניטיביות בטווח הממוצע אינם ככל הנראה נציגם של כל האוטיזם - אשר, לפי ההגדרה, לוכדת מגוון רחב של רמות תפקוד. לכן, התוצאות נציג לא יכול להיות אומדן לכל הילדים עם ASD. לבסוף, חשוב לציין כי הגירויים בשימוש בפרוטוקול הנוכחי היו נורמי על ידי מבוגרים ולא ילדים. לכן, מחקרים עתידיים עליך לשקול שימוש ערכה לגירוי של הבעות פנים נורמי על ידי ילדים.
Disclosures
המחברים אין לחשוף.
Acknowledgments
אנו מודים כל ילדים ומשפחות שהשתתפו הפרוטוקולים המתואר. פרסום עמלות ששולמו על ידי המוח מוצרים.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| EEG cap | ElectroCap International | E1-SM/ E1-S/XSM | Electro-Cap - Small (50-54 cm)/Electro-Cap -Small/Extra Small |
| NeuroScan 4.5 | Neuro Scan | https://compumedicsneuroscan.com/tag/scan/ | EEG Recording Software |
| Stim2 | Neuro Scan | https://compumedicsneuroscan.com/product/stim2-precise-stimulus-presentation/ | Stimulus Presentation Software |
| JMP Pro 11 | SAS | https://www.jmp.com/en_us/software/buy-jmp.html | Statistical analysis software |
| NimStim Face Stimulus Set | N/A, open source images | Open source, Available at https://www.macbrain.org/resources.htm | Face Images |
| EEGlab | N/A, free software | N/A, free software | EEG analysis software (free download) |
| ERPlab | N/A, free software | N/A, free software | EEG analysis software (free download) |
| Photoshop | Photoshop | https://www.photoshop.com | Adobe Photoshop, image editing software |
| Photoshop 'scramble' plug-in | Telegraphics | http://telegraphics.com.au/sw/product/Scramble | photoshop plug-in to scramble images |
| NUAMPS EEG AMPLIFIERd | Neuro Scan | http://compumedicsneuroscan.com/wp-content/uploads/NuAmps-Brochure.pdf | EEG amplifier |
References
- Association, P. Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders: DSM 5. , (2013).
- Mundy, P. The neural basis of social impairments in autism: the role of the dorsal medial-frontal cortex and anterior cingulate system. Journal of Child Psychology and Psychiatry. 44 (6), 793-809 (2003).
- Neuhaus, E., Beauchaine, T. P., Bernier, R. Neurobiological correlates of social functioning in autism. Clinical Psychology Reviews. 30 (6), 733-748 (2010).
- Dawson, G., Webb, S. J., McPartland, J. Understanding the nature of face processing impairment in autism: insights from behavioral and electrophysiological studies. Developmental Neuropsychology. 27 (3), 403-424 (2005).
- Chevallier, C., Kohls, G., Troiani, V., Brodkin, E. S., Schultz, R. T. The social motivation theory of autism. Trends in Cognitive Science. 16 (4), 231-239 (2012).
- Stavropoulos, K. K., Carver, L. J. Reward anticipation and processing of social versus nonsocial stimuli in children with and without autism spectrum disorders. Journal of Child Psychology and Psychiatry. 55 (12), 1398-1408 (2014).
- Kohls, G., et al. Reward system dysfunction in autism spectrum disorders. Social Cognitive and Affective Neuroscience. 8 (5), 565-572 (2013).
- Scott-Van Zeeland, A. A., Dapretto, M., Ghahremani, D. G., Poldrack, R. A., Bookheimer, S. Y.
- Dichter, G. S., Richey, A., Rittenberg, A. M., Sabatino, A., Bodfish, J. W. Reward Circuitry Function in Autism During Face Anticipation and Outcomes. Journal of Autism and Developmental Disorders. 42, 147-160 (2012).
- Richey, J. A., et al. Common and distinct neural features of social and non-social reward processing in autism and social anxiety disorder. Social Cognitive and Affective Neuroscience. 9 (3), 367-377 (2014).
- Delmonte, S., et al. Social and monetary reward processing in autism spectrum disorders. Molecular Autism. 3, 1-13 (2012).
- Stavropoulos, K. K., Carver, L. J. Oscillatory rhythm of reward: anticipation and processing of rewards in children with and without autism. Molecular Autism. 9, 4 (2018).
- Damen, E. J., Brunia, C. H. Changes in heart rate and slow brain potentials related to motor preparation and stimulus anticipation in a time estimation task. Psychophysiology. 24 (6), 700-713 (1987).
- Chwilla, D. J., Brunia, C. H. Event-related potentials to different feedback stimuli. Psychophysiology. 28 (2), 123-132 (1991).
- Kotani, Y., et al. Effects of information and reward on stimulus-preceding negativity prior to feedback stimuli. Psychophysiology. 40 (5), 818-826 (2003).
- Kotani, Y., Hiraku, S., Suda, K., Aihara, Y. Effect of positive and negative emotion on stimulus-preceding negativity prior to feedback stimuli. Psychophysiology. 38 (6), 873-878 (2001).
- Kotani, Y., et al. The role of the right anterior insular cortex in the right hemisphere preponderance of stimulus-preceding negativity (SPN): an fMRI study. Neuroscience Letters. 450 (2), 75-79 (2009).
- Kotani, Y., et al. Source analysis of stimulus-preceding negativity constrained by functional magnetic resonance imaging. Biological Psychology. 111, 53-64 (2015).
- Brunia, C. H., van Boxtel, G. J. M., Böcker, K. B. E. The Oxford Handbook of Event-Related Potential Components. , Oxford University Press. (2011).
- van Boxtel, G. J. M., Böcker, K. B. E. Cortical Measures of Anticipation. Journal of Psychophysiology. 18 (2-3), 61-76 (2004).
- Ohgami, Y., Kotani, Y., Hiraku, S., Aihara, Y., Ishii, M. Effects of reward and stimulus modality on stimulus-preceding negativity. Psychophysiology. 41 (5), 729-738 (2004).
- Takeuchi, S., Mochizuki, Y., Masaki, H., Takasawa, N., Yamazaki, K. Stimulus preceding negativity represents arousal induced by affective picture. International Congress Series. (1278), (2005).
- Parker, A. B., Gilbert, D. G. Brain activity during anticipation of smoking-related and emotionally positive pictures in smokers and nonsmokers: a new measure of cue reactivity. Nicotine & Tobacco Research. 10 (11), 1627-1631 (2008).
- Poli, S., Sarlo, M., Bortoletto, M., Buodo, G., Palomba, D. Stimulus-preceding negativity and heart rate changes in anticipation of affective pictures. International Journal of Psychophysiology. 65 (1), 32-39 (2007).
- Tottenham, N., et al. The NimStim set of facial expressions: judgments from untrained research participants. Psychiatry Research. 168 (3), 242-249 (2009).
- Wechsler, D. Wechlser Abbreviated Scale of Intelligence (WASI). The Psychological Corporation. , (1999).
- Lord, C., et al. Autism Diagnostic Observation Schedule: ADOS-2. Western Psychological Services. , (2012).
- Lopez-Calderon, J., Luck, S. J. ERPLAB: an open-source toolbox for the analysis of event-related potentials. Frontiers in Human Neuroscience. 8, 213 (2014).
- Luck, S. J. An introduction to the event-related potential technique. , MIT Press. (2005).
- Bruder, G. E., Kayser, J., Tenke, C. E. Oxford handbook of event-related potential components. , Oxford University Press. (2012).
- Yau, S. H., McArthur, G., Badcock, N. A., Brock, J. Case study: auditory brain responses in a minimally verbal child with autism and cerebral palsy. Frontiers in Neuroscience. 9, 208 (2015).
