يجمع البروتوكول الحالي بين التحليل الطيفي الوظيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة (fNIRS) والمراقبة القائمة على الفيديو لقياس التزامن بين الأشخاص في الرباعيات أثناء مهمة الرسم التعاوني.
Method Article
يجمع البروتوكول الحالي بين التحليل الطيفي الوظيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة (fNIRS) والمراقبة القائمة على الفيديو لقياس التزامن بين الأشخاص في الرباعيات أثناء مهمة الرسم التعاوني.
التحليل الطيفي الوظيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة (fNIRS) هو طريقة غير جراحية مناسبة بشكل خاص لقياس تنشيط القشرة الدماغية في مواضيع متعددة ، وهو أمر مناسب لدراسة التفاعلات الشخصية الجماعية في البيئات البيئية. على الرغم من أن العديد من أنظمة fNIRS توفر تقنيا إمكانية مراقبة أكثر من شخصين في وقت واحد ، إلا أن إنشاء إجراءات إعداد سهلة التنفيذ ونماذج موثوقة لتتبع الاستجابات الديناميكية الدموية والسلوكية في التفاعل الجماعي لا يزال مطلوبا. يجمع البروتوكول الحالي بين fNIRS والملاحظة القائمة على الفيديو لقياس التزامن بين الأشخاص في الرباعيات أثناء مهمة تعاونية. يقدم هذا البروتوكول توصيات عملية للحصول على البيانات وتصميم النموذج ، بالإضافة إلى المبادئ التوجيهية لمثال تحليل البيانات التوضيحية. تم تصميم الإجراء لتقييم الاختلافات في الدماغ والسلوك بين الاستجابات الشخصية بين الظروف الاجتماعية وغير الاجتماعية المستوحاة من نشاط كسر الجليد المعروف ، مهمة رسم الوجه التعاونية. يمكن أن توجه الإجراءات الموصوفة الدراسات المستقبلية لتكييف أنشطة التفاعل الاجتماعي الطبيعي الجماعي مع بيئة fNIRS.
يعد سلوك التفاعل بين الأشخاص مكونا مهما في عملية الاتصال وإنشاء روابط تعاطفية. تشير الأبحاث السابقة إلى أنه يمكن التعبير عن هذا السلوك في حدوث التزامن ، عندما تتماشى الإشارات البيولوجية والسلوكية أثناء الاتصال الاجتماعي. تشير الأدلة إلى أن التزامن يمكن أن يحدث بين الأشخاص الذين يتفاعلون لأول مرة1،2،3. تستخدم معظم الدراسات حول التفاعلات الاجتماعية وآلياتها العصبية الأساسية نهج الشخص الواحد أو الشخص الثاني 2,4 ، ولا يعرف سوى القليل عن نقل هذه المعرفة إلى الديناميات الاجتماعية الجماعية. لا يزال تقييم الاستجابات الشخصية في مجموعات من ثلاثة أفراد أو أكثر يمثل تحديا للبحث العلمي. هذا يؤدي إلى ضرورة إحضار البيئة المعقدة للتفاعلات الاجتماعية في البشر العاديين إلى المختبر في ظل الظروف الطبيعية5.
في هذا السياق ، تعد تقنية التحليل الطيفي الوظيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة (fNIRS) أداة واعدة لتقييم العلاقات بين التفاعل بين الأشخاص في السياقات الطبيعية وارتباطاته الدماغية. إنه يمثل قيودا أقل على حركة المشاركين مقارنة بالتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) وهو مرن لعناصر الحركة 6,7. تعمل تقنية fNIRS من خلال تقييم تأثيرات الدورة الدموية استجابة لتنشيط الدماغ (التغيرات في تركيز الدم من الهيموجلوبين المؤكسج وغير المؤكسج). يمكن قياس هذه الاختلافات من خلال كمية انتشار ضوء الأشعة تحت الحمراء عبر أنسجة فروة الرأس. أظهرت الدراسات السابقة مرونة ومتانة التقنية في تجارب المسح المفرط البيئية وإمكانية توسيع المعرفة في علم الأعصاب التطبيقي 6,8.
يعد اختيار مهمة تجريبية للتقييم الطبيعي للارتباطات العصبية لعمليات التفاعل الاجتماعي في المجموعات خطوة حاسمة في الاقتراب من دراسات علم الأعصاب التطبيقية9. بعض الأمثلة التي تم الإبلاغ عنها بالفعل في الأدبيات مع استخدام fNIRS في نماذج المجموعة تشمل الأداء الموسيقي 10،11،12 ، والتفاعل في الفصل الدراسي8 ، والتواصل13،14،15،16،17.
أحد الجوانب التي لم تستكشفها الدراسات السابقة بعد هو استخدام ألعاب الرسم التي لها ميزة رئيسية في التلاعب بالمكونات التعاطفية لتقييم التفاعل الاجتماعي. في هذا السياق ، واحدة من الألعاب المستخدمة بشكل متكرر للحث على التفاعل الاجتماعي في الديناميات بين الغرباء هي لعبة الرسم التعاونية18,19. في هذه اللعبة ، يتم تقسيم الأوراق إلى أجزاء متساوية ، ويتم تحدي المشاركين في المجموعة لرسم صور ذاتية مشتركة لجميع الأعضاء. في النهاية ، يتم رسم صورته الخاصة بكل عضو بطريقة تعاونية من قبل عدة أيادي.
الهدف هو تعزيز التكامل السريع بين الغرباء ، الذي يثيره توجيه الانتباه البصري إلى وجوه شركاء المجموعة. يمكن اعتباره نشاطا "لكسر الجليد" نظرا لقدرته على دعم الفضول وما يترتب على ذلك من عمليات تعاطف بين الأعضاء19.
واحدة من مزايا استخدام مهام الرسم هي بساطتها وسهولة التكاثر20. كما أنها لا تتطلب أي تدريب أو مهارات فنية محددة ، كما هو موضح في الدراسات التي تستخدم نماذج الأداء الموسيقي21،22،23،24. تتيح هذه البساطة أيضا اختيار حافز أكثر طبيعية في سياق اجتماعي4،9،25.
إلى جانب كونه أداة لتحفيز السلوك الاجتماعي في المجموعات ، يعتبر الرسم أيضا أداة للتقييم النفسي26. تستخدم بعض الاختبارات النفسية الرسومية الإسقاطية ، مثل House-Tree-Person (HTP) 27،28،29 ، ورسم الشكل البشري - مقياس Sisto 27 ، ورسم الأسرة الحركية30 بطريقة تكميلية للتشخيصات النوعية والكمية. عادة ما تعبر نتائجهم عن عمليات اللاوعي ، مما يعطي أدلة حول النظام الرمزي للفرد ، وبالتالي تفسيراتهم للعالم ، والخبرات ، والعواطف ، وما إلى ذلك.
ممارسة الرسم تجعل المرء يفكر ويساعد على خلق معنى للتجارب والأشياء ، مضيفا الأحاسيس والمشاعر والأفكار والإجراءات31. يعطي أدلة حول كيفية إدراك ومعالجة تجارب الحياة هذه26. يستخدم الرسم الرموز المرئية للسماح للمرء بفهم الأفكار أو المشاعر وتوصيلها ، مما يجعلها في متناول التلاعب ، وبالتالي خلق إمكانية لأفكار وقراءات جديدة31.
في العلاج بالفن ، الرسم هو أداة للعمل على الانتباه والذاكرة وتنظيم الأفكار والمشاعر32 ، ويمكن استخدامه كوسيلة لإنتاج التفاعل الاجتماعي33.
هدفت هذه الدراسة إلى تطوير بروتوكول تجريبي طبيعي لتقييم استجابات الدماغ الوعائية والسلوكية أثناء التفاعل بين الأشخاص في الرباعيات باستخدام ديناميكية الرسم التعاوني. في هذا البروتوكول ، يتم اقتراح تقييم استجابات الدماغ للرباعية (بشكل فردي والتزامن بين الشركاء) ومقاييس النتائج المحتملة ، مثل التدابير السلوكية (سلوك الرسم والنظرة). الهدف هو توفير مزيد من المعلومات حول علم الأعصاب الاجتماعي.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
تمت الموافقة على المنهجية من قبل لجنة الأخلاقيات في مستشفى إسرائيليتا ألبرت أينشتاين (HIAE) وتستند إلى إجراء لجمع البيانات العصبية (fNIRS) ، بالإضافة إلى بيانات سلوك النظرة ، مع الشباب خلال تجربة رسم تعاونية. تمت إدارة جميع البيانات التي تم جمعها على منصة Redcap (انظر جدول المواد). تم تدقيق المشروع من قبل لجنة النزاهة العلمية في مستشفى إسرائيليتا ألبرت أينشتاين (HIAE). تم اختيار الشباب ، الذين تتراوح أعمارهم بين 18 و 30 عاما ، كمواضيع للدراسة الحالية. تم الحصول على موافقة خطية مستنيرة من جميع المشاركين.
1. التحضير للدراسة

الشكل 1: الإعداد. يتضمن الإعداد طاولة مربعة وأربعة مقاعد ودعامتين سلكيتين (على سبيل المثال ، حامل ثلاثي القوائم) ومعدات fNIRS وجهاز كمبيوتر وكاميرات. (أ) مخطط الإعداد: تتوافق الأرقام الخضراء (1-4) مع ملصقات المشاركين وبرازهم / وضعهم على الطاولة أثناء التشغيل التجريبي. الأرقام الصفراء: 1 = يدعم أسلاك fNIRS ، 2 = مستقبل الكمبيوتر المحمول لإشارات fNIRS ، 3 = NIRSport ، 4 = كاميرا 360 درجة ، 5 = كاميرات الدعم. (ب) الإعداد جاهزا للتشغيل التجريبي. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 2: صور تعاونية - أمثلة على صور مرسومة بطريقة تعاونية. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
2. النموذج التجريبي
الجدول 1: حالة الرسم التعاوني. S1 = الموضوع 1 ، S2 = الموضوع 2 ، S3 = الموضوع 3 و S4 = الموضوع 4. يمثل الرسم الثنائي من يرسم من ، ويمثل شريط الرسم موضع ورقة الكتابة للرسم في كل حالة. على سبيل المثال ، بالنسبة للكتلة الأولى ، استخدم ورقة ورقية زرقاء. تمثل C1 و C2 و C3 40 ثانية من نموذج رسم الظروف الاجتماعية التي تكمل صورة واحدة. C1 (رسم منطقة الجبهة ، رسم الثنائيات: S2 و S4 ؛ S1 و S3) ، C2 (رسم منطقة الأنف ، رسم الثنائيات: S1 و S4 ؛ S2 و S3) و C3 (رسم منطقة الذقن ، رسم الثنائيات: S3 و S4 ؛ S1 و S2). اتبع الرسم البياني للكتلتين 2 و 3. يحافظ هذا التوزيع العشوائي على ترتيب الرسم بين المتطوعين (رسم الشريك الأمامي ، ثم الشريك الأمامي ، وأخيرا الشريك الذي يجلس بجانبهم) ويغير ترتيب شرائط الورقة المراد رسمها. الرجاء الضغط هنا لتحميل هذا الجدول.
الجدول 2: التوزيع العشوائي للتسلسل 1 (اجتماعي وغير اجتماعي ومريح). الرجاء الضغط هنا لتحميل هذا الجدول.
3. إعداد الفيديو والحصول على البيانات

الشكل 3: أمثلة على أنماط الرسم الفردية. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
4. إعداد fNIRS والحصول على البيانات

الشكل 4: توزيع البصريات على غطاء الموضوع 1. يمثل الحرفان S و D المصادر وأجهزة الكشف ، على التوالي. S1 على تنسيق AF7 لنظام 10-20 ؛ S2 على AF3 ؛ S3 على AF8 ؛ S4 على AF4 ؛ D1 على Fp1 ؛ D2 على F5 ؛ D3 على Fp2 ؛ و D4 على F6. يتم وضع القنوات في التكوين التالي: القناة 1 بين S1-D1 ؛ 2 بين S1-D2 ؛ 3 بين S2-D1 ؛ 4 بين S2-D2 ؛ 5 بين S3-D3 ؛ 6 بين S3-D4 ؛ 7 بين S4-D3 ؛ و 8 بين S4-FD4. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
تم تطبيق البروتوكول على رباعي مؤلف من شابات (24-27 سنة) ، وجميعهن طالبات في برامج الدراسات العليا (مستشفى إسرائيليتا ألبرت أينشتاين ، ساو باولو ، البرازيل) ، مع تعليم على مستوى الماجستير أو الدكتوراه. كان جميع المشاركين يستخدمون اليد اليمنى ، وأفاد واحد فقط أن لديه خبرة سابقة في الرسم. لم يكن لدى أي مشارك تاريخ من الاضطرابات العصبية.
بالنسبة للمقاييس ونتائج الاختبارات النفسية ، أظهر اثنان من المشاركين (2 و 4) درجات عالية للقلق (17 و 15 مقابل القيمة المرجعية 9) 44 وقيمة القطع للاكتئاب (9)
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
تهدف هذه الدراسة إلى إنشاء بروتوكول باستخدام المسح المفرط على أربعة أدمغة في وقت واحد في ظل ظروف طبيعية. استخدم النموذج التجريبي مهام رسم مختلفة وارتباط مقاييس النتائج المتعددة ومقاييس الرسم والسلوكيات وإشارات الدماغ. تتمثل الخطوات الحاسمة في هذا البروتوكول في النظر في التحديات الناشئة عن تعقيده الشديد والحفاظ على ظروفه البيئية والطبيعية.
كانت الملاحظة بالفيديو أساسية لهذه الدراسة. سمح بترميز وتجزئة سلوكيات الاتصال غير اللفظي على جدول زمني50. سمح التحليل النوعي للفيديو ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
قدم باولو رودريغو بازان استشارات علمية مستقلة لشركة NIRx Medizintechnik GmbH وشركة Brain Support Corporation ، وهي موزع لشركة NIRx Medizintechnik GmbH. يعلن المؤلفون الآخرون أنه لا يوجد تضارب في المصالح فيما يتعلق بتأليف أو نشر هذا المقال.
يشكر المؤلفون معهد سيريبرو (InCe-IIEP) ومستشفى إسرائيليتا ألبرت أينشتاين (HIAE) على دعم هذه الدراسة. شكر خاص لخوسيه بيليم دي أوليفيرا نيتو على التدقيق اللغوي باللغة الإنجليزية لهذه المقالة.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 2 NIRSport | NIRx Medizintechnik GmbH ، ألمانيا | Nirsport 88 | المعدات تنتمي إلى InCe (Instituto do Cé rebro - مستشفى إسرائيليتا ألبرت أينشتاين). نظامان للموجات المستمرة (NIRSport8x8 ، NIRx Medical Technologies ، Glen Head ، نيويورك ، الولايات المتحدة الأمريكية) مع ثمانية مصادر إضاءة LED تنبعث منها طولان موجيان من ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة (760 و 850 نانومتر) وثمانية كاشفات بصرية لكل منهما. 7.91 هرتز تم الحصول على البيانات باستخدام برنامج NIRStar الإصدار 15.2 (NIRx Medical Technologies ، Glen Head ، نيويورك) بمعدل أخذ عينات قدره 3.472222. |
| 4 قبعات fNIRS | NIRx Medizintechnik GmbH ، ألمانيا | كان للأغطية السوداء المستخدمة في التسجيلات تكوين يعتمد على 10-20 | |
| C & acirc الدولي. ميرا 360 درجة ؛ - كوداك بيكس برو SP360 | كوداك | كوداك بيكسبرو: https://kodakpixpro.com/cameras/360-vr/sp360 | |
| كاميرات de suporte - اي فون 8 | أبل | اي فون 8 | دعم الكاميرا |
| fOLD toolbox (fNIRS Optodes' تقرير الموقع) | Zimeo Morais ، GA ، Balardin ، J.B. & amp ساتو ، جي آر fNIRS Optodes تقرير الموقع (fOLD): صندوق أدوات لترتيب المسبار يسترشد بمناطق الدماغ ذات الاهتمام. Scientific Reports. <قوي>8, 3341 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-21716-z | الإصدار 2.2 (https://github.com/nirx/fOLD-public) | تم توجيه وضع Optodes بواسطة fOLD toolbox (fNIRS Optodes' تحديد الموقع, الذي يسمح بوضع المصادر وأجهزة الكشف في الدولية 10 & ndash ; 10 نظام لتغطية المناطق التشريحية ذات الأهمية إلى أقصى حد وفقا لعدة أطالس التجزئة. نموذج رأس الباليستي العابر للقارات 152 تم استخدام التقسيم لتوليد المونتاج ، والذي تم تصميمه لتوفير تغطية الجزء الأمامي من قشرة الفص الجبهي الثنائي |
| دفتر Microsoft Surface | Notebook لمنصة إشارات fNIRS | ||
| R للحوسبة الإحصائية ؛ | https://www.r-project.org | R الإصدار 4.2.0 | R هي بيئة برمجية مجانية للحوسبة الإحصائية والرسومات. يتم تجميع وتشغيل نظام التشغيل على مجموعة متنوعة من منصات UNIX ، ويندوز وماك |
| REDCap REDCap | مدعوم جزئيا من قبل المعاهد الوطنية للصحة (NIH / NCATS UL1 TR000445) REDCap | هو تطبيق ويب آمن لبناء وإدارة الاستطلاعات وقواعد البيانات عبر الإنترنت. | |
| برنامج Mangold Interact | Mangold International GmbH, Ed. | تفاعل 5.0 | مانجولد: https://www.mangold-international.com/en/products/software/behavior-research-with-mangold-interact.html. يسمح بتحليل مقاطع الفيديو للنتائج السلوكية والمراقبة اللاإرادية للتغيرات الفسيولوجية المدفوعة عاطفيا (قد تتطلب برامج إضافية ، مثل DataView). السماح باستخدام أنواع مختلفة من الكاميرات في وقت واحد ومئات الاختلافات في طرق الترميز. |
| برنامج NIRSite | NIRx Medizintechnik GmbH ، ألمانيا | NIRSite 2.0 | لإنشاء المونتاج والمساعدة في وضع البصريات وموقعها في blackcaps. |
| software nirsLAB-2014 | NIRx Medizintechnik GmbH ، ألمانيا | nirsLAB 2014 | fNIRS برنامج معالجة البيانات |
| NIRStar | NIRx Medizintechnik GmbH ، ألمانيا | الإصدار 15.2 | ؛ للحصول على بيانات fNIRS: الإصدار 15.2 من برنامج NIRStar بمعدل أخذ عينات قدره 3.472222 |
| برنامج NIRStim | NIRx Medizintechnik GmbH ، ألمانيا | ؛ لإنشاء وتنظيم كتل النماذج |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission