Name: Hyperscanning deneyler fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi ile (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-01-19T14:45:00.000+00:00
Duration: 6 min 42 s
Description: Öğrenin, fNIRS hiperscanning ile yetişkin-çocuk etkileşimlerinde beyin-beyin senkronizasyonunu nasıl ölçebilirsiniz. Bu yöntem sosyal nörobilim araştırmalarında doğal ortamlarda sinirsel mekanizmaları keşfetmenizi sağlar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Bu eser Alman federal devlet ve hükümetler (ERS tohum fonu, OPSF449) mükemmellik girişimi tarafından finanse edildi. Hitachi NIRS sistem bir Alman Araştırma Vakfı DFG (INST 948/18-1 FUGG) fon tarafından desteklenmiştir.

Katılım, tüm Ebeveynler önce / çocuk sağlanan aydınlatılmış onam / onay. Çalışma RWTH Aachen Üniversitesi Tıp Fakültesi Etik Komitesi tarafından kabul edildi.
1. katılımcı gelmeden önce hazırlık
<ol><li>NIRS kapaklar hazırlayın.<ol>
<li>Cap boyutları aynı boyutta veya biraz daha geniş katılımcının baş çevresi seçin.</li>
		<li>15 çapı yaklaşık 15 mm her, ile yatay bir 3 x 5 kılavuz, her biri 2 ham EEG kapaklar ( Tablo malzemelerigörmek) alin alanına düzenlenmiş delik. Ve alttaki kaşları bulunan delikleri herhangi bir yönde birbirinden aralıklı 30 mm vardır, Yani, burun, yukarıda alnına ortasına delikler orta sütunda bulunan emin olun.</li>
		<li>Kapaklar daha rahat olun ve baskı izleri en aza indirmek, yumuşak battaniyeler malzeme ekler (örneğin, teyp veya benzer düz mühürleme yapışkanlı pencere köpük kauçuk malzeme) sonda yuva arasında sahibi kılavuzunun iç tarafında ve kenarlarında. İkiyüzlü yapışkan bant veya dikiş ipliği gerekiyorsa kullanın.</li>
		<li>Boş bir 3 x 5 sonda tutucu kılavuz mount ( Tablo malzemelerigörmek) her değiştirilmiş EEG kapaklar için böyle tutucu ızgara kapağı ve sahibi iç tarafında yerleştirilir sopa deliklere yuva. Not: NIRS ölçüm sistemi ( Tablo malzemelerigörmek) iki prob kümeleri ayrı, her katılımcı için ayarla bir sonda kullanmak vardır.</li>
		<li>Yavaşça her sonda sadece ilk ridge bir klik sesi sonuçları soket monte öyle ki sondalar ızgaralar üzerinde uygun tutucu soketleri takın.</li>
		<li>Açık sonda İzleyici penceresinin NIRS ölçüm sistemi ayarla ve seçin 2 sonda setleri 3 x 5 kılavuzunda her bir katılımcı çocuk ve yetişkin için düzenlenmiş. İki kapaklar sonda düzenlemeler düzenlemeleri sonda küme penceresinde uygun sağlamak (Yani, ilgili verici ve alıcı sonda numaraları aynı yer).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Deneme hazırlamak.<ol>
<li>Öyle ki sistem kararlı bir çalışma sıcaklığı ulaşır NIRS ölçüm sistemi üzerinde 30 dk. önce ölçme, anahtarlı lazer diyot başlayın.</li>
		<li>NIRS ölçüm sistemi tüm gerekli seçenekleri ayarlayın. Aygıt olay ile ilgili ölçüm için ayarlanır ve RS232 seri giriş, Tetikleyicileri deneysel paradigma almak için gerekli etkin olduğundan emin olun. Not: Deneme Cui vd tarafından tasarlanmış bir paradigma tarafından uyarlanmış bir sürümüdür ticari olmayan psikofizik araç uzatma, sürüm 3.0.1116programlanmış 12.</li>
		<li>Teknik bilgi işlem yazılım başlatarak deneysel paradigma hazırlamak ( Tablo malzemelerigörmek) bu olarak hizmet veren Bankası psikofizik araç uzatma ve paradigma kaydedildiği klasörü için geçerli dizini ayarlanıyor.</li>
		<li>Deneme sırasında baş hareketleri engellemek için bilgisayar ekranı önünde yer iki çene aittir.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. katılımcı varış Laboratuvarı
<ol><li>Katılımcılar hazırlayın.<ol>
<li>Göstermek ve deneysel Kur katılımcılara NIRS ölçüm sistemi de dahil olmak üzere açıklar. Her zaman bu göze zararlı olabilir gibi katılımcılar doğrudan NIRS ölçüm sistemi lazer ışını bakma emin olun.</li>
		<li>Bilgisayar ekranı önünde yan yana katılımcılar koltuk. Öyle ki her iki katılımcı getirdiği rahatsızlıkların çene dinlenirken yüksekliğini ayarlayın.</li>
		<li>Katılımcılar talimat ve pratik denemeler kooperatif ve rekabetçi oyun yönetmek. Daha başka yönergeler almak pratik denemeler sırasında gerekiyorsa ver.</li>
		<li>Ölçmek ve nasion ve her katılımcının kafasına Trinitron arasındaki uzaklığı yüzde 10'u 10-20 sistemine göre Fpz nokta işareti.</li>
		<li>Kapaklar kapalı lazer ile katılımcıların başlar, üzerinde dikkatle probları yerleştirin. İlk yoklama kılavuz, katılımcının alnına dahil kap, ön yerleştirin ve kapağı boyun doğru geri çekin. Alttaki orta sonda Fpz üzerinde yerleştirilir ve orta sonda sütun sagittal başvuru eğrisi hizalanır emin olun.</li>
		<li>Böylece onlar gevşek katılımcı veya sandalye ile temas olmadan asmak ve kapaklar çekmeyin NIRS ölçüm sistemine bağlı tutucu kolundaki fiber dizeleri yerleştirin. Ek bir sahibi kullanın (Örn., değiştirilmiş mikrofon standı veya benzer) gerekirse ikinci katılımcı için.</li>
		<li>Küçük beyaz burun sonda kasa üst ortasına görünene kadar her sonda daha da yerinden itin. Not: en kısa zamanda sonda katılımcının kafa derisi dokunduğundan burun yukarı doğru bir bobin bahar mekanizması tarafından itilir.</li>
		<li>Lazer yeniden açın ve sinyal kalitesi NIRS ölçüm sisteminin sonda set İzleyicisi penceresinde otomatik kazanç düğmesini tıklatarak sınayın.</li>
		<li>Bir kanal (sarı renkte içeriyorsayani ), yeterli bir sinyal yavaşça yoksa saçların çevreleyen sonda ipucu altında bir kenara koy. Gerekirse, daha fazla sonda yerinden itmek ama katılımcının konfor sağlamak. Sinyal kalitesi (Kanal şimdi yeşil işaretleniryani ) otomatik kazanç düğmesini yeniden tıklatarak geliştirilmiş olup olmadığını kontrol edin.</li>
		<li>Eğer adım 2.1.9. değil için bir sinyal gelişme kurşun, sinyal yoğunluğunu ayarlayın. Eğer çok fazla sinyal (kanal kırmızıyla işaretlenen EğerYani, ), sinyal yoğunluğu tarafından tekrar tekrar düşük sinyal şiddeti değiştirmek sonda sembolünde ilgili sondanın tıklayarak İzleyici penceresinin NIRS ölçüm sisteminin ayarlayın. Yeterli sinyal (kanal içinde sarı renk içeriyorsayani ) varsa, sinyal şiddeti tekrar tekrar ilgili sondanın sembolü tıklatarak yüksek sinyal yoğunluğu için tekrar değiştirebilirsiniz.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Denemeyi çalıştırmak<ol>
<li>Pratik denemeler sonra hiçbir soru vardır ve iyi sinyal kalitesi sağlanır, deneysel paradigma başlar.</li>
		<li>Onların anılan sıraya göre oyun ortak el hareketleri görememesi katılımcıların eller üzerinde bir havlu koyun.</li>
		<li>Deneme sonra verileri kaydetmek ve metin dosyası dışarı butonuna basarak çiğ ışık şiddeti verileri metin dosyası olarak verin. Herhangi bir filtre NIRS ölçüm sisteminde geçerli değildir.</li>
		<li>Tüm gerekli malzemeleri (probları, sonda sahipleri, dinlenirken çene) etanol ile temizleyin. Kapaklar nazik bir döngü hafif deterjan ile yıkayın.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. veri analizi
<ol><li>Ön işleme veri Not: Birkaç non-tecimsel bilgisayar yazılımı paket mevcuttur fNIRS veri analizi için Örneğin., fNIRS19için17, NIRS beyin AnalyzIR18 veya SPM HomER. İkinci önişleme aşağıdakileri için kullanıldı. Aşağıdaki adımları gerçekleştirme konusunda daha fazla bilgi için lütfen araç el kitabına bakın.<ol>
<li>SPM için fNIRS veri biçimi veri dosyalarını dönüştürmek.</li>
		<li>Değiştirilmiş bira-Lambert hukuk yanında acele belgili tanımlık değiştirmek düğme ana penceresinde kullanarak oksi-Hb ve deoksi-Hb konsantrasyonu değişiklikleri hesaplamak. Konu ve mesafe kaynak ve dedektör (Örneğin, 3 cm) arasında girin. Molar emme katsayıları oksi-Hb ve deoksi-Hb, dalga boyu (λ) için varsayılan değerleri kabul 1 ve λ 2 yanı sıra λ 1 ve λ 2 fark pathlength faktör (DPF) için varsayılan değerleri.</li>
		<li>Hareket eserler (MARA algoritması bkz: Scholkman ve ark. hakkında daha fazla bilgi için MARA düğmesini seçerek azaltmak için Hemodinamik değişiklikler zaman dizi önişlem 20).</li>
		<li>DCT düğmesini seçerek yavaş sürüklenir azaltmak için saat serisi önişlem.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Kötü kanal algılama Not: Kötü kanal algılama önce ve/veya fNIRS veri ön işleme sonra gerçekleştirilebilir. Bu protokol için kötü kanalları ve görsel muayene tespit için farklı objektif kriterler birleştirilir. Objektif kriterler önerilen liste ayrıntılı değildir. Kötü kanal tespiti için kendi kendine yazılmış komut dosyaları (teknik bilgi işlem yazılım için bkz: Tablo reçetesi) kullanılmıştır.<ol>
<li>Olduğu zaman serisi olarak çizme zaman düz bir çizgiyle gösterilen sinyal için değişiklik yok birkaç sürekli örnekleri, kanallar hariç.</li>
		<li>CV varyasyon katsayısı hesaplamak SD/ortalama = * 100 ham zayıflama veriler için. MF değeri önceden tanımlanmış yüzde (Örneğin, % 10; bkz: Örneğin van der Kant vd. olduğu kanalları dışlama 21).</li>
		<li>Sinyal güç spektrumu arsa. Varsa kalp atışı yoktu yaklaşık 1 Hz, sinyal spektrumunda görünür bu frekans bandı içinde artan bir güç tarafından belirtildiği gibi kanal çözümleme dışı bırakmak.</li>
		<li>Tüm verileri önce ve/veya ön işleme sonra kontrol edin. 3.2.1 – açıklanan objektif ölçütlere göre kanal dahil edilip edilmeyeceğini karar 3.2.3, de öznel görsel algılama gürültülü kanal tarafında.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Beyin-to-beyin bağlantısı Not: İki farklı türde beyin bağlantısı seçkin tahmin etmek: belgili tanımlık connectivity gücünü ölçmek, Sigara yönelik tahminler ve istatistiksel kanıt nedensellik22 verilerden kurmaya yönelik tahminler . Burada odak dalgacık dönüşümü tutarlılık (WTC), yaygın olarak uygulanan bir yönetmen tahmin fNIRS beyin beyin bağlantısı için oldu. Çeşitli ticari olmayan yazılım çözümleri WTC hesaplama için kullanılabilir, Örneğin, Grinsted ve arkadaşları23 tarafından veya bu protokol için aşağıdaki adımlar için kullanılan ASToolbox24.<ol>
<li>Tarafından sürekli dalgacık her saat dizi zaman ve frekans etki alanına dönüştürmek için kullanılan anne dalgacık (Örneğin, genelleştirilmiş Morse dalgacık parametreleri beta ve gama ile), ASToolbox AWCO işlevinde belirtin dönüştürme.</li>
		<li>AWCO işlevinde Düzeltme penceresi türü (Örneğin, Hanning pencere) ve zaman ve ölçek etki alanı için düzeltme pencere boyutunu belirtin.</li>
		<li>WTC katsayıları önemini incelemek ve onların phesaplamak için-değerleri, AWCO işlevinde vekil zaman serisi (n ≥ 300) sayısı ve ARMA modeli (Örneğin, AR (1)) belirtin.</li>
		<li>3.3.1-3.3.3 adımda belirtilen parametrelerle dalgacık tutarlılık iki karşılık gelen kanal (iki katılımcılar aynı kanalda) hesaplar.</li>
		<li>Hangi görevle ilgili beyin beyin senkronizasyonu ortaya önceki çalışmalarda ve görsel denetim veri (için bir alternatif bir yaklaşım bakın Nozawa'ya ve ark. temel alarak beklenen ilgi bir frekans bandı seçin 25).</li>
		<li>WTC katsayıları ortalamasını ve/veya önemli WTC katsayıları her kanaldaki her görev blok ve her ikilisinin görevle ilgili frekans bandında yüzdesi hesaplamak. Daha fazla istatistik analiz (için daha fazla bilgi bkz: Reindl ve ark. beyin beyin senkronizasyonu bir sonuç ölçüsü olarak bu değeri kullanın 11).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Rasgele ikili karşılaştırma Not: sonuçları doğrulamak için birbirleri ile oynadığı değil ama aynı deneysel görev gerçekleştirilen rasgele yetişkin-çocuk eşlendirme WTC için gerçek dyads WTC karşılaştırma öneririz.<ol>
<li>WTC, 3.3 içinde açıklandığı gibi hesaplamak., kim birlikte oynamadı ama aynı deneysel görevi (Örneğin, rasgele çiftleri) gerçekleştirilen katılımcı çiftleri için. Rasgele çiftleri (Örneğin, her koşul için 300) sayısını seçin ve WTC rastgele her çifti için hesaplayın.</li>
		<li>Sahte Synchronicity yakalanmamak için rastgele ve gerçek çiftlerinin tutarlılık karşılaştırın.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Babiloni, F., Astolfi, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Social+neuroscience+and+hyperscanning+techniques%3A+past%2C+present+and+future%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+%26+Biobehavioral+Reviews%22%5BJournal%5D)">Social neuroscience and hyperscanning techniques: past, present and future.</a> Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 44, 76-93 (2014).</li>
<li>Hari, R., Henriksson, L., Malinen, S., Parkkonen, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Centrality+of+social+interaction+in+human+brain+function%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Centrality of social interaction in human brain function.</a> Neuron. 88 (1), 181-193 (2015).</li>
<li>Funane, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synchronous+activity+of+two+people%27s+prefrontal+cortices+during+a+cooperative+task+measured+by+simultaneous+near-infrared+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Synchronous activity of two people's prefrontal cortices during a cooperative task measured by simultaneous near-infrared spectroscopy.</a> Journal of Biomedical Optics. 16 (7), 077011(2011).</li>
<li>Lindenberger, U., Li, S. -C., Gruber, W., Müller, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brains+swinging+in+concert%3A+cortical+phase+synchronization+while+playing+guitar%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Brains swinging in concert: cortical phase synchronization while playing guitar.</a> BMC Neuroscience. 10, 22(2009).</li>
<li>Jiang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+synchronization+during+face-to-face+communication%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Neural synchronization during face-to-face communication.</a> Journal of Neuroscience. 32 (45), 16064-16069 (2012).</li>
<li>Dikker, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain-to-brain+synchrony+tracks+real-world+dynamic+group+interactions+in+the+classroom%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Biology%22%5BJournal%5D)">Brain-to-brain synchrony tracks real-world dynamic group interactions in the classroom.</a> Current Biology. 27 (9), 1375-1380 (2017).</li>
<li>Liu, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((NIRS-based+hyperscanning+reveals+inter-brain+neural+synchronization+during+cooperative+Jenga+game+with+face-to-face+communication%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">NIRS-based hyperscanning reveals inter-brain neural synchronization during cooperative Jenga game with face-to-face communication.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 10, 82(2016).</li>
<li>Hoshi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+near-infrared+spectroscopy%3A+current+status+and+future+prospects%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Functional near-infrared spectroscopy: current status and future prospects.</a> Journal of Biomedical Optics. 12 (6), 062106(2007).</li>
<li>Lloyd-Fox, S., Blasi, A., Elwell, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Illuminating+the+developing+brain%3A+the+past%2C+present+and+future+of+functional+near+infrared+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+%26+Biobehavioral+Reviews%22%5BJournal%5D)">Illuminating the developing brain: the past, present and future of functional near infrared spectroscopy.</a> Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 34 (3), 269-284 (2010).</li>
<li>Huppert, T. J., Hoge, R. D., Diamond, S. G., Franceschini, M. A., Boas, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+temporal+comparison+of+BOLD%2C+ASL%2C+and+NIRS+hemodynamic+responses+to+motor+stimuli+in+adult+humans%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">A temporal comparison of BOLD, ASL, and NIRS hemodynamic responses to motor stimuli in adult humans.</a> NeuroImage. 29 (2), 368-382 (2006).</li>
<li>Reindl, V., Gerloff, C., Scharke, W., Konrad, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain-to-brain+synchrony+in+parent-child+dyads+and+the+relationship+with+emotion+regulation+revealed+by+fNIRS-based+hyperscanning%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Brain-to-brain synchrony in parent-child dyads and the relationship with emotion regulation revealed by fNIRS-based hyperscanning.</a> NeuroImage. 178, 493-502 (2018).</li>
<li>Cui, X., Bryant, D. M., Reiss, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((NIRS-based+hyperscanning+reveals+increased+interpersonal+coherence+in+superior+frontal+cortex+during+cooperation%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">NIRS-based hyperscanning reveals increased interpersonal coherence in superior frontal cortex during cooperation.</a> NeuroImage. 59 (3), 2430-2437 (2012).</li>
<li>Baker, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sex+differences+in+neural+and+behavioral+signatures+of+cooperation+revealed+by+fNIRS+hyperscanning%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Sex differences in neural and behavioral signatures of cooperation revealed by fNIRS hyperscanning.</a> Scientific Reports. 6, 26492(2016).</li>
<li>Cheng, X., Li, X., Hu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synchronous+brain+activity+during+cooperative+exchange+depends+on+gender+of+partner%3A+a+fNIRS-based+hyperscanning+study%5BTitle%5D)+AND+%22Human+Brain+Mapping%22%5BJournal%5D)">Synchronous brain activity during cooperative exchange depends on gender of partner: a fNIRS-based hyperscanning study.</a> Human Brain Mapping. 36 (6), 2039-2048 (2015).</li>
<li>Pan, Y., Cheng, X., Zhang, Z., Li, X., Hu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cooperation+in+lovers%3A+an+fNIRS-based+hyperscanning+study%5BTitle%5D)+AND+%22Human+Brain+Mapping%22%5BJournal%5D)">Cooperation in lovers: an fNIRS-based hyperscanning study.</a> Human Brain Mapping. 38 (2), 831-841 (2017).</li>
<li>Kleiner, M., Brainard, D., Pelli, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((What%27s+new+in+Psychtoolbox-3%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Perception%22%5BJournal%5D)">What's new in Psychtoolbox-3?</a> Perception. 36, ECVP Abstract Supplement (2007).</li>
<li>Huppert, T. J., Diamond, S. G., Franceschini, M. A., Boas, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((HomER%3A+a+review+of+time-series+analysis+methods+for+near-infrared+spectroscopy+of+the+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Optics%22%5BJournal%5D)">HomER: a review of time-series analysis methods for near-infrared spectroscopy of the brain.</a> Applied Optics. 48 (10), D280-D298 (2009).</li>
<li>Santosa, H., Zhai, X., Fishburn, F., Huppert, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+NIRS+Brain+AnalyzIR+Toolbox%5BTitle%5D)+AND+%22Algorithms%22%5BJournal%5D)">The NIRS Brain AnalyzIR Toolbox.</a> Algorithms. 11 (5), 73(2018).</li>
<li>Tak, S., Uga, M., Flandin, G., Dan, I., Penny, W. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensor+space+group+analysis+for+fNIRS+data%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Sensor space group analysis for fNIRS data.</a> Journal of Neuroscience Methods. 264, 103-112 (2016).</li>
<li>Scholkmann, F., Spichtig, S., Muehlemann, T., Wolf, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+to+detect+and+reduce+movement+artifacts+in+near-infrared+imaging+using+moving+standard+deviation+and+spline+interpolation%5BTitle%5D)+AND+%22Physiological+Measurement%22%5BJournal%5D)">How to detect and reduce movement artifacts in near-infrared imaging using moving standard deviation and spline interpolation.</a> Physiological Measurement. 31 (5), 649-662 (2010).</li>
<li>van der Kant, A., Biro, S., Levelt, C., Huijbregts, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Negative+affect+is+related+to+reduced+differential+neural+responses+to+social+and+non-social+stimuli+in+5-to-8-month-old+infants%3A+a+functional+near-infrared+spectroscopy-study%5BTitle%5D)+AND+%22Developmental+Cognitive+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Negative affect is related to reduced differential neural responses to social and non-social stimuli in 5-to-8-month-old infants: a functional near-infrared spectroscopy-study.</a> Developmental Cognitive Neuroscience. 30, 23-30 (2018).</li>
<li>Bastos, A. M., Schoffelen, J. -M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+tutorial+review+of+functional+connectivity+analysis+methods+and+their+interpretational+pitfalls%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Systems+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">A tutorial review of functional connectivity analysis methods and their interpretational pitfalls.</a> Frontiers in Systems Neuroscience. 9, 175(2016).</li>
<li>Grinsted, A., Moore, J. C., Jevrejeva, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+the+cross+wavelet+transform+and+wavelet+coherence+to+geophysical+time+series%5BTitle%5D)+AND+%22Nonlinear+Processes+in+Geophysics%22%5BJournal%5D)">Application of the cross wavelet transform and wavelet coherence to geophysical time series.</a> Nonlinear Processes in Geophysics. 11, 561-566 (2004).</li>
<li>Aguiar-Conraria, L., Soares, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+continuous+wavelet+transform%3A+moving+beyond+uni-and+bivariate+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Economic+Surveys%22%5BJournal%5D)">The continuous wavelet transform: moving beyond uni-and bivariate analysis.</a> Journal of Economic Surveys. 28 (2), 344-375 (2014).</li>
<li>Nozawa, T., Sasaki, Y., Sakaki, K., Yokoyama, R., Kawashima, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interpersonal+frontopolar+neural+synchronization+in+group+communication%3A+an+exploration+toward+fNIRS+hyperscanning+of+natural+interactions%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Interpersonal frontopolar neural synchronization in group communication: an exploration toward fNIRS hyperscanning of natural interactions.</a> NeuroImage. 133, 484-497 (2016).</li>
<li>Burgess, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+interpretation+of+synchronization+in+EEG+hyperscanning+studies%3A+a+cautionary+note%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">On the interpretation of synchronization in EEG hyperscanning studies: a cautionary note.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 7, 881(2013).</li>
<li>Tsuzuki, D., Dan, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+registration+for+functional+near-infrared+spectroscopy%3A+from+channel+position+on+the+scalp+to+cortical+location+in+individual+and+group+analyses%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Spatial registration for functional near-infrared spectroscopy: from channel position on the scalp to cortical location in individual and group analyses.</a> NeuroImage. 85, 92-103 (2014).</li>
<li>Tachtsidis, I., Scholkmann, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((False+positives+and+false+negatives+in+functional+near-infrared+spectroscopy%3A+issues%2C+challenges%2C+and+the+way+forward%5BTitle%5D)+AND+%22Neurophotonics%22%5BJournal%5D)">False positives and false negatives in functional near-infrared spectroscopy: issues, challenges, and the way forward.</a> Neurophotonics. 3 (3), 031405(2016).</li>
<li>Palumbo, R. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interpersonal+autonomic+physiology%3A+a+systematic+review+of+the+literature%5BTitle%5D)+AND+%22Personality+and+Social+Psychology+Review%22%5BJournal%5D)">Interpersonal autonomic physiology: a systematic review of the literature.</a> Personality and Social Psychology Review. 21 (2), 99-141 (2016).</li>
<li>Pinti, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+present+and+future+use+of+functional+near-infrared+spectroscopy+%28fNIRS%29+for+cognitive+neuroscience%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+the+New+York+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">The present and future use of functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) for cognitive neuroscience.</a> Annals of the New York Academy of Sciences. , (2018).</li>
<li>Brigadoi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motion+artifacts+in+functional+near-infrared+spectroscopy%3A+a+comparison+of+motion+correction+techniques+applied+to+real+cognitive+data%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Motion artifacts in functional near-infrared spectroscopy: a comparison of motion correction techniques applied to real cognitive data.</a> NeuroImage. 85 (1), 181-191 (2014).</li>
<li>Cooper, R. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+systematic+comparison+of+motion+artifact+correction+techniques+for+functional+near-infrared+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">A systematic comparison of motion artifact correction techniques for functional near-infrared spectroscopy.</a> Frontiers in Neuroscience. 6, 147(2012).</li>
<li>Hirsch, J., Zhang, X., Noah, J. A., Ono, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frontal+temporal+and+parietal+systems+synchronize+within+and+across+brains+during+live+eye-to-eye+contact%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Frontal temporal and parietal systems synchronize within and across brains during live eye-to-eye contact.</a> NeuroImage. 157, 314-330 (2017).</li>
<li>Scholkmann, F., Holper, L., Wolf, U., Wolf, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+methodical+approach+in+neuroscience%3A+assessing+inter-personal+brain+coupling+using+functional+near-infrared+imaging+%28fNIRI%29+hyperscanning%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">A new methodical approach in neuroscience: assessing inter-personal brain coupling using functional near-infrared imaging (fNIRI) hyperscanning.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 7, 813(2013).</li>
</ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Bu protokol için gösterdiğimiz fNIRS hyperscanning deneyler ve beyin beyin senkronizasyonu, analiz için bir şekilde nasıl oksi-Hb ve deoksi-Hb iki konu ön beyin bölgelerinde, konsantrasyon değişiklikleri aynı anda ölçme. FNIRS hyperscanning nispeten kolaydır uygulamak: bir tek NIRS optodes aralarında bölerek her iki konuyu beyin faaliyetleri ölçmek için yeterli bir cihazdır. Böylece, farklı cihazlar arasında eşitleme gerekli1' dir. Ayrıca, fNIRS sıkı hareket kısıtlama gerektirmez, hyperscanning do...

Son yıllarda, nörologlar sosyal etkileşimler aynı anda iki veya daha fazla kişi beyin faaliyetleri kayıt tarafından çalışmaya başladı, bir yaklaşım olarak adlandırdığı hyperscanning1. Bu tekniği bu etkileşimler temel nörobiyolojik mekanizmaları aydınlatmak için yeni fırsatlar açar. Tamamen sosyal etkileşimleri anlamak için bu yalıtım ama daha doğrusu ortak faaliyetler, beyinlerinin etkileşen kişi2tek beyinlerinde eğitim yeterli olmayabilir. Farklı beyin görüntüleme teknikleri kullanarak, Örneğinfaaliyetleri etkileşen kişiler veya gruplar eşitlemek, beynini hyperscanning çalışmalar göstermiştir, onların eylemleri3koordine ederken, müzik45iletişim, yapmak, Sınıf etkinlikleri6 ' meşgul veya7işbirliği.
Makale eşzamanlı kayıtları ile fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi (fNIRS) yürütmek için bir protokol sunar. Benzer şekilde fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI), fNIRS beyin harekete geçirmek için hemodinamik yanıt ölçer. Oksijenli ve deoxygenated hemoglobin (Hb oksi ve deoksi-Hb) değişimler ile doku8diffusively iletilen yakın kızılötesi ışık miktarına göre hesaplanır. Çünkü daha az kısıtlanmış ve daha doğal ayarları fMRI daha uygulanabilir fNIRS hyperscanning, özellikle çocuklu, deneyler için son derece uygundur. Ayrıca, daha az hareket yapılara hem, fMRI ve EEG9daha eğilimli olduğunu. Ayrıca, yüksek örnekleme frekansları (Örneğin, 10 Hz) fNIRS veri elde edilebilir, böylece nispeten yavaş hemodinamik yanıt son derece oversamples ve böylece potansiyel olarak beyin hemodinami10 daha tam bir geçici resim sağlar .
Bu iletişim kuralı Reindl ve ark. çalışma içinde geliştirilmiştir 11 ve biraz (özellikle kanal yerleştirme ve kötü kanal kimliği ile ilgili olarak) son zamanlarda değiştirilmiş olabilir. Üst-alt dyads eşitlenmiş beyin aktivitesini incelemek için çalışmanın amacı oldu. FNIRS hyperscanning kullanarak, biz beyin beyin senkronizasyonu (5-9 yaş) çocuklar prefrontal beyin alanlarında ve onların aile, çoğunlukla Anne, bir kooperatif ve rekabetçi bilgisayar görevi sırasında değerlendirildi. Onlar önceki hyperscanning çalışmalar1sosyal etkileşimli işlemler için önemli bölgeleri olarak tespit edilmiştir gibi prefrontal beyin bölgeleri hedefleyen. İşbirliği ve rekabet görev aslında Cui vd tarafından geliştirilmiştir 12 ve son zamanlarda birkaç önceki çalışmalar13,14,15tarafından istihdam. Reindl ve ark. çalışma için 11, görevleri çocuklar için uygun olarak değiştirildi. Katılımcılar da ortaklaşa düğmelerine basılmasını yanıt olarak bir hedef (işbirliği) üzerinden yanıt vermek için ya da diğer oyuncu (yarışma) daha hızlı yanıt vermek için talimatlarda vardı. Her çocuk her görev bir kez gerçekleştirilebilir üst ve bir kez üst olarak aynı cinsiyetten yetişkin bir yabancıyla. Her çocuk-yetişkin ikilisinin içinde dalgacık tutarlılık karşılık gelen kanalları oksi-Hb sinyalleri için beyin beyin senkronizasyonu bir ölçüsü olarak hesaplanır.
Bu iletişim kuralı kooperatif ve rekabetçi oyun sırasında üst ve alt fNIRS hyperscanning veri toplamak için yordamlar açıklanır. Genel yordam, ancak, bu araştırma tasarım özgü değildir ama farklı popülasyonlar (Örneğin, Yetişkin yabancı, romantik ortaklar, kardeşler, vb) için uygundur ve farklı deneysel görevleri bir dizi için adapte edilebilir. Bu iletişim kuralı da fNIRS veri ön işleme, kötü kanal algılama, Dalgacık tutarlılık analiz ve doğrulama göre rasgele çifti analizi de dahil olmak üzere gerekli ve isteğe bağlı veri çözümleme adımları kapsar bir olası analitik yordam özetlenmektedir.

<table><tbody><tr><td>Prob setleri ve prob tutucu ızgaraları ile NIRS ölçüm sistemi</td><td>Hitachi Medical Corporation, Tokyo, Japonya</td><td>ETG-4000 Optik Topografi Sistemi&nbsp;</td><td>Mevcut çalışma protokolü, toplamda 52 ölçüm kanalı için isteğe bağlı ikinci bir yetişkin prob setinin yanı sıra iki adet 3x5 prob tutucu ızgara gerektirmektedir.</td></tr><tr><td>ham EEG kapakları</td><td>EASYCAP GmbH, Herrsching, Almanya</td><td>C-SCMS-56; C-SCMS-58</td><td>Kapaklara, deneyci tarafından NIRS probları için delikler sağlanmalıdır. Katılımcının baş çevresiyle aynı boyutta veya biraz daha büyük olan başlık boyutunu seçin.</td></tr><tr><td>Teknik bilgi işlem yazılımı</td><td>The MathWorks, Inc., Natick, MA</td><td>MATLAB R2014a (veya sonraki sürümler)</td><td>Psychophysics Toolbox uzantıları (uyaran sunumu), fNIRS toolbox için SPM için temel görevi görür&nbsp; (fNIRS veri analizi) ve ASToolbox (WTC hesaplaması).</td></tr></tbody></table>

hyperscanning deneyler fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi ile

Conducting Hyperscanning Experiments with Functional Near-Infrared Spectroscopy

Eşzamanlı beyin kayıt iki ya da daha fazla etkileşen kişiden, hyperscanning, olarak adlandırılan bir yaklaşım sosyal etkileşimler ve muhtemelen kişilerarası ilişkiler nörobiyolojik underpinnings anlayışımız artan önem kazanıyor vardır . Fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi (fNIRS) hyperscanning çünkü bu yerel hemodinamik etkileri yüksek örnekleme oranı ile ölçer ve önemlisi, katı hareket gerektirmeyen doğal ayarları'nda, uygulanabilir, deneyler için uygundur kısıtlamalar. Bu makalede, biz bir protokol çözümlenirken beyin beyin senkronizasyonu ve üst-alt dyads ile fNIRS hyperscanning deneyler için mevcut. Ayrıca, biz kritik sorunları ve gelecekteki yönelimler, deneysel tasarım, uzamsal kayıt fNIRS kanalları, fizyolojik etkiler ve veri analiz yöntemleri ile ilgili tartışıyorlar. Açıklanan protokol-üst dyads için belirli değil ama farklı dyadic takım yıldızları, Yetişkin yabancı, romantik ortaklar veya kardeşleri gibi çeşitli uygulanabilir. Sonuç olarak, fNIRS hyperscanning muhtemelen ne bireysel beyin faaliyetlerini inceleyerek okudu ötesinde gitmek dynamics devam eden sosyal etkileşim, yeni görüşler verim potansiyeline sahiptir.

Bir üst-alt ikilisinin kooperatif durumu sırasında temsilcisi veri Şekil 1' de gösterilir. Sipariş alternatif olarak sunulan üç 30 s geri kalan blok ve iki görev blokları, 20 deneme her, ile kooperatif görev oluşur. Her deneme olarak, katılımcıların bir sinyal noktası11kazanmak için mümkün olduğunca aynı anda tepki zorunda.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_...

Mevcut iletişim kuralı, fNIRS hyperscanning deneyler ve beyin beyin senkronizasyonu analiz açıklar. Daha fazla, sorunlar ve olası çözümleri tartışmak.

Hyperscanning deneyler fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi ile

Concurrent brain recordings of two or more interacting persons, an approach termed hyperscanning, are gaining increasing importance for our understanding ...

Aynı anda iki veya daha fazla insanın beyin aktivitelerini ölçerek, bu yöntem sosyal etkileşimlerin altında yatan nörobiyolojik mekanizmalara ışık tutabilir. Fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi, ya da fNIRS, yüksek örnekleme hızı ile beyin hemodinamik yanıtı ölçer ve nispeten doğal ortamlarda uygulanabilir, çünkü bu tür hipertarama deneyleri yapmak için uygundur. Bu protokol, yetişkin-çocuk dyadlarının eşzamanlı fNIRS kayıtlarının nasıl yapılacağını gösterirken, romantik ortaklar gibi farklı dyadik takımyıldızlarına ve farklı deneysel görevlere uyarlanabilir.Katılımcının baş çevresi ile aynı boyutta veya biraz daha büyük bir kapak boyutu seçerek başlayın. Her biri yaklaşık 15 milimetre çapında 15 delik kesip, iki ham EEG kapaklarıher alın alanına yatay bir üç-beş ızgara düzenlenmiş. Deliklerin herhangi bir yönde birbirinden 30 milimetre aralıklı olduğundan emin olun, deliklerin orta sütun alın merkezinde yer almaktadır.Kapakları daha rahat hale getirmek ve basınç izlerini en aza indirmek için, tutucu ızgaranın iç tarafına prob soketleri ile kenarlar arasında yumuşak köpük malzeme takın. Daha sonra, değiştirilmiş EEG kapaklarının her birine boş bir üçe beş prob tutucu ızgara y

conducting-hyperscanning-experiments-with-functional-near-infrared

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Sinirbilim

Burada Near Infrared Spektroskopisi (fNIRS), bilişsel sinirbilim kullanılan non-invaziv bir roman beyin görüntüleme sistemi, özellikle çocuğun beyin gelişimi eğitim işlevsel bir veri toplama ve analiz yöntemi açıklar. Bu yöntem, veri toplama ve verilerin yorumlanması ve bilimsel keşif için hayati analiz evrensel bir standart sağlar.

Yakın Kızılötesi Spektroskopisi ile bebekler, Çocuk ve Yetişkin Bilişsel Fonksiyonları keşfetmek

Kaynak: Reindl, V.,  et al. Fonksiyonel Yakın Kızılötesi Spektroskopisi ile Hiper Tarama Deneylerinin Yürütülmesi. (2019) Bu video, sosyal etkileşimler sırasında beyin aktivitesini ölçmek için fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopisinin (fNIRS) kullanımını göstermektedir. Katılımcılar, sosyal davranış için kritik bir bölge olan prefrontal korteksteki aktiviteyi artıran koordineli bir görevle meşgul olurken, sistem kan oksijenasyonuna bağlı ışık emilimindeki değişiklikleri algılar. Çalışma,...

Sosyal Etkileşimler Sırasında Beyin Aktivitesini Kaydetmek için Fonksiyonel Yakın Kızılötesi Spektroskopisi

Dik motor görevler sırasında beyin aktivitesini izlemek, hareket bozukluklarının nöral kaynağını araştırırken çok değerlidir. Burada, 4 tip motor görev sırasında kas ve kinematik aktivitenin sürekli izlenmesi ile fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopiyi birleştiren bir protokol gösteriyoruz.

Motorlu Görevler sırasında Eşzamanlı Kinematik ve EMG İzleme ile Duyusal ve Motor Beyin Bölgeleri Fonksiyonel Yakın Kızılötesi Spektroskopisi

Doğal öğrenme ortamında işbirlikçi öğrenme boyaları üzerinde fNIRS hiper tarama deneyleri yapma protokolü özetlenmiştir. Ayrıca, oksijenli hemoglobin (Oxy-Hb) sinyallerinin Beyinler Arası Senkronunu (IBS) analiz etmek için bir boru hattı sunulmuştur.

Açık Uçlu İşbirlikçi Öğrenmede Beyinler Arası Senkron: FNIRS-Hyperscanning Çalışması

Mevcut protokol, işbirlikçi bir çizim görevi sırasında dörtlülerde kişilerarası senkronizasyonu ölçmek için fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi (fNIRS) ve video tabanlı gözlemi birleştirir.

İşlevsel Yakın Kızılötesi Spektroskopi Kullanarak İşbirlikçi Çizim Sırasında Grup Senkronizasyonu

Dalgacık dönüşümü tutarlılığı (WTC), fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopisi (fNIRS) hipertarama çalışmalarında kullanılan sinyaller arasındaki eşleşmeyi değerlendirmek için yaygın bir metodolojidir. Bu çalışmada sinyal etkileşiminin yönlülüğünü değerlendirmek için bir araç kutusu sunulmaktadır.

Fonksiyonel Yakın Kızılötesi Spektroskopisi (fNIRS) Hipertarama Çalışmalarında Beyinler Arası Tutarlılığı Anlamak için Yeni Çerçeve

Protokol, psikolojik danışmanlıkta bir fNIRS hipertarama çalışması yürütmek için metodolojinin ayrıntılı bir tanımını sağlamayı amaçlamaktadır. Bu, deney hazırlıklarını, veri toplama prosedürünü ve sonraki veri analizi sürecini içerir.

Psikolojik Danışmada Fonksiyonel Yakın Kızılötesi Spektroskopisi Hipertarama Çalışması

Biz manyetoensefalografi (MEG) ve elektroensefalografi (EEG), basit duyusal uyaranların işlenmesi ilgili beyin alanlarının haritası kullanın.

Eşzamanlı MEG ve EEG Fonksiyonel Haritalama

MazeSuite hazırlama, sunma ve seyir ve mekansal deneyleri analiz için tam bir araç setidir. Fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi (fNIR) serebral kan oksijenlenme değişikliklerin noninvaziv ve taşınabilir izleme sağlayan bir optik beyin görüntüleme tekniğidir. Bu kağıt bir bilişsel işleme öğrenme paradigması içinde MazeSuite ve fNIR kolektif kullanımını özetlemektedir.

Mekansal Navigasyon Öğrenme Eğitim için Infrared Spektroskopisi civarında MazeSuite ve Fonksiyonel kullanma

Bu yazıda yüksek çözünürlüklü, floresan etiketli fare beyinleri ince beyin anatomisi ile, yeniden tam deneysel prosedürü açıklar. Açıklanan protokol numune hazırlama ve temizleme, görüntüleme, veri post-processing ve çok ölçekli görselleştirme için montaj örneği içerir.

Eşodaklı Işık Sac Mikroskobu ile Tüm Fare Brain mikron çaplı Çözünürlük Optik Tomografi

Öğrenin, fNIRS hiperscanning ile yetişkin-çocuk etkileşimlerinde beyin-beyin senkronizasyonunu nasıl ölçebilirsiniz. Bu yöntem sosyal nörobilim araştırmalarında doğal ortamlarda sinirsel mekanizmaları keşfetmenizi sağlar.

Hyperscanning deneyler fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi ile

Daha fazla video keşfet