Login processing...

JoVE Journal
Neuroscience

A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 2 minutes.

JoVE Journal Neuroscience

Gennemføre Hyperscanning eksperimenter med funktionelle nær-infrarød spektroskopi

Neuron-Macrophage Co-cultures to Activate Macrophages Secreting Molecular Factors with Neurite Outgrowth Activity

Journal (Neuroscience)

Neuron-Macrophage Co-cultures to Activate Macrophages Secreting Molecular Factors with Neurite Outgrowth Activity

Automated Segmentation of Cortical Grey Matter from T1-Weighted MRI Images

Journal (Neuroscience)

Automated Segmentation of Cortical Grey Matter from T1-Weighted MRI Images

Click here for the English version

Gennemføre Hyperscanning eksperimenter med funktionelle nær-infrarød spektroskopi

Article DOI: 10.3791/58807-v

January 19th, 2019 •

Vanessa Reindl^1,2, Kerstin Konrad^1,2, Christian Gerloff^2,3, Jana A. Kruppa^1,2,4, Laura Bell¹, Wolfgang Scharke¹

¹Child Neuropsychology Section, Department of Child and Adolescent Psychiatry, Psychosomatics and Psychotherapy, Medical Faculty, RWTH Aachen University, ²JARA-Brain Institute II, Molecular Neuroscience and Neuroimaging, RWTH Aachen & Research Centre Juelich, ³Lehrstuhl II für Mathematik, RWTH Aachen University, ⁴Translational Brain Research in Psychiatry and Neurology, Department of Child and Adolescent Psychiatry, Psychosomatics, and Psychotherapy, University Hospital Aachen

Chapters

Summary
Automatic Translation

English (Original)
العربية (Arabic)
中文 (Chinese)
dansk (Danish)
Nederlands (Dutch)
français (French)
Deutsch (German)
עברית (Hebrew)
हिंदी (Hindi)
italiano (Italian)
日本語 (Japanese)
한국어 (Korean)
norsk (Norwegian)
português (Portugese)
русский (Russian)
español (Spanish)
svenska (Swedish)
Türkçe (Turkish)

January 19th, 2019

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the English version.

Denne protokol beskriver, hvordan du udføre fNIRS hyperscanning eksperimenter og analysere hjerne til hjerne synchrony. Yderligere, vi diskutere udfordringer og mulige løsninger.

Transcript

Ved at måle hjernens aktiviteter af to eller flere mennesker samtidig, denne metode kan kaste lys over de neurobiologiske mekanismer, der ligger til grund for sociale interaktioner. Funktionel nær-infrarød spektroskopi, eller fNIRS, er velegnet til at udføre sådanne hyperscanning eksperimenter, fordi det måler hjernen hæmodynamisk respons med en høj stikprøvehastighed og kan anvendes i relativt naturlige indstillinger. Mens denne protokol viser, hvordan man gennemfører samtidige fNIRS optagelser af voksne-barn dyader, kan det tilpasses til forskellige dyadiske konstellationer såsom romantiske partnere og til forskellige eksperimentelle opgaver.

Begynd med at vælge en hættestørrelse, der har samme størrelse eller lidt større end deltagerens hovedomkreds. Skær 15 huller med en diameter på ca. 15 millimeter hver, arrangeret i et vandret tre-by-fem gitter i panden område af hver af to rå EEG hætter. Sørg for, at hullerne er fordelt 30 millimeter fra hinanden i alle retninger, at den midterste kolonne af huller er placeret i midten af panden.

For at gøre hætterne mere komfortable og minimere trykmærker, fastgør blødt skummateriale på indersiden af holdergitteret mellem sondestikene og i kanterne. Monter derefter et tomt tre gange fem sondeholdergitter på hver af de modificerede EEG-hætter, således at selve holdergitteret placeres på indersiden af hætten, og holderstikkene stikker i hullerne. Derefter forsigtigt indsætte sonder i de relevante holder stikkontakter på nettet, således at kun den første højderyg af hver sonde er monteret i soklen, hvilket resulterer i en klikkende lyd.

Åbn sondesættets monitorvindue ved det nærmeste målesystem, og vælg to sondesæt, der er arrangeret i et tre gange fem gitter hver, et for det deltagende barn og et for den voksne. Det sikres, at sondearrangementerne af de to hætter svarer til ordningerne i sondesættets vindue. Tænd derefter for laserdioderne i det nærmeste målesystem 30 minutter før måling, så systemet når en stabil driftstemperatur.

Angiv alle de nødvendige indstillinger på det nærmeste målesystem. Sørg for, at enheden er indstillet til hændelsesrelateret måling, og at det RS232-serielle input, der er nødvendigt for at modtage udløsere fra det eksperimentelle paradigme, er aktivt. Derefter forberede den eksperimentelle paradigme ved at starte den tekniske computing software, der tjener som base for Psychophysics Toolbox udvidelser og indstilling af den nuværende mappe til den mappe, paradigmet er gemt i.

Endelig placere to hage hviler foran computerskærmen for at forhindre hoved bevægelser under eksperimentet. Begynd med at eskortere de to deltagere ind i testlokalet og forklare den eksperimentelle opsætning. Derefter skal du sidde deltagerne ved siden af hinanden foran computerskærmen.

Juster højden af hagen hviler således, at begge deltagere sidder komfortabelt. Giv instruktioner og administrere praksis forsøg af både kooperative og konkurrencedygtige spil. Dernæst måle og markere Fpz punkt i henhold til 10-20-systemet, som er 10% af afstanden mellem nasion og inion på hver deltagers hoved.

Sluk derefter for laseren, og placer hætterne med sonderne omhyggeligt på deltagernes hoveder. Sørg for, at den midterste sonde i den nederste række er placeret på Fpz, og at den midterste sondesøjle er justeret langs den sagittale referencekurve. Placer fiberstrengene på holderarmen fastgjort til det nærmeste målesystem, så de hænger løst uden kontakt med deltageren eller stolen, og at de ikke trækker på hætterne.

Skub derefter hver sonde længere ind i soklen, indtil den lille hvide næse i midten af toppen af sondehuset er synlig. Tænd derefter for laseren igen, og test signalkvaliteten ved at klikke på autoforøgningsknappen i det sondesæt, der er skærmvinduet i det nærmeste målesystem. Hvis en kanal er markeret med gult, hvilket betyder utilstrækkeligt signal, skal du forsigtigt lægge håret under den omgivende sondespids til side.

Foretag sondejusteringer, og klik på knappen Automatisk forstærkning igen for at se, om signalkvaliteten er forbedret eller markeret med grønt. Når signalkvaliteten er tilfredsstillende, skal du placere et håndklæde over deltagernes hænder, så de ikke kan se deres respektive spilpartners håndbevægelser. Start derefter eksperimentet.

Når eksperimentet er fuldført, skal du derefter gemme dataene og eksportere de rå lysintensitetsdata som en tekstfil ved at klikke på knappen Tekstfiludse. Endelig rense sonder, sonde holdere, og hage hviler med ethnol, og vask hætter med mildt rengøringsmiddel. Som et mål for hjerne-til-hjerne synkronisering beregnes wavelet-sammenhængen mellem fNIRS-signalerne fra interagerende forsøgspersoner.

Wavelet sammenhængskoefficienter visualiseres ved hjælp af et farvekort lige fra blå, ringe eller ingen sammenhæng, til rød, hvilket betyder stærk eller maksimal sammenhæng. Resultaterne viser en stærk sammenhæng gennem hele eksperimentet i et højfrekvent bånd indtil en periodelængde på ca. et sekund, hvilket sandsynligvis skyldes forsøgspersonens hjerterytmer. Derudover vises en stærk sammenhæng i et lavere frekvensbånd mellem perioden på to og otte sekunder.

Sammenhæng i dette lave frekvensområde afspejler sandsynligvis en synkronisering af hjernens aktiviteter for begge emner under opgaven. Under forsøg på denne procedure, er det vigtigt at dobbelttjekke, at hætterne er placeret korrekt på deltagernes hoveder og for at sikre en god signalkvalitet. Efter sin udvikling, denne teknik banede vejen for forskere inden for social neurovidenskab at udforske hjerne-til-hjerne synkroni i en række forskellige opgaver, undersøge adfærd korrelerer og foreninger til karakteristika af de personer og deres forhold.

X

Simple Hit Counter