Neuroscience
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La synchronisation inter-cerveaux dans l’apprentissage collaboratif ouvert : une étude fNIRS-Hyperscanning
Chapters
Summary July 21st, 2021
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Le protocole pour mener des expériences d’hyperscan fNIRS sur des dyades d’apprentissage collaboratif dans un environnement d’apprentissage naturaliste est décrit. En outre, un pipeline pour analyser la synchronisation inter-cerveau (IBS) des signaux d’hémoglobine oxygénée (Oxy-Hb) est présenté.
Transcript
Ce protocole révèle la synchronisation inter-cerveau dans les dyades collaboratives dans l’environnement naturaliste par la technique d’hyperscanning fNIRS. L’avantage significatif de cette technique est qu’elle permet d’enquêter sur la dynamique en temps réel de deux ou plusieurs cerveaux en interaction. Avant de commencer l’expérience, démarrez le système de spectroscopie proche infrarouge pour atteindre une température de fonctionnement stable, puis adoptez un bonnet de bain élastique pour placer la grille de support d’optode et préparer les capuchons NIRS comme décrit dans le manuscrit du texte.
Pour un canal avec des signaux insuffisants, utilisez les sondes à fibre optique éclairées pour déplacer les cheveux sous la pointe de la sonde d’un côté. Une fois la température de fonctionnement stabilisée, assurez-vous que le récepteur de déclenchement est actif et réglez le mode de mesure sur la mesure liée à l’événement. Préparez la sonde à fibre optique éclairée pour écarter les cheveux.
Informez les participants des détails des méthodes de mesure NIRS et de ne pas regarder directement dans les faisceaux laser car le faisceau laser peut être nocif pour les yeux du participant. Faites en sorte que les participants s’assoient face à face pour s’assurer qu’ils peuvent se voir directement et ajustez la distance entre la chaise et la table pour que les participants s’assoient confortablement. Allumez le bouton laser, placez les quatre faisceaux de fibres optiques lâchement sur les bras du support sans contact avec les participants ou les chaises et placez le capuchon avec les ensembles de sondes sur la tête des participants, en veillant à ce que les ensembles de sondes trois par cinq couvrent le front du participant et les ensembles de sondes quatre par quatre couvrent le cortex temporopariétal gauche, puis poussez soigneusement chaque sonde à ressort plus loin dans la douille de la sonde afin que la pointe de la sonde touche le cuir chevelu du participant.
Ensuite, permettez à deux participants de co-apprendre le matériel d’apprentissage avec un état de repos de cinq minutes, qui sert de base. Tout d’abord, pour vérifier la qualité du signal, cliquez sur le gain automatique dans la fenêtre du moniteur du jeu de sondes de la machine NIRS fonctionnelle, puis marquez le mauvais signal du canal en jaune et le signal suffisant en vert et répétez cette procédure jusqu’à ce que tous les canaux soient marqués en vert. Après l’expérience, cliquez sur la sortie du fichier texte pour exporter les données brutes d’intensité lumineuse et enregistrer les données sous forme de fichier texte.
Utilisez le numériseur tridimensionnel pour déterminer l’emplacement des émetteurs, des récepteurs et d’autres références pour chaque participant, puis obtenez les coordonnées MNI des canaux d’enregistrement à l’aide de la plate-forme informatique numérique disponible dans le commerce. Les données de chaque participant dans chaque canal ont été analysées. L’optodensité dans le canal 33 pour une certaine dyade a été visualisée.
Les données ont été extraites à l’aide de la méthode d’élimination des artefacts de mouvement à base d’ondelettes, seule et avec l’analyse des composants principaux. La différence entre les courbes suggère que l’APC est efficace pour éliminer les signaux non neuronaux. La matrice de cohérence de la transformation des ondelettes a été visualisée.
La carte des couleurs variait du bleu au jaune, représentant des valeurs de synchronisation inter-cerveaux allant de zéro à un, où l’on dénote la plus grande cohérence entre deux signaux et zéro ne dénote aucune cohérence. De plus, des coefficients significatifs ont également été obtenus, la forte cohérence autour d’un hertz représentant la cohérence du rythme cardiaque de la dyade. La comparaison entre la valeur T observée et la distribution de la valeur T aléatoire montre des résultats significatifs dans l’accès à l’information identifié.
Il est important de s’assurer que l’ensemble de sondes couvre la région d’intérêts et d’essayer de réduire l’écart.
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