Neuroscience
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オープンエンド共同学習における脳間同期:fNIRS-ハイパースキャン研究
Chapters
Summary July 21st, 2021
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自然主義的な学習環境における協調学習ダイアドに関するfNIRSハイパースキャン実験を行うためのプロトコルについて概説する。また、酸素化ヘモグロビン(Oxy-Hb)シグナルの脳間同期(IBS)を解析するパイプラインが提示される。
Transcript
このプロトコルは、fNIRSハイパースキャン技術による自然主義的環境における協調ダイアドにおける脳間同期を明らかにする。この技術の重要な利点は、2つ以上の相互作用する脳のリアルタイムダイナミクスの調査を可能にすることです。実験を開始する前に、安定した動作温度を達成するために近赤外分光システムを開始し、次に光度ホルダーグリッドを配置し、テキスト原稿に記載されているようにNIRSキャップを準備するために弾性水泳キャップを採用します。
信号が不十分なチャネルの場合は、光ファイバープローブを使用して、プローブの先端の下のヘアを片側に移動します。動作温度が安定したら、トリガ受信機がアクティブであることを確認し、測定モードをイベント関連の測定に設定します。明るくした光ファイバープローブを準備して、髪を脇に移動させます。
NIRS測定方法の詳細について参加者に指示し、レーザー光が参加者の目に有害である可能性があるため、レーザー光を直接調べないようにします。参加者が直接お互いを見ることができるように、参加者が顔を合わせて座るようにし、椅子からテーブルまでの距離を調整して参加者が快適に座るようにします。レーザーボタンをオンにし、参加者や椅子に接触することなくホルダーの腕に4つの光ファイバーバンドルをゆるく置き、参加者の頭にプローブセットを付けてキャップを置き、3対5のプローブセットが参加者の額を覆い、4つ4つのプローブセットが左のテンポラルカルテックスを覆っていることを確認します。 次に、各スプリング負荷プローブをさらにプローブソケットに慎重に押し込み、プローブの先端が参加者の頭皮に触れる。
その後、2人の参加者がベースラインとなる5分間の休息状態で学習教材を共同学習できるようにします。まず、信号の品質を確認するには、機能NIRSマシンのプローブセットモニタウィンドウで自動ゲインをクリックし、チャンネルの不良信号を黄色でマークし、十分な信号を緑色でマークし、すべてのチャンネルが緑色に点灯するまでこの手順を繰り返します。実験の後、テキストファイル出力をクリックして、生光強度データをエクスポートし、データをテキストファイルとして保存します。
3次元デジタイザを使用して、エミッタ、受信機、および各参加者の他の参照の位置を決定し、次に市販の数値コンピューティングプラットフォームを使用して記録チャンネルのMNI座標を取得します。各チャンネルの各参加者のデータを分析しました。あるダイアドに対するチャネル33の検光学密度を可視化した。
データは、ウェーブレットベースのモーションアーチファクト除去方法を使用して、単独で主成分分析とともに抽出した。曲線の違いは、PCAが非神経信号を除去する上で効率的であることを示唆している。ウェーブレット変換コヘレンス行列を可視化しました。
カラーマップは青から黄色まで変化し、0から1までの脳間同期値を表し、1つは2つの信号間の最大の一貫性を示し、ゼロはコヘレンスを示さない。また、有意な係数も得られ、ダイアドの心臓リズムコヘルレンスを表す1つのヘルツの周囲の強い一貫性を得た。観測されたT値とランダムT値の分布との比較は、特定されたFOIにおいて有意な結果を示す。
プローブセットが関心領域をカバーしていることを確認し、偏差を減らすことが重要です。
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