Ein Innersubjekt experimentelles Protokoll die Auswirkungen von Social Input auf Infant EEG zur Beurteilung

Behavior

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Summary

Dieses neue Protokoll wurde entwickelt, um die neuronalen Grundlagen der sozialen Interaktion bei Säuglingen zu bewerten. Das Paradigma ist entworfen auseinander aufzuziehen, wie verschiedene soziale Eingänge wie Sprache, gemeinsame Aufmerksamkeit und face-to-face-Interaktion infant neuralen Aktivierung beziehen. Infant EEG-Strom wird während sowohl soziale als auch nonsocial Bedingungen aufgezeichnet.

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St. John, A. M., Kao, K., Chita-Tegmark, M., Liederman, J., Grieve, P. G., Tarullo, A. R. A Within-subjects Experimental Protocol to Assess the Effects of Social Input on Infant EEG. J. Vis. Exp. (123), e55596, doi:10.3791/55596 (2017).

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Abstract

Trotz der Bedeutung der sozialen Interaktionen zur Ernährung von Kindern der Entwicklung des Gehirns, hat wenig Forschung funktionelle neuronale Aktivierung beurteilt, während Kinder sozial interagieren. Elektroenzephalographie (EEG) Leistung ist eine vorteilhafte Technik infant funktionelle neuronale Aktivierung zu beurteilen. Doch viele Studien Rekord Säugling EEG nur während eines Ausgangszustandes. Dieses Protokoll beschreibt ein Paradigma, das ausgelegt ist, umfassend an infant EEG-Aktivität in beiden sozialen und nonsocial Kontexten zu beurteilen sowie tease auseinander, wie verschiedene Arten von sozialen Eingängen differentiell infant EEG beziehen. Das Innersubjekt Paradigma umfasst vier kontrollierte Bedingungen. Im nonsocial Zustand, sehen Kinder Objekte auf Computerbildschirmen. Die gemeinsame Aufmerksamkeit Bedingung beinhaltet einen Experimentator des Säuglings Aufmerksamkeit auf Bilder zu lenken. Die gemeinsame Aufmerksamkeit Bedingung umfasst drei Arten von sozialem Eingang: Sprache, face-to-Face-Interaktion und das Vorhandensein gemeinsamen Aufmerksamkeit. Unterschiedein infant EEG zwischen den nonsocial und gemeinsame Aufmerksamkeit Bedingungen könnte auf eine dieser drei Typen von Eingangs fällig. Daher werden zwei zusätzliche Bedingungen (eine mit Spracheingabe während der Experimentator hinter einem Bildschirm ausgeblendet und eine mit face-to-face-Interaktion) wurden einbezogen, die Antriebskontextfaktoren in den Mustern der infant neuralen Aktivierung zu beurteilen. Repräsentative Ergebnisse zeigen, dass die Kinder EEG-Leistung durch die Bedingung variiert, sowohl insgesamt als auch differentiell durch Hirnregion, die funktionelle Natur der infant EEG Strom unterstützen. Diese Technik hat den Vorteil, daß sie Bedingungen, die eindeutig soziale oder nonsocial sind und ermöglicht eine Prüfung, wie bestimmte Arten von sozialem Eingang beziehen sich auf EEG-Strom. Dieses Paradigma kann dazu verwendet werden, um zu beurteilen, wie individuelle Unterschiede in Alter, beeinflusst, sozioökonomischen Status und Eltern-Kind-Interaktion Qualität bezieht sich auf die Entwicklung des sozialen Gehirns. Basierend auf den demonstriert funktionalen Charakter des Säuglings EEG-Leistung, sho zukünftige Studienuld betrachten die Rolle der EEG-Aufzeichnung Kontext und Konstruktionsbedingungen, die eindeutig sozialen oder nonsocial sind.

Introduction

Soziale Interaktionen sind von entscheidender Bedeutung für das Kinder neuralen Entwicklung 1, 2. Obwohl die jüngsten Forschungen über die Entwicklung des sozialen Gehirns 3, 4 zu konzentrieren haben damit begonnen, die neuronalen in sozialem Engagement beteiligten Prozesse sind nicht gut verstanden. Das Ziel des Verfahrens war berichtet zu beurteilen, wie infant Elektroenzephalographie (EEG) Leistung, ein Maß für die Spannung, die von neuronalen Kommunikation freigegeben, über kontrollierte soziale und nonsocial Kontexte variiert. Diese Methode ermöglicht die Beurteilung, wie bestimmte Aspekte der sozialen Eingang differentiell auf neuronale Aktivierung beziehen und hat Auswirkungen auf die zukünftige Studien die Rolle der Aufnahme Kontext zu berücksichtigen, wenn funktionelle neuronale Aktivierung zu bewerten.

EEG ist eine gut geeignete Methode infant Hirnaktivität zu messen, da es nicht-invasiven und robust infant Bewegung. Eine Kappe besteht aus Elektroden ist pgeschnürt auf den Kopf des Säuglings elektrischen Aktivität aus der Hirnrinde während der neuronalen Kommunikation freigegeben aufzuzeichnen. EEG-Leistung ist ein Maß der Spannung an jeder Elektrode Ort über einen bestimmten Zeitraum. EEG ist ein funktionelles Maß für neurale Aktivität und spiegelt somit teil unmittelbaren Kontext, unter dem EEG aufgezeichnet wird. mit einem Innersubjekt Design und damit zu indizieren kontextspezifische Aktivierung aufgrund seines funktionalen Charakter hat EEG-Strom das Potential über Kontexte zu vergleichen. Daher kann EEG verwendet werden, um sowohl die neuronalen Grundlagen der sozialen Interaktionen, konkret zu beurteilen und kontextspezifische Aktivierung allgemeiner. Allerdings hat dieses Potenzial nicht voll ausgeschöpft worden als Säugling EEG oft während nur eine Bedingung aufgezeichnet wird.

Viele Studien haben während einer „Ruhezustand“ oder Baseline Säugling EEG-Leistung erfaßt, die eindeutig zwischen sozialer und nonsocial Eingabe nicht immer unterscheiden. In einigen Fällen wird als EEG infant aufgezeichnets beobachten Experimentator Spin ein Bingo Rad 5, 6, 7, beobachtet blow Experimentator Blasen 8 oder sehen ein Experimentator schüttelt eine Rassel 9, 10. Allerdings können Kinder entweder mit dem Experimentator teilnehmen oder das Objekt und das Kinder Eigenschaften beeinflussen könnten, wie sie ihre Aufmerksamkeit lenken. So für einige Kinder könnte die Basislinie sozial sein, wenn sie den Experimentator teilnehmen und für andere Kinder könnte die Basislinie nonsocial sein, wenn sie in erster Linie auf das Objekt zu besuchen. Als EEG die Aufnahme Kontext reflektiert, beobachtete individuelle Unterschiede in der Baseline-EEG, die Forscher als stabil oder entwicklungssinnvoll interpretieren könnten einfach aufgrund von Unterschieden in sein könnte, was die Kinder zu der Aufzeichnung zu der Zeit besuchten. Tatsächlich verzeichnete eine Studie EEG während Kinder eine Frau Singen beobachtet, während ein Objekt halten

Soziale Interaktion ist komplex und vielschichtig. Wenn daher während einer EEG natur Wechselwirkung aufgenommen wurde, könnte es schwierig sein , die neuronale Verarbeitung verschiedenen Aspekte der Interaktion aufzuzuziehen auseinander (zB Sprache hören, Interacting face-to-face oder in gemeinsamer Aufmerksamkeit eingreifen). Eine Strategie, um dieses Problem zu beheben beinhaltet einschließlich verschiedenen Bedingungen, die jeweils einen bestimmten Aspekt der sozialen Interaktion einzubeziehen. Somit ist dieses Paradigma entwickelt, um systematisch zu vergleichen, wie EEG Leistung entsprechend die spezifischen Art von sozialem Eingang variiert.

Der gemeldete Innersubjekt Paradigma beinhaltet recording infant EEG während 4 Bedingungen. Die Bedingungen wurden beide entworfen, um die funktionelle Natur des Säugling EEG-Leistung zu prüfen - wie es auf Aufnahme Kontext variiert abhängig - und die Rollen von bestimmten Arten von sozialen Eingängen zu beurteilen. Zunächst wurde ein nonsocial Zustand aufgenommen, wo das Kind Gegenstände auf zwei Bildschirmen sah. Durch die Präsentation Objekte auf Computerbildschirme, anstelle von einem Experimentator, ein Objekt zu manipulieren, ist diese Bedingung eindeutig nonsocial und beinhaltet keine Form des sozialen Eingangs. Als nächstes wurde eine gemeinsame Aufmerksamkeit Zustand aufgenommen, wo der Experimentator des Säuglings Aufmerksamkeit auf Bilder gerichtet und über die Bilder gesprochen. Der gemeinsame Aufmerksamkeit Zustand beinhaltet somit drei Arten von sozialem Eingang: Face-to-Face-Interaktion, Spracheingabe und die hinzugefügte Komponente gemeinsamen Aufmerksamkeit. Daher unterscheiden sich die nonsocial und gemeinsame Aufmerksamkeit Bedingungen auf drei Dimensionen (face-to-face-Interaktion, Spracheingabe und das Vorhandensein gemeinsamer Aufmerksamkeit). Somit kann jede differenzen in EEG-Leistung zwischen den nonsocial und gemeinsame Aufmerksamkeit Bedingungen könnte auf eine dieser drei Eingänge sozialen zurückzuführen sein. Daher wurden 2 zusätzliche Bedingungen enthalten neben aufzuziehen, welcher Aspekt der sozialen Eingangs irgendwelche beobachteten Unterschiede in der Aktivität zwischen den neuralen nonsocial und gemeinsame Aufmerksamkeit Bedingungen erläutert. Um die Wirkung der Sprache, eine spricht einzige Bedingung zu beurteilen wurde einbezogen, bei denen das Kind könnte den Experimentator Kommentar auf den Bildern auf dem Computer hört, kann aber nicht den Experimentator sehen. Wenn also EEG-Strom während der gemeinsamen Aufmerksamkeit und sprechen nur Bedingungen im Vergleich zum nonsocial Zustand ähnlich war, konnte dieser Effekt auf der Sprache zurückzuführen. Schließlich kann die Wirkung der face-to-face-Interaktion zu bewerten, eine soziale Eingriffsbedingung aufgenommen wurde, wo der Experimentator face-to-face war mit dem Säugling und bedingt mit dem Säugling in Eingriff. Wenn EEG-Leistung war ähnlich bei der gemeinsamen Aufmerksamkeit und soziale Engagement Bedingungen im Vergleich zum nonsocial Zustand, der Unterschied zwischen der gemeinsamen Aufmerksamkeit und nonsocial Bedingungen könnte Interaktion von Angesicht zu Angesicht zurückgeführt werden. Wenn die Differenz zwischen der gemeinsamen Aufmerksamkeit und nonsocial Bedingungen nicht durch die Sprach nur und soziales Engagement Bedingungen erklärt wurde, würde dies nahe legen, dass das Vorhandensein gemeinsamer Aufmerksamkeit speziell zu erklären war es, Unterschiede in EEG-Strom. Dieses Paradigma wurde mit 12 Monate alten Säuglingen gesteuert, da dies ein Alter ist , wenn die Kapazität für die gemeinsame Aufmerksamkeit 12 gut etabliert. Darüber hinaus ist die gemeinsame Aufmerksamkeit während dieser Zeit besonders wichtig für die Sprachentwicklung im 2.en Lebensjahr 13, 14, so neuronale Aktivierung war in diesem Zusammenhang von besonderem Interesse in diesem Alter.

Das Paradigma ist für Kinder das Interesse aufrecht zu erhalten und gleichzeitig sicherzustellen, dass die Bedingungen standardisiert sind und nur in der Art der soc abweichenial-Eingang. Jede der vier Bedingungen wird noch einmal wiederholt für insgesamt acht Blöcke, die abwechselnd zwischen Experimentator vorhanden ist (gemeinsame Aufmerksamkeit und soziale Eingriffsverhältnisse) zu sein oder nicht vorhanden (nonsocial und sprechen nur Bedingungen). Zur Aufrechterhaltung der Konsistenz, Fotos von Objekten in allen Bedingungen dargestellt und die gleichen Äußerungen über Blöcke verwendet. Während jedem Block 10 Fotografien von nonsocial Objekte erscheinen nacheinander auf Computerbildschirmen. Es gibt 10 Kategorien von Objekten (zB Blume, Handschuh) und vier Farben der einzelnen Objekte. Somit über Blöcke unterschiedlicher die gleichen 10 Kategorien von Objekten werden in jedem Block mit der Farbe der Objekte vorgestellt. Die Stimuli wurden als interessant für die Kinder ausgewählt. Während der gelenk Aufmerksamkeit und sprechen nur Bedingungen, macht der Experimentator eine Skript Äußerung als jedes Objekt auf dem Bildschirm erscheint. Es gibt 10 bestimmte Äußerungen (mit festgelegten Richtungen nach links oder rechts Computer-Bildschirm in der Verbindung-zu-PunktAufmerksamkeit Zustand). Äusserungen sind die gleiche für die gemeinsame Aufmerksamkeit und sprechen nur Bedingungen, aber in einer variablen Reihenfolge sollen infant Interesse zu erhalten und bestimmte Gruppen von Objekt mit bestimmten Äußerungen Assoziieren zu verhindern. Die Reihenfolge von Äußerungen ist das gleiche für den ersten gemeinsamen Aufmerksamkeit Block und ersten Sprache-only-Block. Die Reihenfolge ändert sich dann für die zweite gemeinsame Aufmerksamkeit und sprach nur Blöcke. Schließlich ändert sich die Richtung des Zeige für jeden Block gemeinsame Aufmerksamkeit und ist pseudo-randomisiert, so dass Kinder nicht die Richtung antizipieren.

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Protocol

Alle Verfahren wurden von der Boston University Institutional Review Board (IRB) genehmigt.

1. Recruitment

  1. Identifizieren Sie potenzielle Teilnehmer durch Teilnehmer-Datenbanken (falls vorhanden), durch öffentlich zugängliche Zustand Geburtsurkunden, durch Online-Werbung und durch face-to-face-Rekrutierungsveranstaltungen.
  2. Rufen Sie potenzielle Teilnehmer und laden sie ein, an der Studie teilzunehmen.
    1. Erklären Sie, dass die Studie auf soziale Erfahrungen sucht und wie sie auf die Entwicklung des Gehirns betreffen.
    2. Erklären Sie, dass ein Besuch EEG beinhalten würde mit einem Maß für die kindliche Gehirnaktivität bekommen eine dehnbare Kappe aus weichen Schwämmen verwendet wird. Erklären Sie, dass das Kind auf den Eltern Schoß sitzen würde, während du die Bilder auf einem Computer-Monitor zu suchen und zu spielen peekaboo mit einem Experimentator, und dass dies ermöglicht die Gehirnaktivität zu sehen.
    3. Erklären Sie, wie lange der Besuch dauert und dass ein Besuch geplant werden kann, wenn am meisten convenient für die Eltern, basierend auf dem Zeitplan des Säuglings. Bereitstellung von Informationen über Transportmöglichkeiten (zB ob es freie Parkplätze oder die Kosten für öffentliche Verkehrsmittel ist) und über Entschädigung (falls vorhanden) bereitgestellt.

2. Laufen Sie einen Besuch

HINWEIS: Planen Sie den Besuch für eine Zeit, wenn das Kind wach und gut ausgeruht sein. Haben zwei Experimentatoren zur Verfügung. Die Führung Experimentator die Netto-Anwendung tun und die Bedingungen während der EEG-Aufzeichnung verwalten. Der zweite Experimentator wird mit einem Netto-Anwendung helfen, steuert die EEG-Aufzeichnung und Stimuluspräsentation Computer und die Roh-EEG-Überwachung, wie es aufgezeichnet wird.

  1. Labor eingerichtet
    1. Aufzeichnung des EEG in einer elektrisch abgeschirmten Kabine, wenn möglich, eine Interferenz mit dem EEG-Signal zu verhindern.
    2. In der Kabine, legt zwei benachbarten Computer-Monitore (Mess 14,5 x 12 Zoll) auf einem Tisch. Legen Sie die Monitore 18 inches auseinander. Platzieren einen Stuhl (wo die Eltern-Säuglings wird SIT) 24 Zoll von dem Tisch und mit Blick auf den Computermonitoren. Lassen Sie mindestens 24 Zoll zwischen dem Tisch und der Rückwand der Kabine (so kann der Experimentator hinter dem Tisch steht, um das Kleinkind zugewandt ist). Stellen Sie sicher, dass der Stuhl und Tisch auf einer Höhe ist, so dass der Computer-Monitore auf dem Kind der Augenhöhe ist.
    3. Positionieren zwei Lautsprecher auf dem Boden auf beiden Seiten des Tisches, auf den Stuhl gerichtet, wo die Eltern-Säugling sitzen werden.
    4. Positionieren Sie eine Stativ Videokamera unter dem Tisch und nach oben, so dass das Gesicht des Säuglings in klarer Sicht ist.
    5. einen undurchsichtigen Vorhang unmittelbar hinter dem Tisch hängt für den Experimentator hinter steht aus dem kindlichen Sicht während der nonsocial und sprechen nur Bedingungen versteckt werden.
    6. Legen Sie eine Rassel, ein kleines Stofftier und Getreide in der Kabine. Verwenden Sie die gleiche Rassel und Tier für alle Teilnehmer.
  2. Mit Genugtuung über die family
    1. Bei der Ankunft, bietet die Möglichkeit, die Eltern zu ernähren und das Kind zu ändern, bevor begonnen wird.
    2. Erhalten Sie informierte Zustimmung der Eltern.
    3. Erklären Sie das EEG und Paradigma.
      1. Erklären Sie, dass EEG ein Netz aus weichen Schwämmen gemacht beinhaltet, die in warmem Wasser getränkt werden, die Gehirnaktivität misst. Erklären Sie, dass das EEG-Netz nichts emittiert, sondern misst nur die elektrische Aktivität der Neuronen im Gehirn freigesetzt, miteinander zu kommunizieren.
      2. Sagen Sie den Elternteil, der das Kind auf Bilder auf einem Bildschirm schauen und mit dem Experimentator in Wechselwirkung treten.
      3. Erklären Sie, dass manchmal der Experimentator hinter dem Vorhang sein, aus dem Blick verborgen. Betonen Sie, dass es wichtig ist, für die Eltern nicht sozial zu sein mit dem Kind, wie auf das Kind zu sprechen oder zu machen face-to-face-Kontakt.
      4. Erklären Sie, dass 20 Minuten eine lange Zeit sein kann , und dass , wenn das Kind sich langweilt oder pingelig, kann die Eltern geben ihm ein Spielzeug (zB die Rassel oder gefüllte aniMAL) oder Getreide.
    4. Erklären Sie die Netto-Bewerbungsverfahren an die Mutter.
      1. Informieren Sie die Eltern, dass das EEG-Netz wie eine Badekappe ist und dass Kinder normalerweise keine Hüte mögen.
        HINWEIS: Wenn der Experimentator auf das Netz setzt, werden die meisten Kinder Aufheben und versuchen, das Netz weg zu ziehen. Sagen Sie den Eltern keine Sorgen machen und betonen, dass dies normal und Säuglinge normalerweise gewöhnen an das Netz, hör auf zu weinen und beruhigen schnell.
      2. Erklären Sie den Eltern, die ihre Hilfe wichtig ist, um sicherzustellen, dass das Kind nicht auf dem Netz nicht ziehen und, wenn das Kind die Arme bewegt sich nach oben in Richtung der Spitze, um sanft ihre Arme nach unten drücken und weg von dem Netz.
      3. Erklären Sie, dass der Experimentator bei setzen das Netz auf schnell sehr geübt. Erklären Sie, dass der zweite Experimentator das Kind während der Netto-Anwendung ablenken das Rattern und Kuscheltier verwenden.
      4. Fragen Sie die Eltern, wenn sie ein Bild von ihrem Kind das Tragen des EEG Netz genommen möchte h nehmenome.
      5. Informieren Sie die Eltern, dass es möglicherweise schwache Druckstellen, die auf dem Säugling den Kopf wie kleine Kreise aussehen, wenn das Netz entfernt wird, sondern dass sie schnell verblassen. Auch erwähnen, dass das Haar des Säuglings leicht feucht sein.
        HINWEIS: Für diese Studie wurden Eltern $ 40 kompensiert.
  3. Net-Anwendung
    1. Misst den Kopf des Säuglings in cm an der breitesten Stelle eines weichen Maßband. Wählen Sie die entsprechende Größe EEG Netz.
    2. Mikrowellen eine Elektrolytlösung (6 cc Kaliumchlorid (KCl) / L destilliertem Wasser) für 3 min. Fügen Sie einen Teelöffel Baby-Shampoo.
    3. Genießen Sie das richtige große hohe Dichte Netz (diese Studie verwendete einen 128-lead net, ein 64-lead Netz geeignet ist) für 10 min in der erwärmten Elektrolytlösung. Dadurch wird ein elektrischer Kontakt zwischen der Kopfhaut und Elektroden erleichtern.
    4. Füllen Sie Pipetten mit der Elektrolytlösung und in der Kabine setzen.
    5. Verwenden Sie ein Handtuch um überschüssiges Wasser zu klopfen ausaus dem Netz Überbrückung zu verhindern. Tragen Sie das Netz auf das Handtuch und zeigen den Eltern das Netz. Haben die Eltern das Netz berühren (bei Interesse).
    6. Haben die Eltern auf dem Stuhl in der Kabine mit dem Kind auf dem Schoß sitzen.
      1. Erinnern Sie den Elternteil, der das Kind aufregen kann und dass dies normal ist. Erinnern, das Elternteil, das der zweite Experimentator das Kleinkind mit dem Rattern ablenkt und Stofftier. Erinnern Sie die Eltern das Kind zu halten berühren oder auf dem Netz ziehen. Erinnern, das Elternteil nicht in der sozialen Interaktion mit dem Kind während der EEG-Aufzeichnung zu engagieren.
    7. Legen Sie beiden Hände in dem Netz, sanft das Netz strecken und es zu senken, so dass es über den Kopf des Säuglings paßt. Platzieren Sie die Cz-Elektrode auf dem Scheitel des Kopfes. Halten Sie beide Hände in das Netz während der Positionierung.
    8. Wenn das Netz auf dem kindlichen Kopf positioniert ist, entfernen Sie die Hände aus dem Innern des Netz und ziehen Sie die Kinnriemen, so dass das Netz sicher. Überprüfen Sie das Netz für cie ordnungsgemäße Positionierung und Anpassungen vornehmen, falls erforderlich.
    9. Messung der Elektrodenimpedanz mit Hilfe der EEG-Aufnahme-Software (jede Elektrode soll unter 50 kOhm, wird, wenn ein hohes Impedanz-System). Verwaltet die Elektrolytlösung der Pipetten unter Verwendung von ein paar Tropfen auf die Elektroden mit schlechten Kontakt zu drücken. Wenn nötig, bewegen sanft die Haare des Kindes, so dass die Elektroden in einen besseren Kontakt mit der Kopfhaut sind.
    10. Sobald Impedanz auf einem akzeptablen Niveau ist, um die Impedanz Informationen zu speichern.
  4. EEG-Aufnahme
    1. Aufnahmeparameter
      1. Aufzeichnungsdaten gemäß Herstellervorgaben. Dargestellten Daten wurden von allen Kanälen bei 500 Hz abgetastet.
    2. Stimuli Präsentation
      1. Stellt eine Serie von 10 Farbbildern von Objekten auf den Computermonitoren für 13,0 bis 14,5 s, mit variablen Abständen interstimulus (0,5-2,0 s). Zeigen Sie das gleiche Foto auf beiden Bildschirmen. Präsentieren Sie die Fotos als similar Größen in der Mitte der Bildschirm (siehe Zusatzmaterialien für die Liste der Stimuli in jedem Block und Stimuli-Dateien).
        HINWEIS: Ein subtiler und kurzer Klickgeräusch macht den Experimentator Beginn auf Reiz. Die Fotografien sind gemeinsamer nonsocial Objekte (zB Blumen, Handschuh) und die gleichen 10 Kategorien von Objekten werden in Blöcken wiederholt. Die einzelnen Objekte innerhalb einer Kategorie unterscheiden sich in der Farbe. Deren Verteilung auf die Blöcke wird ausgeglichen und die gleichen Farben in jedem Block dargestellt Konsistenz zu erhalten in der Betrachtungserlebnis des Kindes (Abbildung 1 beispielsweise sehen).
    3. Bedingungen
      1. Gehen Sie in die Kabine hinter den Computerbildschirmen und Tisch und dem Kind gegenüber.
      2. Öffnen Sie den Vorhang während der gemeinsamen Aufmerksamkeit und soziales Engagement Bedingungen, so dass das Kind den Experimentator sehen. Schließen Sie den Vorhang so der Experimentator aus der kindlichen Sicht während des nonsocial verborgen ist und language-only Bedingungen.
    4. Administrieren vier Bedingungen: nonsocial, gemeinsame Aufmerksamkeit, soziales Engagement und spricht nur. Präsentieren Sie jede Bedingung zweimal für insgesamt acht Blöcke. Administrieren jeden Block für 2,5 min infant Aufmerksamkeit beizubehalten.
      1. Verwalten Sie die Blöcke in der folgenden Reihenfolge: soziales Engagement, nonsocial, gemeinsame Aufmerksamkeit, spricht nur, gemeinsame Aufmerksamkeit, nonsocial, soziales Engagement und spricht nur. Präsentieren Sie einen weißen Bildschirm auf den Computern und einen Glockenton benutzen Sie den Experimentator zu alarmieren, um den nächsten Block zu starten.
        1. Für die soziale Engagement, lehnt auf dem Tisch zwischen den Computermonitoren. Seien Sie von Angesicht zu Angesicht mit dem Säugling. Pflegen Sie die Aufmerksamkeit des Kindes, so dass das Kind konzentriert sich nicht auf den Bildschirmen (als identische Objekte erscheinen fortgesetzt). Schauen Sie nur auf das Kind den ganzen Zustand. schauen oder Punkt nicht auf den Bildschirmen.
          HINWEIS: Wenn die Säuglinge Punkte auf den Bildern, versuchen die Aufmerksamkeit b des Kindes zu ziehenack, aber nicht folgt dem Blick des Kindes. dass die gemeinsame Aufmerksamkeit gewährleisten ist nicht vorhanden. Haben einen positiven Einfluss und reagieren kontingent. In jedem Block Kinderlieder mit Handbewegungen singen, (zB Itsy Bitsy Spider, die Räder auf dem Bus) und Peek-a-boo spielen. Passen Sie nach Bedarf des Säuglings Interesse aufrecht zu erhalten. Pflegen Sie positiv über den Block beeinflussen.
        2. Für den nonsocial Zustand, geht hinter dem Vorhang (von dem Säuglinge nicht sichtbar werden). Bleiben Sie im gesamten Zustand still.
        3. Für die gemeinsame Aufmerksamkeit erhalten, lehnen auf dem Tisch zwischen den Computermonitoren und sein Angesicht zu Angesicht mit dem Säuglinge. Richten Sie die Aufmerksamkeit des Kindes auf die Bilder auf den Monitoren und kommentiert die Bilder. Folgen Sie den angegebenen Skript von Äußerungen und zeigen Richtungen für jeden Versuch , wie in Tabelle 1 beschrieben. Siehe Tabelle 1 für die Liste der Blöcke und bestimmter Äußerungen für jeden Versuch.
          1. Zu Beginn eines jeden trial, Blickkontakt mit dem Kind und weiterhin Gebote für die Aufmerksamkeit des Kindes, bis das Kind aussieht. Drehen in einer vorgegebenen Richtung (links oder rechts), Blick auf dem entsprechenden Bildschirm, und zeigen Sie auf das Bild, während gleichzeitig die spezifische Äußerung für jeden Versuch zu sagen.
          2. Schauen Sie sich das Kind zurück und weiter nach alternativem Blick zwischen dem Bild und das Gesicht des Kindes, bis der Prozess beendet ist.
        4. gehen Sie für die Sprach einzige Bedingung, hinter dem Vorhang und kommentieren die Bilder auf den Computer-Bildschirmen. Folgen Sie den angegebenen Äußerungen in Tabelle 1 aufgeführten für jeden Versuch (Tabelle 1; Sprache geschützt). Verwenden Sie den gleichen Ton wie in der gemeinsamen Aufmerksamkeit erhalten.

Abbildung 1
Abbildung 1: Beispiel eines nonsocial Gegenstand. Die Art des Objekts (Blume) ter gleiche über Blöcke, sondern variiert in Farbe. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

10. Hey, schau mal hier vorbei! Ist das nicht ein dummes Bild? (R)
1. Soziales Engagement (Vorhang offen): die Aufmerksamkeit des Kindes pflegen. Sprechen Sie herzlich auf das Kind und reagieren kontingent. Strategien umfassen interaktive Kinderlieder mit Gesten wie die klitzekleinen Spinne und die Räder auf dem Bus.
2. nonsocial (Vorhang geschlossen): ruhig bleiben.
3. Gemeinsame Aufmerksamkeit (Vorhang offen)
R = Blick auf dem rechten Bildschirm; L = Blick auf dem linken Bildschirm. Gibt an, dass sein Recht auf den Experimentator.
1. Schauen Sie sich die kühle Bild hier! Hältst du es auch ein cooles Bild ist? (R)
2. ichdieses Bild wirklich mögen hier. Was denken Sie? (L)
3. Hallo, schauen wir uns beide auf diesem Bildschirm zusammen! Können Sie das Bild sehen zu Ich zeige? (L)
4. Wow, ist das Bild wirklich toll! Haben Sie wie auf dem Bild? (R)
5. Hey, schau mal hier vorbei! Ist das nicht ein dummes Bild? (L)
6. Betrachten Sie das kühle Bild hier! Hältst du es auch ein cooles Bild ist? (R)
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8. Hallo, schaut sie sich beide auf diesem Bildschirm zusammen! Können Sie das Bild sehen zu Ich zeige? (R)
9. Wow, ist das Bild wirklich toll! Haben Sie wie auf dem Bild? (L)
4. Sprache-only (Vorhang geschlossen)
1. Schauen Sie sich die kühle Bild hier! Hältst du es auch ein cooles Bild ist?
2. Ich mag dieses Bild wirklich hier vorbei. Was denken Sie?
3. Hallo, schauen wir uns beide auf diesem Bildschirm zusammen! Können Sie das Bild sehen zu Ich zeige?
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8. Hallo, schaut sie sich beide auf diesem Bildschirm zusammen! Können Sie das Bild sehen zu Ich zeige?
9. Wow, ist das Bild wirklich toll! Haben Sie wie auf dem Bild?
10. Hey, schau mal hier vorbei! Ist das nicht ein dummes Bild?
5. Gemeinsame Aufmerksamkeit (curtain offen)
1. Wow, ist das Bild wirklich toll! Haben Sie wie auf dem Bild? (L)
2. Hey, schau mal hier vorbei! Ist das nicht ein dummes Bild? (R)
3. Hallo, schauen wir uns beide auf diesem Bildschirm zusammen! Können Sie das Bild sehen zu Ich zeige? (L)
4. Ich mag dieses Bild wirklich hier vorbei. Was denken Sie? (R)
5. Betrachten Sie das kühle Bild hier! Hältst du es auch ein cooles Bild ist? (R)
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7. Hey, schau mal hier vorbei! Ist das nicht ein dummes Bild? (L)
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10. Betrachten Sie das kühle Bild hier! Hältst du es auch ein cooles Bild ist? (R)
6. nonsocial (Vorhang geschlossen): ruhig bleiben.
7. Soziales Engagement (curtain offen): die Aufmerksamkeit des Kindes beibehalten. Sprechen Sie herzlich auf das Kind und reagieren kontingent. Strategies ist interaktive Kinderlieder mit Gesten wie die klitzekleinen Spinne und die Räder auf dem Bus.
8. Sprache-only (Vorhang geschlossen)
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Tabelle 1: Reihenfolge der Blöcke und Script.

  1. Aufräumen
    1. Im Anschluss an EEG-Aufzeichnung, entfernen Sie das Netz vom Kopf des Säuglings.
    2. Desinfizieren Sie das Netz nach dem Protokoll des Herstellers.
    3. Speichern Sie die EEG-Aufnahmedatei. In diesem Paradigma wird die EEG-Aufnahmedatei automatisch gespeichert, wenn das Programm automatisch am Ende des Paradigmas schließt.
  2. EEG-Datenverarbeitung 15, 16
    1. Notch-Filter die rohen EEG-Daten bei 60 Hz und einen Hochpassfilter von 0,1 Hz an.
    2. Segment der Rohdaten in kürzere Länge Epochen.
      Hinweis: Dieses Paradigma der Daten in 30 s Epochen segmentierte, wie das Ziel, das Kind EEG-Leistung während verschiedenen Zustände des Eingriffs zu beurteilen war. Wenn zu viel Datenverlust ist ein Anliegen, kürzere Epochen wie von 1 bis 3 s verwendet werden könnten.
    3. Führen Artefaktunterdrückung auf jeder Epoche. Ausschließen Elektroden von jeder Epoche, wenn die Wurzel Quadrat der EEG Spannungsdaten bedeuten überschritten 175 & mgr; V, oder wenn der Verstärker jederzeit innerhalb der Epoche gesättigt. Ablehnen Epochen mit> 20 ausgeschlossen Elektroden von weiteren Analysen. Re VERWEIS das EEG auf den mittleren Bezug der verbleibenden Elektroden.
    4. Verwenden einer Fourier-Transformation zu berechnen EEG-Leistung für jede Elektrode in jeder Epoche für die ausgewählten Frequenzbänder. Compute EEG Leistungsmittelwerte für die Regionen von Interesse. durchschnittliche gutEpochen durchschnittliche Leistungswerte für jeden Zustand, Region und Frequenzband zu ergeben. Log-Transformation Leistungswerte den natürlichen Logarithmus verwendet wird.
      HINWEIS: Für Säuglinge nutzbare EEG-Daten in einem bestimmten Zustand zu haben, müssen sie mindestens eine nutzbares 30 s Datenepoche in diesem Zustand haben. Dieses Protokoll wurde unter Verwendung eines hochdichten EEG - System mit Flüssigsalzlösung basierend Elektroden (siehe Tabelle Materials) entwickelt. Andere EEG-Systeme sind geeignet, aber konkrete Schritte variieren.
  3. Codierung von Säuglings Looking Behavior 16
    1. Verwenden Verhaltens Codierung Software mit der Fähigkeit , Videos Frame-by-Frame zu codieren (jede 30. Sekunde). In Codes zur Videodatei jeden Kind zu markieren , wenn jeder Block beginnt (zB den Glockenklang verwenden , die Satzübergänge in dem Paradigma angibt).
      HINWEIS: Für die gemeinsame Aufmerksamkeit Blöcke, die zu Beginn jeden Versuchs markiert (mit dem Versuch Beginn Sound, der in dem Paradigma ist) und die direction, dass der Experimentator Punkte (links oder rechts, um das Skript benutzen, die den Experimentator Punkte bei jedem Versuch welche Richtung skizziert).
    2. Code für Säuglinge während des sozialen Engagements und die gemeinsamen Aufmerksamkeit Bedingungen aussehen.
      HINWEIS: Zum Beispiel in dieser Studie einige der Codes (oder Ereignisse) enthielten: „Kind am linken Bildschirm schauen“ „Kind auf dem rechten Bildschirm suchen“, „Kind an dem Experimentator suchen“, „Kind an Eltern Gesicht “,‚Kind sucht anderswo‘(zB wenn Säugling sucht irgendwo anders als die Bildschirme, Experimentator, oder Eltern) und‚fehlenden‘(wenn das Kind aus der Kamera - Ansicht war). Zug-Codierern einen Zuverlässigkeitsschwelle von 0,80 kappa und Doppelcode 20% des Videos Interraterreliabilität zu beurteilen. Verwenden Sie Software-Codierung, das Ausmaß zu beurteilen, in welchem ​​die beiden Programmierer das gleiche suche Verhalten mit den gleichen Dauern codieren. Verwenden, um ein Toleranzfenster von einer Sekunde, so dass ein Auftreten oder Offset vonsuchen Verhaltensweisen innerhalb einer Sekunde voneinander wird als eine Vereinbarung erzielt.
    3. Quantifizieren Säugling sucht Verhalten im sozialen Engagement Zustand.
      1. Aus der Gesamtzeit der sozialen Eingriffsblöcke, berechne den Prozentsatz der Zeit, das Kleinkind auf dem Experimentator sah (Zeit an der Experimentator / Gesamtzeit der sozialen Eingriffsblöcke x 100 suchen). Diese Variable Indizes das Ausmaß, in dem das Kleinkind zu dem Experimentator besucht, also in dem sozialen Eingriffszustand eingreift, wie beabsichtigt.
    4. Quantifizieren Säugling suchen Verhalten in der gemeinsamen Aufmerksamkeit Zustand.
      1. Beurteilen Sie den Prozentsatz der Zeit, das Kind des Experimentators Punkt und Blick folgte.
        1. Wählen Sie die Zeit in Sekunden des Videos, wenn der Experimentator links spitz. Innerhalb dieses Zeitfensters, berechnen die Zeit der Säugling auf der linken Bildschirmseite und dem rechten Bildschirm sah. Als nächstes wird die Zeit wählen, wenn der Experimentator Recht darauf und die Zeit berechnen, dieSäugling sah auf dem linken Bildschirm und den rechten Bildschirm.
        2. Summieren der Zeit das Kind auf dem richtigen Bildschirm sah (dh die Zeit , als wiese der Experimentator und das Kind sah auf dem linken Bildschirm und die Zeit , wenn der Experimentator Recht und das Kind sah auf dem rechten Bildschirm zeigte).
        3. Summieren der Zeit das Kind auf dem falschen Bildschirm sah (dh die Zeit , als wiese der Experimentator und das Kind sah auf dem rechten Bildschirm und die Zeit , wenn der Experimentator Recht und das Kind sah auf dem linken Bildschirm zeigte).
        4. Berechnen Sie den Prozentsatz der Zeit, die das Kind auf dem richtigen Bildschirm sah und der falsche Bildschirm, aus der Gesamt suchen Zeit für die gemeinsame Aufmerksamkeit Blöcke. Diese Variable Indizes das Ausmaß, in dem das Kind folgte genau die Gebote des Experimentators für gemeinsame Aufmerksamkeit.
      2. Berechne den Prozentsatz der Zeit, aus den gemeinsamen Aufmerksamkeit Blöcken, die das Kleinkind auf der e sahxperimenter.
      3. Summe den Prozentsatz der Zeit an der richtigen Bildschirm und der Experimentator das Kind suchen verbracht. Diese Variable indexiert den Umfang der in Eingriff gemeinsame Aufmerksamkeit Säugling, welche.

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Representative Results

Infant Looking Behavior

Repräsentative Ergebnisse sind von 73 x 12 Monate alten Säuglingen 12. Die Bedingungen waren wirksam bei 16 Säuglingen aussehendes Verhalten zu ändern. Im sozialen Engagement Zustand, Kinder die meiste Zeit damit verbracht, den Experimentator suchen, wie vorgesehen (im Durchschnitt 60,06% der Zeit während des sozialen Engagements Zustand). jedes Kind schaute auf dem Experimentator mehr als 50% der Zeit weiter. In der gemeinsamen Aufmerksamkeit erhalten, gefolgt Säuglinge genau den Blick des Experimentators und zeigt: Kleinkinder verbrachten mehr 2,88 mal auf dem richtigen Bildschirm, wo der Experimentator im Vergleich zu dem falschen Bildschirm gezeigt hatte. Kleinkinder verbrachten auch die Mehrheit der Zeit in gemeinsamer Aufmerksamkeit eingreifen, wenn die Menge an Zeit definiert, sowohl auf dem Experimentator suchen und den richtigen Bildschirm (durchschnittlich 67,93%, für more Einzelheiten finden Sie Original - Artikel 16). Das Paradigma war auch wirksam bei der Aufrechterhaltung des Säugling Interesse bei Säuglingen unterschiedlicher Temperamente. Insbesondere gab es keine Beziehungen zwischen infant Temperament als 17 mit einer übergeordneten Bericht Maßnahme beurteilt , und die Menge an nutzbaren EEG - Daten für jede Bedingung. Dies zeigt, dass das Paradigma in Abhängigkeit von individuellen Unterschieden im Temperament nicht vorgespannt ist, unterschiedliche Mengen an nutzbaren EEG-Daten zu erhalten.

EEG-Datenanalyse-Strategie

Wiederholte Messungen Varianzanalysen (ANOVA) mit Zustand und Region wiederholter Messungen und Post-hoc-Vergleichen mit Bonferroni Korrekturen in der vorliegenden Studie verwendet wurden. Allerdings gemischte Modellierung ist ebenfalls geeignet. In dem Anfangsmodell wurden die gemeinsame Aufmerksamkeit und nonsocial Bedingungen enthalten, da sie auf mehrere Dimensionen unterscheiden: joint attention umfasst Sprache, face-to-face-Interaktion, und das Vorhandensein der gemeinsamen Aufmerksamkeit während der nonsocial Zustand keine dieser Eingänge hat. Separate Modelle wurden für jedes Frequenzband verwendet. Jedes Mal, wenn Bedingung Hauptwirkungen oder Wechselwirkungen mit der Bedingung in diesem ersten Modell beobachtet wurden, wurde das Modell zweimal wiederholt: einmal Hinzufügen der Sprache nur für Zustand und ein zweites Mal der sozialen Engagement Bedingung hinzugefügt wird. Dies ist, um zu bestimmen, welche Dimensionen des sozialen Eingangs die Differenz in EEG-Leistung zwischen der gemeinsamen Aufmerksamkeit und nonsocial Bedingungen erklären. Einschließlich der spricht einzige Bedingung in dem Modell ist zu beurteilen, ob die Eingabesprache ein, den Unterschied in EEG-Strom zwischen der gemeinsamen Aufmerksamkeit und nonsocial Bedingungen erklärt. Wenn EEG Leistung sowohl in der Sprache nur für gemeinsame Aufmerksamkeit und Bedingungen aus dem nonsocial Zustand abweicht, legt dies nahe, dass der Unterschied zwischen der gemeinsamen Aufmerksamkeit und nonsocial Bedingungen teilweise durch die neuronale Verarbeitung von langu erklärtAlterseingabe. Einschließlich der Sozialeingriffszustand in dem Modell ist, zu prüfen, ob face-to-face-Interaktion den Unterschied in der EEG-Leistung zwischen der gemeinsamen Aufmerksamkeit und nonsocial Bedingungen erklärt. Wenn die Stromversorgung EEG sowohl im sozialen Engagement und gemeinsame Aufmerksamkeit Bedingungen vom nonsocial Zustand unterscheidet, bedeutet dies, dass face-to-face-Interaktion die Differenz zwischen der gemeinsamen Aufmerksamkeit und nonsocial Bedingungen erklären.

EEG-Strom

Säuglings EEG Leistung (sowohl insgesamt als auch in den Regionen) durch die Bedingung in dem erwarteten Muster variiert 16, die präsentiert Paradigma zu validieren. 6 Hz und 6 - - 9 Hz Frequenzbänder, die in infant Forschung weit verbreitet ist 6, 18, 19, 20 Infant EEG - Leistung wurde in 4 beurteilt. Bei Säuglingen, dieseFrequenzbänder sind gedacht , um langsame Welle Hirnaktivität zu reflektieren, so niedrige Leistung in diesen Frequenzbändern zu Index größer neuralen Aktivierung 6 angenommen wird, 18, 19, 21, 22. Säuglings 4 - 6 Hz und 6 - 9 Hz Leistung wurde in frontalen, temporalen und parietalen Regionen, bewertet auf der Grundlage der vorgeschlagenen Beteiligung dieser Regionen für die soziale Interaktion 6, 23, 24, 25, 26, 27. Die Menge der nutzbaren Daten Zustand variiert. Im Durchschnitt hatten Säuglinge 78,08 s nutzbarer Daten im nonsocial Zustand; 82.60 s nutzbarer Daten in der spricht einzige Bedingung; 125,75 s nutzbarer Daten in dem gemeinsamen Aufmerksamkeit Zustand; und 118,36 s nutzbarer Daten im sozialen engagement Zustand. Die Menge der nutzbaren Daten in jedem Zustand war in keinem Zusammenhang mit Säuglinge EEG-Leistung.

Die Ergebnisse waren ähnlich für jedes Frequenzband 16. Gemeinsame Aufmerksamkeit und die nonsocial Bedingungen wurden in dem ursprünglichen Modell enthalten. Macht niedriger war in der gemeinsamen Aufmerksamkeit Zustand im Vergleich zum nonsocial Zustand sowohl insgesamt als auch in den einzelnen Regionen. Daher wurden die sprechen nur und soziale Bedingungen Eingriff zum Modell hinzugefügt auseinander aufzuzuziehen , ob die Sprache-Eingabe und face-to-face - Wechselwirkung wurden zwischen der gemeinsamen Aufmerksamkeit und nonsocial Bedingungen an die Leistungsdifferenz beitragen (siehe 2 und 3). Die frontalen Regionen sind in Orientieren beteiligt und Verschieben Aufmerksamkeit 24, 27 und Energie von frontalen Kopfbereichen aufgezeichnet am niedrigsten war, grösser Aktivierungs Indexieren in dem gemeinsamen Aufmerksamkeit Zustand im Vergleich zu den anderen Bedingungen. Dies steht im Einklang mit den Anforderungen in dem gemeinsamen Aufmerksamkeit Zustand (für die Ergebnisse in der einzelnen Regionen und Bedingungen siehe Abbildungen 4 und 5) und zeigt , dass Spracheingabe und face-to-face - Interaktion nicht den Unterschied in frontaler Kopfhaut Macht zwischen dem erklärt gemeinsame Aufmerksamkeit und nonsocial Bedingungen. Die zeitlichen Regionen spielen eine Rolle bei der Gesichtsverarbeitung 26 und Energie von zeitlicher Kopfhaut Bereichen aufgezeichnet niedrigsten waren, Indexieren größer Aktivierung in beiden Bedingungen mit face-to-face sozialer Interaktion (gemeinsamer Aufmerksamkeit und sozialem Engagement) gegenüber dem nonsocial Zustand. Dies zeigt, dass der Unterschied in der neuronalen Verarbeitung zwischen der gemeinsamen Aufmerksamkeit und nonsocial Bedingungen im Schläfenbereich der Kopfhaut zurückgeführt werden kann zu Angesicht zu Angesicht Interaktion. Parietale Regionen sind in räumlichen Orientierung beteiligt und den Blick folgend 6,xref "> 23, 25, 26, Forderungen , die an die gemeinsame Aufmerksamkeit Zustand einzigartig waren wie das Kind auf den Experimentator Gebote für Aufmerksamkeit zu reagieren hatte. Dementsprechend Leistung von parietalen Kopfhaut Regionen aufgezeichnet war geringer, die Indizierung größer neuronale Aktivierung im Gelenk Aufmerksamkeit Zustand im Vergleich zu allen anderen Bedingungen So Spracheingabe und face-to-face-Interaktion nicht den Unterschied in parietalen Kopfhaut Macht zwischen der gemeinsamen Aufmerksamkeit und nonsocial Bedingungen erklären die Leistungswerte (transformiert den natürlichen Logarithmus verwendet wird) von 7,21 lag.. - 7,71 in 4 - 6 Hz und 6,32-6,71 in . 6 -. 9 Hz Dies sind konsistent mit früheren Untersuchungen , die das gleiche EEG - Aufzeichnungssystem und vergleichbare Verarbeitungsparameter 28 jedoch verwendet werden, Leistungs EEG - Wert basiert auf Faktoren , wie das EEG System variiert verwendet und die Wahl der Parameter Referenz und Artefakt.


Abbildung 2. Mittlere 4 - 6 Hz Leistung in jedem Zustand. In dieser Stichprobe von 12 Monate alten Säuglingen, 4 - 6 Hz Leistung war in der gemeinsamen Aufmerksamkeit Zustand niedriger, Indizieren größere neuronale Aktivierung im Vergleich zu allen anderen Bedingungen. Dies zeigt, dass das Vorhandensein von Spracheingabe und face-to-Face-Interaktion nicht vollständig den Unterschied in der Leistung zwischen der gemeinsamen Aufmerksamkeit und nonsocial Bedingungen erklären. Die Fehlerbalken stellen die Standardfehler. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Abbildung 3
Abbildung 3. Mittlere 6 - 9 Hz Leistung in jedem Zustand. In dieser Stichprobe von 12 Monate alten Säuglingen, 6 - 9 Hz Leistung niedriger war in der gemeinsamen Aufmerksamkeit Zustand, Indexing größere neuralen Aktivierung, im Vergleich zu der nonsocial und sprechen nur Bedingungen. Es gab keinen Unterschied in 6 - 9 Hz Leistung zwischen der gemeinsamen Aufmerksamkeit und sozialen Engagement Bedingungen. Die Fehlerbalken stellen die Standardfehler. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Abbildung 4
Abbildung 4. Mittlere 4 - 6 Hz Leistung in jedem Zustand und Region. In diesem Beispiel von 12 Monaten alten Kleinkindern, 4 - 6 Hz Leistung in den frontalen und parietalen Regionen war in der gemeinsamen Aufmerksamkeit Bedingung niedriger, Indexieren größer neuralen Aktivierung im Vergleich zu den anderen Bedingungen. Temporal 4 - 6 Hz Leistung geringer war sowohl in der gemeinsamen Aufmerksamkeit und sozialen Eingriffsverhältnissen gegenüber dem nonsocial Zustand. Die Fehlerbalken stellen die Standardfehler. diese figuRe wurde von 16 modifiziert. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Abbildung 5
Abbildung 5 : Mittlere 6 - 9 Hz Leistung in jedem Zustand und Region. In diesem Beispiel von 12 Monaten alten Kleinkindern, 6 - 9 Hz Leistung im vorderen Bereich war in der gemeinsamen Aufmerksamkeit Bedingung niedriger, Indexieren größer neuralen Aktivierung verglichen mit den spricht nur nonsocial und Bedingungen. Im Schläfenbereich, 6 - 9 Hz Leistung geringer war sowohl in der gemeinsamen Aufmerksamkeit und sozialen Eingriffsverhältnissen gegenüber dem nonsocial Zustand. Die Fehlerbalken stellen die Standardfehler. Diese Zahl wurde von 16 geändert. Klicken Sie bitte hiereine größere Version dieser Figur zu sehen.

Supplemental Figuren. Stimuli im Paradigm verwendet. Die zusätzliche Datei ‚Liste der Fotos in jedem Block‘ enthält die Namen von Stimuli Dateien, die jeden Block in dem Paradigma begleiten. Die Stimuli Dateien sind ebenfalls enthalten. Bitte klicken Sie hier , um diese Zahlen zum Download bereit .

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Discussion

Zunächst einmal ist es wichtig, dass die Netto-Anwendung korrekt ist und dass Impedanzen gesenkt werden. Zweitens ist es wichtig, die Eltern zu erklären, was die EEG Netz Anwendung und Paradigma werden mit sich bringen und wie die Eltern können das Kind helfen zu beruhigen, wenn sie ohne zu sprechen oder Blickkontakt mit dem Kind wählerisch worden, die die Grenzen zwischen der Unschärfe würden soziale und nicht-soziale Bedingungen. Ferner anweisen Eltern Kleinkinder zu halten auf dem Netz aus ziehen, die die EEG-Daten und verursachen Schäden am Netz beeinflussen können. Drittens konsistente Paradigma Verwaltung ist von entscheidender Bedeutung. Dazu gehört auch die gleiche Stimme mit und beeinflusst bei allen Bedingungen und mit allen Beteiligten; dafür, dass das Kind die Aufmerksamkeit zu bekommen, bevor jede gemeinsame Aufmerksamkeit Versuch beginnen; und halten das Kind konzentrierte sich auf den Experimentator während des sozialen Engagements Zustand. Wenn es mehrere Experimentatoren sind, ihre Stimme und beeinflussen sollten ähnlich sein, um nicht experimente einführenr Effekte. Viertens folgen der alternierende Abfolge von sozialen und nonsocial Bedingungen Säugling Zusammenarbeit im gesamten Protokoll zu unterstützen. Schließlich bestätigt, dass Säuglinge in den Bedingungen, die Codierung Säugling sucht Verhalten während des sozialen Engagements und gemeinsame Aufmerksamkeit Bedingungen wie beabsichtigt tätig.

Es gibt mehrere Modifikationen an dieser Technik. Wenn das Kind pingelig wird, ist es möglich, das Paradigma durch Anhalten auf halbem Weg durch zu ändern. Das gesamte Paradigma umfasst 8 x 2,5 min-Blöcke (wobei jeder Zustand zweimal wiederholt) und jeder Zustand geschieht, wenn in den ersten vier Blöcken. Deshalb, wenn notwendig, für das Kind oder einen Elternteil, ist es möglich, das Paradigma auf halben Weg und noch jede Bedingung abgeschlossen einmal haben zu beenden. Die Reihenfolge und die Verwaltung von Blöcken in diesem Protokoll war das gleiche für alle Kinder. Wenn Forscher mit dem bestimmten besorgt sind, dass die Reihenfolge der Blöcke nicht neuronale Aktivität nicht beeinflusst, kann die Reihenfolge der Blöcke sein Gegenausgewogen über die Teilnehmer. Jedoch basierend auf Flugzeug steuern, Ausgleich erfordert zwei Bedingungen: (1) Jede Bedingung in den ersten vier Blöcken dargestellt werden muss, falls das Paradigma vorzeitig beenden muss und (2) die Blöcke müssen zwischen dem sozialen (gemeinsamer Aufmerksamkeit und sozialem Eingriff abzuzuwechseln Bedingungen) und nonsocial (Sprache-only und nonsocial Bedingungen) infant Interesse aufrechtzuerhalten.

14 Monate alten Säuglinge - Dieses Paradigma wurde nur mit 11 gesteuert. wenn die Forscher jedoch daran interessiert sind, könnte dieses Paradigma in anderen Altersgruppen verwendet werden. Das Zeitfenster , die dieses Paradigma ist am ehesten geeignet sein ist ab 6 Monate, wenn gemeinsame Aufmerksamkeit und Kapazität für den Blick folgen 29 gut etabliert, durch 24 Monate. Diese Altersgruppe ist , wenn gemeinsame Aufmerksamkeit der wichtigste entwicklungspolitisch für nonverbale soziale Kommunikation und Sprachenlernen 13, 14. Bei Verwendung des paradigm für andere Altersgruppen, Änderungen der Bedingungen sind nicht erforderlich wahrscheinlich. Allerdings variieren die effektivste Blocklänge kann auf Säuglingsalter abhängig. Insbesondere müssen die Blöcke für die jüngeren Altersgruppen verkürzt werden Säugling Zusammenarbeit und Aufmerksamkeit zu erhalten.

Wenn ein technischen Fähigkeiten Labor nicht für die Darstellung von zwei Computerbildschirmen ermöglichen, ist es möglich, das Paradigma zu ändern, mit nur einem Bildschirm abgeschlossen werden. Die wichtigste Überlegung ist, ob Interesse liegen in der Beurteilung, ob Kinder mit dem Experimentator Richtungen einhalten auf dem linken oder rechten Bildschirm zu schauen. Dies erfordert zwei Bildschirme für eine Beurteilung der Höhe der Zeit jedes Kind schaut auf dem richtigen oder falschen Bildschirm zu ermöglichen, was nicht möglich wäre, wenn nur einen Bildschirm. Wenn individuelle Unterschiede zu Erwachsenen gemeinsamen Aufmerksamkeit Geboten bei der Reaktion nicht Teil der Frage der Forschung sind, könnte ein einzelner Bildschirm genügen.

Zur weiteren disentangle wie EEG-Leistung von sozialem Kontext variiert, Säugling EEG könnte innerhalb der gemeinsamen Aufmerksamkeit und sozialen Engagement Bedingungen basierend auf analysiert werden, ob das Kind auf den Experimentator oder die Computerbildschirme besucht. Darüber hinaus könnte das Kind EEG untersucht werden, wenn das Kind in dem Zustand in Eingriff wurde wie vorgesehen, wie ich nur einschließlich EEG-Daten aus dem sozialen Eingriffszustand, wenn das Kleinkind bei dem Experimentator suchen.

Während die Eltern mit den Anweisungen meist gefällig waren sozial mit ihren Säugling nicht in Wechselwirkung treten, können die Forscher mit Mutter Störungen bei der EEG-Aufzeichnung betroffen sein. Eine Änderung wäre für die Eltern sein, Kopfhörer und / oder ein Visier zu tragen, so dass sie nicht wissen würden, was während der EEG-Aufzeichnung geschieht. Ferner kann, wie das Kind auf ihren Eltern Schoß saß, kann das Kind durch die Körpersprache der Eltern beeinflusst werden. Das Kind könnte in einem hohen Stuhl sitzt, statt dem Schoß der Eltern, aber this kann die Zeitmenge geringer ist der Säugling die EEG-Aufzeichnung tolerieren kann. Eine andere Möglichkeit wäre ein Event Marker zu verwenden, bei der EEG-Daten zu markieren, wenn der Elternteil mit dem Kind beschäftigt und diese Daten nicht enthalten. Es ist jedoch bemerkenswert, dass trotz des Potenzials für Eltern Interaktion gibt es erhebliche Unterschiede Zustand in den repräsentativen Daten. Schließlich in den vorgestellten Protokoll, Studien und Blöcke für die Codierung in dem Video post-hoc markiert wurden, basierend auf den auditorischen Töne Block und Probe Anläufe bedeutet. Eine Alternative wäre das Video auf dem EEG zu synchronisieren und Übergänge während des EEG-Aufzeichnung markieren.

Aufnahme EEG mit Kleinkindern ist eine Herausforderung und eine Einschränkung dieses Protokolls ist es, dass nicht alle Kinder nutzbare EEG-Daten in jedem Zustand haben. In diesem Beispiel 73 von 85 Kindern (85,88%), von denen wurde EEG erfolgreich verwendbare Daten für mindestens eine Bedingung aufgezeichnet hatte. Um das Potenzial der nutzbaren EEG-Daten zu maximieren, werden die Blöcke häufig ändernniert Säugling Interesse aufrecht zu erhalten. Allerdings kann es eine Herausforderung sein, für Säuglinge Interesse für das gesamte Protokoll zu halten (20 min) und Kleinkinder während der Bedingungen wählerischeren waren, wo der Experimentator hinter dem Vorhang war (nonsocial und sprechen nur Bedingungen). Von den 73 Kindern mit nutzbaren EEG-Daten, 78,1% (57 infants) hatte nutzbare EEG im nonsocial Zustand und 71,20% (52 infants) hatte Daten für die sprechen einzige Bedingung. Im Gegensatz dazu 91.80% (67 Kinder) die Säuglinge hatte verwendbare Daten in dem gemeinsamen Aufmerksamkeit Zustand und 87,85% (63 Kinder) hatte verwendbare Daten im sozialen Engagement Zustand. Schließlich ist es möglich, dass die Kinder über Blöcke variieren beeinflussen könnten. Um dies zu adressieren, Säugling wurde beeinflussen könnte codiert und im Vergleich über Bedingungen. Eine allgemeine Begrenzung der EEG-Forschung ist, dass es schwierig ist, genau zu wissen, wo die EEG-Aktivität von der Kopfhaut aufgezeichnet wird aus der Rinde erzeugt. Es ist jedoch bemerkenswert, dass das gemeldete Muster der regionalen Unterschiede bei der EEG-activ keit über Bedingungen ist mit Erwachsenen fMRI Forschung 24, 27, 30, 12 konsistent.

Die primäre Bedeutung des berichteten EEG-Paradigmas ist die Einbeziehung von sozialen und kontrollierten Bedingungen nonsocial systematisch funktionelle neuronale Aktivierung während der sozialen Interaktionen zu untersuchen. Bedingungen wurden entwickelt, um die Effekte der verschiedenen Elemente der sozialen Interaktion aufzuziehen voneinander - wie das Vorhandensein gegenüber Abwesenheit von Sprache und face-to-face-Interaktion - die Beiträge verschiedener sozialer Eingänge in den Mustern der infant EEG Kraft zu verstehen. Die Bedingungen wurden durch Codierung Säugling suchen Verhalten validiert Kinder, um sicherzustellen, sozial wie beabsichtigt tätig. Viele infant EEG Studien verwenden „Ruhezustand“ oder den Ausgangswert Aufzeichnungsbedingungen , die sowohl soziale und nonsocial Elemente 5 umfassen,lass = "xref"> 8, 9. Dieses Paradigma zeigt signifikante Unterschiede in dem Säuglinge EEG-Strom zwischen den sozialen und nonsocial Bedingungen, was auf die Relevanz dieses Paradigmas für die Entwicklung des sozialen Engagements in der Kindheit zu beurteilen. Ferner zeigt es, wie wichtig es eindeutig soziale oder nonsocial Bedingungen während der EEG-Aufzeichnung der Verwendung von Konsistenz zwischen Säuglingen zu maximieren, da Variabilität sein könnte, was Säuglinge teilnehmen, wenn beiden sozialen und nonsocial Reize vorhanden sind während der Aufnahme.

Dieses Paradigma und die Ergebnisse zeigen, wie Kontext funktionelle neuronale Aktivierung beeinflusst, mit EEG-Leistung bewertet. Zukünftige Studien können diese Technik nutzen funktionelle neuronale Entwicklung unter Berücksichtigung der Rolle der Aufnahme Kontext zu untersuchen. Dazu gehören eindeutig soziale oder nonsocial Bedingungen sowie die Verwendung mehrerer Kontexte mit einem umfassenderen und gründliches Verständnis der funktionellen ne habenural Aktivierung. Darüber hinaus sollte die zukünftige Forschung auf den Ergebnisse aus diesem Paradigma baut durch die Verwendung andere Maßnahmen wie EEG Kohärenz oder Querfrequenzkopplung weiter das Differential Muster der Hirnaktivität zu untersuchen mit sozialem Eingang verbunden. Ferner sind verschiedene Bereiche der Entwicklung des Kindes wahrscheinlich verbunden. Somit ist dieses Paradigma der neuronalen Grundlagen der sozialen Interaktionen beurteilen könnte mit anderen EEG Paradigmen kognitive und motorische Entwicklung Klopfen 31 verwendet werden. Die Beurteilung Säugling EEG über diesen unterschiedlichen Domains sowie mehrere neuronale Maßnahmen verwendet wird, würde ein umfassenderes Bild der Entwicklung des Kindes und ein Verständnis für weiter, wie diese Bereiche im Gehirn in Zusammenhang stehen. Darüber hinaus Paarung EEG mit anderen neuronalen Techniken wie fMRI würde helfen, besser zu verstehen, wie Muster der kortikalen Aktivität zu Grunde liegender Hirnregionen beziehen.

Dieses Paradigma hat einen ersten Schritt in Faktoren necken auseinander, die underl könntendh Unterschiede zwischen der Gelenk Aufmerksamkeit und nonsocial Bedingungen einschließlich Spracheingabe und face-to-face-Interaktion. Allerdings gemeinsame Aufmerksamkeit ist komplex und vielschichtig. Es enthält Komponenten wie Blick folgt, abwechselnd Blick, und zeigt. Zukünftige Forschung könnte diese Komponenten in verschiedenen Bedingungen brechen, wie ein Zeigegeschützten Zustand und einem Zustand des Experimentators nur den Blick abwechselnd, weiter zu analysieren, wie die verschiedenen Komponenten der gemeinsamen Aufmerksamkeit auf das Kind EEG beziehen. Des Weiteren ist die Beurteilung, wie individuelle Unterschiede wie Kleinkindalter und sozio-ökonomischen Status betreffen Muster von Säuglings EEG-Leistung und Kohärenz bei jedem Zustand dieses Paradigma eine weitere wichtige zukünftige Richtung. Es könnte zum Beispiel sein, dass EEG während sozialen Vergleich nonsocial Kontexte aufgenommen hat auf Umweltfaktoren wie Armut oder Kultur unterschiedliche Empfindlichkeit. Somit über mehrere gesteuerte Aufnahme EEG untersucht Kontexte können für eine differenzierteren p erlaubenicture von Umwelteinflüssen auf infant funktionelle neuronale Aktivierung.

In dem berichteten Paradigma sozial der Experimentator mit dem Säugling in Eingriff. das Kind sozial mit ihrem Betreuer während EEG-Aufzeichnung in Wechselwirkung tritt Having zur Untersuchung erlauben würde, wie individuelle Unterschiede in der Interaktion Qualität der Eltern und Kindes beziehen sich auf Muster von EEG-Strom. Darüber hinaus werden klinische Diagnosen wie Autismus-Spektrum-Störung (ASD) in der Regel mit Beeinträchtigungen in sozialen Interaktionen verbunden. Mit diesem Paradigma mit klinischen Populationen mit hohem Risiko für soziale Schwierigkeiten würde das Verständnis der neurobiologischen Grundlagen bestimmter Diagnosen, wie ASD weiter. Darüber hinaus nutzen viele Studien Basislinien, die nicht eindeutig soziale oder nonsocial sind, die auch besonders relevant sein würden, wenn das EEG von typischerweise entstehenden Individuen zu denen mit ASD zu vergleichen. Es ist möglich, dass Unterschiede in der EEG zwischen diesen Gruppen teilweise eine func sein könntention von Unterschieden in denen die Gruppen während der Baseline suchen (zB an dem Experimentator oder an einem Objekt). Schließlich könnte das Konzept und Design hinter dem berichtet Paradigma zu anderen Staaten über soziale Eingänge angewendet werden. In diesem Paradigma unterschieden sich die nonsocial und gemeinsame Aufmerksamkeit Bedingungen auf drei Arten: die gemeinsame Aufmerksamkeit Zustand Sprache-Eingang hatte, face-to-Face-Interaktion, und das Vorhandensein gemeinsamer Aufmerksamkeit. Weitere Bedingungen wurden eingeschlossen zu necken auseinander, welcher sozialen Eingängen die Differenz zwischen der gemeinsamen Aufmerksamkeit und nonsocial Bedingungen gefahren. Dieses in-Themen Design Bedingungen der Verwendung verschiedene Umwelt Beiträge trennen könnte in anderen Bereichen angewandt werden.

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Disclosures

Die Autoren haben keine Angaben zu berichten.

Acknowledgments

Wir danken Ryan Johnson und Leah Miller für ihre Unterstützung der Datenerhebung.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
EEG Amplifier EGI N/A We used a net amps 300 system. Contact EGI for more information or to purchase. https://www.egi.com/
EEG Sensor Nets EGI N/A We used HDGSN 130 nets with 128 channels in pediatric sizes. Contact EGI for more information or to purchase. https://www.egi.com/clinical-division/geodesic-sensor-nets
EEG Recording Software Netstation N/A Contact EGI for more information or to purchase. https://www.egi.com/clinical-division/net-station
EEG Recording Computer Apple N/A An apple computer is required to run the Netstation software. The operating system just has to match the version of Netstation used.
Stimulus Presentation Computer Dell N/A E-Prime 2.0 is compatible with PCs running Microsoft Windows
XP SP3, Vista SP1, 7 SP1, 8/8.1 and 10
Stimulus Presentation Software - E-Prime 2.0 Professional Edition Psychology Software Tools, Inc. http://www.psychology-software-tools.mybigcommerce.com/e-prime-2-0-professional/
Stimulus Presentation Monitors Dell N/A LCD monitors are appropriate.
Potassium Chloride Sigma-Aldrich http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/p9541?lang=en&region=US
Pipettes Karter Scientific Labware Manufacturing Co. http://www.kartersci.com/7ml_
Volume_3ml_Graduated_
Transfer_Pipette_Karter_
p/206h2.htm
Disinfectant-Control 3 Disinfectent Germicide Maril Products Inc https://www.amazon.com/Control-Disinfectant-Germicide-Cntrl3-Concntr/dp/B007AZ37VC
EEG Processing Software MATLAB https://www.mathworks.com/products/matlab/
Data Analysis Software SPSS https://www.ibm.com/marketplace/cloud/statistical-analysis-and-reporting/purchase/us/en-us#product-header-top
Coding Software - The Observer XT Noldus http://www.noldus.com/
General Note: This equipment list includes what was used in the presented study, however other systems and products with the same capabilities are also appropriate.

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