基于家庭环境的婴儿-照料者社交互动脑电超扫描

我们的研究旨在探讨婴儿与照料者之间的社会互动如何影响婴儿的学习与发展。我们开发了一套全面的超扫描实验方案，用于在家庭环境中记录婴儿与照料者在互动游戏任务期间的同步脑电图（EEG）、心电图（ECG）及行为数据。与以往主要在实验室环境中实施的超扫描方案不同，本实验在家庭场景中进行。

一个关键的实验挑战是在不同家庭环境之间实现标准化的需求与保持生态效度之间的平衡，而标准化可能限制生态效度，但灵活性又是促进参与者之间自然互动所必需的。本方案针对家庭环境中实验设置、任务设计及数据采集方面可能遇到的问题和关键考量提供了独特的见解。此外，本方案还详细展示了如何将脑电图（EEG）、心电图（ECG）、视频和音频数据进行多模态同步，整合至统一时间轴的设计与设置过程。

首先，在接触凝胶之前戴上手套。使用钝头针头将凝胶装入两支注射器中，用于被动电极；另用较细针头将凝胶装入两支注射器中，用于主动电极。接下来，准备两块方形的医用胶带，分别用于婴儿和成人的心电图（ECG）电极。

脱去手套后，打开所有笔记本电脑。将脑电图（EEG）无线接收器连接到相应的笔记本电脑，并确认记录软件正在运行。然后通过无线连接，将成人和婴儿放大器连接到相应笔记本电脑上的脑电图记录软件。

确保两个放大器的触发端口设置相同。将三台摄像机分别安装在三脚架上，并调整角度，以确保能够持续捕捉到参与者的面部。然后将婴儿的高脚椅和看护人的椅子放置在桌子边缘，使二者相对而坐，且角度可被摄像机清晰捕捉。

首先，将看护人用的放大器放置在脑电帽的后侧口袋中，以尽量减少电缆移动并降低脑电信号噪声。在佩戴脑电帽之前，检查放大器是否已牢固放置并连接妥当。戴上手套并在获得看护人许可后，使用含有70%异丙醇的酒精棉片清洁看护人的前额。

在耳部上方沿自然发际线两侧分开头发，以暴露照护者的耳朵。测量照护者头围时，将软尺从鼻根处经过枕外隆凸，并穿过左右耳屏之间的位置环绕一周。现在，用手呈皇冠状的姿势，从内部拉伸脑电帽。

从护理人员的前额开始，将帽罩向后脑方向佩戴。然后握住绑带，不要松开帽罩，将绑带向下拉至下巴处，并扣紧搭扣和毛面固定端。

将照护者面部的刘海或散乱发丝移开，以避免造成不适或遮挡视线。然后轻柔地抚平帽体，确保电极与头皮紧密接触，并消除帽体上的任何褶皱。接下来，将测量带置于中线处的电极上方，测量从鼻根至枕外隆凸的距离。

如有必要，使用卷动和释放法调整帽具。然后测量左右耳屏之间的距离，确保CZ电极位于该距离的中点。首先在参考电极和接地电极上涂抹导电膏，随后从后部电极开始，依次为其余电极涂抹导电膏。

为护理人员涂抹凝胶时，应使用带有较长且更细尖端的注射器。将注射器尖端插入电极孔中，并利用其底部的弧形分开毛发。一边缓慢抽出注射器，一边挤出少量凝胶。

在向被动式婴儿帽电极涂抹导电膏时，需将所有电极孔隙填满导电膏，然后使用棉签轻轻左右移动以分开头发。为改善电极接触效果，可使用指示灯作为阻抗参考，或参考脑电图记录软件的读数。在所有脑电电极达到低阻抗后，用酒精棉片清洁受试者左侧锁骨下方的柔软区域。

将圆形胶带贴在心电图电极底部，并涂抹足量导电凝胶以充分覆盖电极。将电极置于左侧锁骨下方的柔软区域，并用白色医用胶带在传感器上方固定。完成基于家庭的脑电超扫描所需设备的布置后，为照护者准备接下来的操作流程。

然后将麦克风接收器连接到对应的摄像机，以自动同步视频和音频。将麦克风发射器连接到看护人上衣的衣领和婴儿的背心上。在确认摄像机已正确放置以捕捉房间内触发盒发出的LED光信号后，开始同时录制三台摄像机的视频。

在笔记本电脑和放大器上启动婴儿和看护者的脑电图记录。使用2.5毫米插头将两个放大器连接到触发盒，确保连接牢固。通过长按按钮来操作，因为只有在长按情况下，标记的外观变化才明显可见。

确认触发箱的 LED 信号在所有相机的 recordings 中均可见。检查笔记本电脑上正在进行的 EEG recordings 中是否存在同步标记。之后，将放大器从触发箱装置上断开。

进行实验操作时，应确保所有实验人员在整个实验过程中均不在婴儿的视线范围内，以避免分散其注意力。应有一名实验人员在附近看管记录用笔记本电脑，以便在传感器信号传输出现问题时及时干预。停止摄像机、脑电图软件和放大器的记录。

然后关闭放大器，并将其从帽上取下。随后，从护理人员开始，小心地移除心电图胶带和电极。如有必要，协助护理人员移除婴儿的心电图电极。

然后解开帽套的钩面与毛面搭扣，从后向前将帽套剥离并翻转内面朝外。在继续取下看护人帽套之前，先用婴儿湿巾清洁婴儿头部的凝胶残留物。