（密な配列の脳波を用いた乳児と大人で社会的認知を調査 _D EEG）

このビデオの全体的な目的は、高密度アレイ脳波計を用いて、乳幼児または成人の社会認知を調査するためのプロトコルを実演することです。まず、データ収集のための実験セットアップを行い、ハイドロセルセンサーネットを装着するための準備をします。次に、ハイドロセル・ジオデシックセンサーネットを装着し、電極インピーダンスを測定します。

次にベースライン記録を行い、実験を実施します。手順の最終ステップはデータの解析です。最終的に、時間分解能の高い頭皮表面の電気活動の解析を通じて、社会認知プロセスに関連する明確な神経活動を示す結果を得ることができます。

こんにちは。私はKemiです。David Haley博士の親乳幼児発達精神生物学研究室のリサーチアシスタントを務めています。本日は、Joannaと一緒にこの研究プロトコルの実演を行います。こんにちは、Joannaです。

この手法は、脳が社会的な刺激を処理するためにどのように認知機能を利用しているかなど、発達神経科学分野における重要な疑問を解決するために活用できます。既存の脳機能イメージング法や従来のEEGシステムに対する本手法の主な利点は、高い時間分解能、向上した空間分解能、そしてセンサーネットの適用が容易であることです。こんにちは、デビッド・ヘイリーです。

私たちは、社会的および認知的タスク実行中の親と乳幼児の脳活動を研究するためにEEGシステムを使用します。被験者がラボに到着する前に、実験制御用コンピュータ、Net Stationソフトウェア、およびGeodesic EEGシステムの各コンポーネントが正常に動作していることを確認してください。また、実験室から不要なものや、注意を散らす可能性のある物品をすべて取り除いてください。実施する実験パラダイムに従って、室内のセットアップを行ってください。

これらは、コンピュータベースのタスクから、親と乳児、および実験的な乳児相互作用のさまざまなパラダイムまで多岐にわたります。このビデオで実演するように、ビデオカメラが充電されていることを確認し、現在の実験セットアップに最適な角度にカメラを配置してください。参加者がラボに到着したら、GDSセンサーネットのアプリケーションプロトコルについて説明し、実験の詳細を彼または彼女に伝えてください。

被験者またはその法定代理人が実験プロトコルを十分に理解していることを確認し、実験を開始する前に、書面によるインフォームド・コンセントを得てください。EEG研究では、記録される脳電気活動に影響を及ぼすと予想される特定の情報を被験者から得ることがしばしば有用です。このような情報は、標準化されたアンケートを実施することで効率的に収集でき、実験を円滑に進行させることができます。

アンケートの実施担当者と、本プロトコルの次項に記載されるハイドロセル・ジオゲ・センサーネットの準備担当者の2名の実験者が立ち会うことが推奨されます。まず、蒸留水1 L、塩化カリウム11 g、ベビーシャンプー5 mLを用いてハイドロセル生理食塩電解液を調製し、塩化カリウムが完全に溶解するまで十分に撹拌してください。次に、メジャーを用いて被験者の頭囲を測定します。

測定値をセンチメートルで記録し、適切なサイズのハイドロセル地球測量センサーネットを取り出します。被験者の測定値が含まれる頭囲の範囲をカバーするサイズを選択してください。センサーネットのセンサー端を準備した電解質溶液に浸し、5分間浸漬させます。

コネクタ端が液体に触れないように注意してください。正確な時間を計るために、タイマーまたはストップウォッチを使用することをお勧めします。次に、制御用コンピューターでNet Stationソフトウェアを開き、実験制御セッションを開始します。

センサーネットコネクタを接続しデータを収集する前に、ゼロ点調整とゲイン測定を行ってください。センサーネットが電解液に浸漬されるのを待つ間に、被験者を実験室に案内し、車輪のない頑丈な椅子に座らせます。乳幼児の被験者の場合は、保護者に椅子に座ってもらい、乳幼児の頭部全体にアクセスできる状態で、乳幼児を膝の上に直立させて座らせてください。巻尺とチャイナマーカーを使用して、頭頂部を越えて耳から耳までを測定し、中点に印を付けます。

次に、NAから頭頂部を経由して外後頭結節（inion）までの距離を測定します。そして、再度その中間点をマークします。これら2つの測定の中間点が交差する点を頂点（vertex）として特定します。

浸漬が完了したら、センサーネットを電解質溶液から取り出し、清潔で乾いたタオルの上に置きます。タオルでセンサーネットを軽く叩き、余分な電解質溶液を取り除きます。その後、ネットを装着させる間、センサーネットのコネクタ端をもう一人の実験者に持っていてもらいます。

次に、センサーネットの内側に両手を入れ、ネットを持ち上げます。親指で最も前方にある中央の電極の両側をしっかりと、かつ優しく押し、小指で最も後方の電極列を繋ぐバンドをしっかりと押さえるようにしてネットを保持してください。ネットを伸ばしすぎないよう注意してください。

残りの6本の指はネットの中で余裕を持たせ、中心部分が自然に垂れ下がるようにします。参加者の後方から前方へ向かって、参加者の目の高さになるようにしゃがむか膝をつき、センサーネットを参加者の頭に被せます。乳児の参加者にセンサーネットを装着させる際は、補助の実験者を同席させると効率的です。乳児の気をそらし、動きを最小限に抑えながら、指先でネットのバンドを軽く引き、頂点電極がチャイナマーカーで印を付けた頂点（vertex point）に位置するように調整します。

耳ストラップと顎ストラップを締め、解剖学的指標の位置を確認してネットが正しく配置されているかを確認し、必要に応じて調整を行います。行動実験を開始する前に、電極インピーダンスを測定する必要があります。センサーネットのコネクタ端をインターフェースケーブルに接続します。

レバーを回して固定し、カメラの電源を入れます。次に、コントロールルームでネットステーションソフトウェアの新しいセッションを開きます。参加者の情報を入力し、「セッション開始」をクリックします。

ビデオ信号とEEG信号が同期しているため、実験室からのライブビデオフィードが画面に表示されるはずです。次に、パネルのドロップダウンメニューから「impedance」を開き、「measure」ボタンをクリックします。すると、hydro cell go dsic sensor net arrayのモンタージュが画面に表示されます。

このウィンドウを画面の端までドラッグし、実験室内のモニターに表示させてください。各電極が被験者の頭皮に直接密着していることを確認してください。モニター上に表示されているアレイモンタージュのインピーダンス測定ウィンドウを参照してください。

頭皮と十分に接触していないセンサーは赤色で表示されます。これらの電極センサーの番号をメモしてください。次に、ピペットを使用して、あらかじめ調製した電解質溶液を少量塗布し、これらのセンサーのインピーダンスを改善させます。

インピーダンスが改善され、許容範囲内に達すると、モンタージュ上の電極が緑色に変わります。すべての電極について、コントロールルームのインピーダンス測定ウィンドウにある「Save and Close」ボタンをクリックしてください。次に、Net Stationで高密度波形ディスプレイを開きます。

波形をスクロールし、頭皮との接触不良により振幅の大きいノイズが表示されているチャネルがないか確認してください。実験室に戻り、ノイズが発生している電極の配置を調整して、頭皮に直接接触するようにしてください。電解質溶液を追加する必要がある場合があります。

参加者間で脳の電気活動に大きな個体差があるため、高密度アレイEEG研究では安静時のベースライン記録が重要です。したがって、実験パラダイムを開始する前に、乳幼児の参加者に対して安静時の脳電気活動のベースラインEEG記録を数回行う必要があります。その際、保護者が同室し、乳幼児を膝の上に静かに座らせた状態で測定してください。

このベースライン相において乳児が穏やかで静止した状態を維持できるよう、「Baby Mozart」などの動画を流すことができます。Baby Mozartはクラシック音楽と色彩豊かな可動デザインを組み合わせた視聴覚教材であり、実験室のモニターで提示することが可能です。次に、Net Stationの録画ボタンをクリックして、ビデオおよび波形データの記録を開始します。密接な波形表示上のイベントマーカーを挿入することで、実験全体を通じて行動イベントと電気活動を関連付けることができます。

波形表示記録のベースラインに、約2分間の標準化された時間周期のベースラインイベントマーカーを挿入します。高密度アレイEEG研究では、研究全体を通して少なくとも2人の実験者が立ち会うことが不可欠です。1人の実験者は、被験者とのやり取りおよび行動パラダイムの実施を担当します。

2人目の実験者はコントロールルームに残り、ビデオフィードの監視と、関連するイベントが発生した際に高密度波形ディスプレイにイベントマーカーを挿入する責任を負います。それでは、乳児参加者を対象とした対面相互作用パラダイムを用いて行動実験を開始します。ここでは、実験者がウサギの人形を用いて乳児にいくつかの個別の動作を提示する模倣パラダイムを実施します。

実験中は常に高密度波形ディスプレイを監視し、ノイズレベルが増加しているチャンネルがないか確認してください。実験終了後、被験者の頭部からセンサーネットを慎重に緩めて取り外します。その後、余分な電解質溶液を拭き取るためのタオルを提供してください。

その後、ネットをすすぎ、消毒し、乾燥させます。最後に、プロトコルの一部として回答が必要な残りの質問票を参加者に配布してください。これらの未処理のEEG波形は、3つの実験フェーズそれぞれの最初の1000ミリ秒間における、単一電極で記録された電圧の変動を示しています。

ベースラインのデモンストレーションと直後の想起における差異。脳領域全体の表層における脳電気活動は、電圧振幅のトポグラフィックマップとしても可視化できます。ミトンシェイク・パラダイムの3つのフェーズにおける頭部表面全体の振幅が示されており、色スペクトルの単位はmicrovoltsです。

このビデオを視聴することで、高密度EEGを用いて成人および乳幼児の社会認知を研究する方法について十分に理解することができます。本ビデオでは、センサーネットの準備と装着、およびEEGデータの収集と解析を通じて、その手法を実演しました。