(덴스 배열 Electroencephalography를 사용하여 유아 및 성인의 사회적 인식을 조사 _D EEG)

이 영상의 전체적인 목표는 고밀도 어레이 뇌파도(dense array electroencephalography)를 이용하여 영유아 또는 성인의 사회적 인지 능력을 조사하는 프로토콜을 시연하는 것입니다. 이를 위해 먼저 데이터 수집을 위한 실험 장치를 준비하고, 적용을 위해 하이드로 셀(hydro cell) 센서 넷을 준비합니다. 그 다음으로 하이드로 셀 지오데식(geodesic) 센서 넷을 적용하고 전극 임피던스를 측정합니다.

다음으로 기초선 기록을 수행하고 실험을 실시합니다. 절차의 마지막 단계는 데이터를 분석하는 것입니다. 궁극적으로, 높은 시간 해상도로 두피 표면의 전기 활동을 분석함으로써 사회적 인지 과정과 관련된 뚜렷한 신경 활동을 보여주는 결과를 얻을 수 있습니다.

안녕하세요, 저는 David Haley 박사님의 부모-영아 발달 정신생물학 연구실 연구 보조원인 Kemi입니다. 오늘은 Joanna와 함께 이 연구 프로토콜을 시연하겠습니다. 안녕하세요, Joanna입니다.

이 방법은 뇌가 사회적 자극을 처리하기 위해 인지 기능을 어떻게 사용하는지와 같이 발달 신경과학 분야의 핵심적인 질문에 답하는 데 사용될 수 있습니다. 기존의 뇌 영상 기법 및 일반적인 EEG 시스템과 비교했을 때 이 기술의 주요 장점은 높은 시간 분해능, 향상된 공간 분해능, 그리고 센서 넷의 적용 편의성입니다. 안녕하세요, 저는 David Haley입니다.

우리는 사회적 및 인지적 과제 수행 중 부모와 영아의 뇌 활동을 연구하기 위해 EEG 시스템을 사용합니다. 참가자가 실험실에 도착하기 전, 실험 제어 컴퓨터, 넷 스테이션 소프트웨어 및 geodesic EEG 시스템 구성 요소가 정상적으로 작동하는지 확인하십시오. 또한, 실험실 내에서 불필요하거나 주의를 분산시킬 수 있는 모든 물건을 제거해야 합니다. 구현하려는 실험 패러다임에 따라 실험실 환경을 설정하십시오.

이러한 작업은 컴퓨터 기반 작업부터 다양한 부모, 영유아 및 실험적 영유아 상호작용 패러다임까지 다양할 수 있습니다. 이 비디오에서 보여드리겠지만, 비디오 카메라의 충전 상태를 확인하고 현재 실험 설정에 이상적인 각도로 카메라를 배치하십시오. 참가자가 실험실에 도착하면, GDS 센서 넷 애플리케이션 프로토콜을 설명하고 실험의 세부 사항을 안내하십시오.

참가자 또는 법정 대리인이 실험 프로토콜을 충분히 이해했는지 확인하고, 실험을 진행하기 전에 서면으로 된 고지된 동의서를 받으십시오. EEG 연구의 경우, 기록된 뇌 전기 활동에 영향을 미칠 것으로 예상되는 특정 정보를 참가자로부터 얻는 것이 유용한 경우가 많습니다. 이러한 정보는 표준화된 설문지를 작성하게 함으로써 실험이 적시에 진행되도록 도움으로써 얻을 수 있습니다.

설문지를 배포할 실험자와 본 프로토콜의 다음 섹션에 기술된 하이드로 셀 지오지 센서 네트(hydro cell geoge sensor net) 준비를 수행할 실험자, 이렇게 두 명의 실험자가 함께 참석하는 것이 바람직합니다. 우선, 증류수 1 L, 염화칼륨 11 g, 베이비 샴푸 5 mL를 혼합하여 하이드로 셀 식염 전해질 용액을 준비하며, 이때 모든 염화칼륨이 용액에 완전히 녹을 때까지 충분히 저어주십시오. 다음으로, 줄자를 사용하여 참가자의 머리 둘레를 측정합니다.

측정값을 센티미터 단위로 기록하고, 적절한 크기의 하이드로 셀 지오데식 센서 넷(hydro cell geodesic sensor net)을 준비합니다. 피험자의 측정값이 포함되는 머리 둘레 범위에 적합한 크기를 선택하십시오. 센서 넷의 센서 끝부분을 미리 준비된 전해질 용액에 담근 후 5분 동안 충분히 적십니다.

커넥터 끝부분이 액체에 닿지 않도록 주의하십시오. 정확한 시간 측정을 위해 타이머나 스톱워치를 사용하는 것이 좋습니다. 이제 제어 컴퓨터에서 넷 스테이션(net station) 소프트웨어를 열고 실험 제어 세션을 시작하십시오.

센서 네트 커넥터를 연결하고 데이터를 수집하기 전에 제로점 및 게인 측정을 수행하십시오. 센서 네트가 전해질에 충분히 적셔지기를 기다리는 동안, 피험자를 실험실로 안내하여 바퀴가 없는 튼튼한 의자에 앉힙니다. 영유아 피험자의 경우, 보호자가 의자에 앉고 영유아를 무릎 위에 똑바로 앉혀 영유아의 머리 전체에 접근할 수 있도록 합니다. 줄자와 차이나 마커 연필을 사용하여 머리 위를 가로질러 귀에서 귀까지의 거리를 측정하고 그 중간 지점을 표시합니다.

그런 다음 NA에서 머리 꼭대기를 지나 인온(inion)까지 측정합니다. 그리고 다시 중간 지점을 표시합니다. 정점(vertex)은 이 두 측정값의 중간 지점들이 교차하는 지점으로 식별할 수 있습니다.

침지가 완료되면 전해질 용액에서 센서 네트를 꺼내 깨끗하고 마른 수건 위에 놓습니다. 수건으로 센서 네트를 가볍게 두드려 과잉 전해질 용액을 제거합니다. 그런 다음 센서 네트의 커넥터 끝부분을 다른 실험자에게 전달하여 네트 적용 중에 잡고 있도록 합니다.

이제 양손을 네트 내부에 넣어 센서 네트를 들어 올립니다. 엄지손가락은 가장 앞쪽 중앙 전극의 양옆을 단단하지만 부드럽게 밀고, 새끼손가락은 가장 뒤쪽 전극 열을 연결하는 밴드를 단단히 밀도록 네트를 잡습니다. 이때 네트가 과하게 늘어나지 않도록 주의하십시오.

나머지 여섯 손가락은 망 내부에서 느슨하게 유지하여 중앙 부분이 자연스럽게 처지도록 해야 합니다. 뒤에서 앞으로 이동하여 참가자와 눈높이를 맞추기 위해 몸을 굽히거나 무릎을 꿇은 상태에서 센서 망을 참가자의 머리 위로 씌웁니다. 영아 참가자에게 센서 망을 씌울 때는 보조 실험자가 함께 있는 것이 유용할 때가 많습니다. 영아의 주의를 분산시키고 움직임을 최소화하기 위해, 손끝으로 망의 밴드를 부드럽게 당겨 정수리 전극이 차이나 마커 펜슬로 표시한 정수리 지점에 위치하도록 조정하십시오.

귀 끈과 턱 끈을 조이고 해부학적 지표 위치를 확인하여 넷이 올바르게 배치되었는지 점검한 후 필요한 조정을 수행합니다. 행동 실험을 시작하기 전에 전극 임피던스를 측정해야 합니다. 센서 넷의 커넥터 끝단을 인터페이스 케이블에 연결하십시오.

레버를 돌려 고정하고 카메라 전원을 켭니다. 그런 다음 제어실에서 네트워크 스테이션 소프트웨어의 새 세션을 엽니다. 참가자의 정보를 입력하고 세션 시작을 클릭합니다.

비디오와 EEG 신호가 동기화되어 있으므로, 실험실의 실시간 비디오 피드가 화면에 나타나야 합니다. 이제 패널의 드롭다운 메뉴에서 impedance를 열고 measure 버튼을 클릭하십시오. hydro cell go dsic 센서 넷 어레이의 몽타주가 화면에 표시됩니다.

이 창을 화면 가장자리로 드래그하여 실험실 모니터에 나타나게 하십시오. 각 전극이 피험자의 두피에 직접 밀착되었는지 확인하십시오. 모니터에 표시된 어레이 몽타주를 통해 임피던스 측정 창을 참조하십시오.

두피와 제대로 접촉되지 않은 센서는 빨간색으로 표시됩니다. 해당 전극 센서 번호를 기록하십시오. 이제 피펫을 사용하여 미리 준비한 전해질 용액을 소량 도포함으로써 이 센서들의 임피던스를 개선하십시오.

임피던스 값이 만족스러운 수준으로 개선되면 몽타주 상의 전극들이 녹색으로 변합니다. 모든 전극에 대해, 제어실의 임피던스 측정 창에 있는 저장 및 닫기 버튼을 클릭하십시오. 이제 net station에서 고밀도 파형 디스플레이를 엽니다.

파형을 스크롤하며 두피 접촉 불량으로 인해 고진폭 노이즈가 나타나는 채널이 있는지 확인하십시오. 실험실로 돌아가 노이즈가 발생하는 전극의 위치를 재조정하여 두피에 직접 접촉되도록 하십시오. 전해질 용액을 추가로 투여해야 할 수도 있습니다.

피험자 간 뇌 전기 활동의 변동성이 매우 크기 때문에 고밀도 어레이 EEG 연구에서는 안정시 기저선 기록이 중요합니다. 따라서 실험 패러다임을 시작하기 전, 영유아 피험자의 경우 안정시 뇌 전기 활동에 대한 기저선 EEG 기록을 일부 수행해야 합니다. 부모 또는 보호자는 영유아가 무릎 위에 조용히 앉아 있는 동안 함께 방에 머물러야 합니다.

이 기저 단계 동안 영아가 차분하고 정적인 상태를 유지하도록 Baby Mozart와 같은 영상을 재생할 수 있습니다. Baby Mozart는 클래식 음악과 다채로운 움직이는 디자인이 결합된 시청각 자료로, 실험실 내 모니터를 통해 보여줄 수 있습니다. 이제 넷 스테이션(net station)에서 녹화 버튼을 클릭하여 비디오와 파형 데이터를 기록하기 시작하십시오. 조밀한 파형 디스플레이(dense waveform display)에 이벤트 마커를 삽입하여 실험 전반에 걸쳐 행동 이벤트와 전기적 활동을 연결할 수 있습니다.

약 2분간의 표준화된 시간 기간에 대해 파형 디스플레이 기록 베이스라인에 베이스라인 이벤트 마커를 삽입하십시오. 고밀도 어레이 EEG 연구에서는 연구 전반에 걸쳐 최소 두 명의 실험자가 참석하는 것이 필수적입니다. 한 명의 실험자는 피험자와 상호작용하고 행동 패러다임을 수행하는 역할을 담당합니다.

두 번째 실험자는 제어실에 머물며 비디오 피드를 모니터링하고, 관련 사건이 발생했을 때 밀집 파형 디스플레이에 이벤트 마커를 삽입하는 역할을 담당합니다. 이제 영유아 피험자를 대상으로 대면 상호작용 패러다임을 이용한 행동 실험을 시작합니다. 여기에서는 실험자가 토끼 인형을 사용하여 영유아에게 여러 가지 개별적인 동작을 제시하는 모방 패러다임이 시행됩니다.

실험 전반에 걸쳐 조밀한 파형 디스플레이를 모니터링하여 노이즈 수준이 증가하는 채널이 있는지 확인하십시오. 실험이 완료되면 참가자의 머리에서 센서 넷을 조심스럽게 느슨하게 하여 제거합니다. 과도한 전해질 용액을 닦아낼 수 있도록 수건을 제공하십시오.

그 다음 그물을 헹구고 소독하여 건조시킵니다. 마지막으로, 프로토콜의 일부로 작성해야 할 나머지 설문지를 피험자에게 제공합니다. 이 가공되지 않은 EEG 파형은 세 가지 실험 단계 각각의 처음 1000 milliseconds 동안 단일 전극에서 기록된 전압의 변동을 보여줍니다.

기초선 시연 및 즉각 회상 차이. 뇌 영역 전반에 걸친 표면 수준의 뇌 전기 활동은 전압 진폭의 지형도로 시각화할 수 있습니다. 진폭은 mitten shake 패러다임의 세 단계 동안 머리 전체 표면에 걸쳐 표시되며, 색상 스펙트럼의 단위는 microvolts입니다.

이 영상을 시청하고 나면 고밀도 EEG를 이용하여 성인과 영아의 사회 인지 능력을 연구하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다. 본 영상에서는 센서 넷의 준비 및 적용 과정과 EEG 데이터의 획득 및 분석 과정을 통해 이를 시연하였습니다.