Onderzoeken van Sociale cognitie in zuigelingen en volwassenen gebruik van elektro-Dichte Array ( _D EEG)

Het algemene doel van deze video is om een protocol te demonstreren voor het onderzoeken van sociale cognitie bij zuigelingen of volwassenen met behulp van dense array elektro-encefalografie. Dit wordt bereikt door eerst de experimentele opstelling voor gegevensverzameling klaar te maken en het hydro-cell sensorsnet voor te bereiden voor applicatie. Ten tweede wordt het hydro-cell geodesic sensorsnet aangebracht en worden de elektrode-impedanties gemeten.

Vervolgens worden de baseline-metingen uitgevoerd en wordt het experiment geïmplementeerd. De laatste stap van de procedure is de analyse van de gegevens. Uiteindelijk kunnen er resultaten worden verkregen die duidelijke neurale activiteit aantonen die geassocieerd is met sociaal-cognitieve processen, door middel van de analyse van de elektrische activiteit van het hoofdoppervlak met een hoge temporele resolutie.

Hoi, mijn naam is Kemi, research assistant in het laboratorium voor ontwikkelingspsychobiologie van ouder en zuigeling van Dr. David Haley. Vandaag zullen Joanna en ik dit studieprotocol demonstreren. Hoi, ik ben Joanna.

Deze methode kan worden gebruikt om belangrijke vragen in het veld van de ontwikkelingsneurowetenschappen te beantwoorden, zoals hoe de hersenen cognitie gebruiken om sociale stimuli te verwerken. Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande hersenbeeldvormingsmethoden en conventionele EEG-systemen is de hoge temporele resolutie, de verbeterde ruimtelijke resolutie en het gemak waarmee het sensornetwerk kan worden toegepast. Hallo, ik ben David Haley.

We gebruiken het EEG-systeem om de hersenactiviteit bij ouders en zuigelingen tijdens sociale en cognitieve taken te bestuderen. Controleer vóór de aankomst van de deelnemer in het laboratorium of de computer voor experimentbeheer, de netstationsoftware en de componenten van het geodesic EEG-systeem correct functioneren. Zorg er daarnaast voor dat alle onnodige en potentieel afleidende voorwerpen uit de experimenteerruimte worden verwijderd. Richt de ruimte in overeenkomstig het paradigma van het experiment dat wordt uitgevoerd.

Deze kunnen variëren van computergestuurde taken tot diverse interactieparadigma's tussen ouder en baby en experimentele paradigma's met baby's. Zoals in deze video zal worden aangetoond, moet u ervoor zorgen dat de videocamera's zijn opgeladen en de camera's in een hoek plaatsen die ideaal is voor de huidige experimentele opstelling. Wanneer de deelnemer in het laboratorium arriveert, beschrijft u het protocol voor de GDS-sensormat-applicatie en legt u de details van het experiment aan hem of haar uit.

Zorg ervoor dat de deelnemer of diens wettelijke vertegenwoordiger het experimentele protocol goed begrijpt en verkrijg een schriftelijke geïnformeerde toestemming voordat u met het experiment begint. Voor EEG-studies is het vaak nuttig om bepaalde informatie van de deelnemer te verkrijgen waarvan wordt verwacht dat deze invloed kan hebben op de geregistreerde elektrische hersenactiviteit. Dergelijke informatie kan worden verkregen door gestandaardiseerde vragenlijsten af te nemen om te helpen het experiment tijdig te laten verlopen.

Het is raadzaam om twee experimentatoren aanwezig te hebben, één om de vragenlijsten af te nemen en één om de voorbereidingen van het hydro cell geoge sensor net uit te voeren, zoals beschreven in het volgende gedeelte van dit protocol. Begin met het bereiden van een hydro cell zout elektrolytoplossing bestaande uit één liter gedestilleerd water, 11 gram kaliumchloride en vijf milliliter babyshampoo; zorg ervoor dat dit grondig wordt geroerd totdat al het kaliumchloride in de oplossing is opgelost. Meet vervolgens met een meetlint de omtrek van het hoofd van de deelnemer.

Noteer de meting in centimeters en haal het hydro-cel geodesische sensornet van de juiste maat op. Kies een maat die het bereik van hoofdomtrekmaten omvat waarbinnen de meting van de deelnemer valt. Dompel het sensoreinde van het sensornet onder in de bereide elektrolytoplossing en laat het vijf minuten weken.

Zorg ervoor dat het uiteinde van de connector uit de vloeistof blijft. Het is raadzaam om een timer of stopwatch te gebruiken om een nauwkeurige timing te garanderen. Open nu de software van het netstation op de besturingscomputer en start een experimentele controlesessie.

Voer nulpunts- en gain-metingen uit voordat de sensornet-connector wordt aangesloten en er gegevens worden verzameld terwijl u wacht tot het sensornet volledig is gedrenkt in de elektrolyt; breng de deelnemer naar de experimentele ruimte en laat hem of haar plaatsnemen op een stevige stoel zonder wielen. Laat bij zuigeling-deelnemers de voogd op de stoel zitten met de zuigeling rechtop op de schoot, zodat het gehele hoofd van de zuigeling toegankelijk is. Neem met een meetlint en een China-marker potlood metingen van oor tot oor over de bovenkant van het hoofd en markeer het middelpunt.

Meet vervolgens vanaf de NA naar het inion over de bovenkant van het hoofd. Markeer opnieuw het middelpunt. De vertex kan worden geïdentificeerd als het punt waar de middelpunten van deze twee metingen elkaar kruisen.

Zodra het weken is voltooid, verwijdert u het sensornet uit de elektrolytoplossing en plaatst u het op een schone, droge handdoek. Dep het sensornet voorzichtig met de handdoek om overtollige elektrolytoplossing te verwijderen. Geef vervolgens het uiteinde met de connector van het sensornet aan een tweede experimentator, die dit kan vasthouden tijdens het aanbrengen van het net.

Pak nu het sensornet op door beide handen aan de binnenzijde van het net te plaatsen. Houd het net zo vast dat uw duimen stevig maar voorzichtig aan weerszijden van de meest centrale frontale elektrode drukken en uw pinken stevig tegen de band drukken die de meest posterieure rij elektroden verbindt. Pas op dat u het net niet te ver uitrekt.

De overige zes vingers moeten los in het net blijven zodat het middelste gedeelte slap kan hangen; hurk of kniel neer om op ooghoogte van de deelnemer te komen en trek het sensornet van achteren naar voren over het hoofd van de deelnemer. Het is vaak nuttig om een extra experimentator aanwezig te hebben bij het aanbrengen van het sensornet bij een zuigeling. Om de zuigeling af te leiden en beweging te minimaliseren, trekt u met uw vingertoppen voorzichtig aan de band van het net en past u deze aan zodat de vertex-elektrode op het met het China-markerpotlood gemarkeerde vertexpunt rust.

Trek de oor- en kinbanden aan, inspecteer de locaties van de anatomische oriëntatiepunten om te controleren of het net correct is gepositioneerd en breng indien nodig aanpassingen aan. Voordat het gedragsexperiment wordt gestart, moeten de elektrode-impedanties worden gemeten. Sluit het connectoruiteinde van het sensornet aan op de interfacekabel.

Draai aan de hendel om deze te vergrendelen en schakel de camera in. Open vervolgens in de controlekamer een nieuwe sessie in de software van het netstation. Voer de gegevens van de deelnemer in en klik op 'sessie starten'.

Omdat de video- en EEG-signalen zijn gesynchroniseerd, zou een live videofeed van de experimenteerruimte op het scherm moeten verschijnen. Selecteer nu het vervolgkeuzemenu van het paneel, open 'impedance' en klik op de meetknop. Een montage van het hydro cell go dsic sensor net array zal op het scherm verschijnen.

Sleep dit venster naar de rand van het scherm zodat het op de monitor in de experimenteerruimte wordt geopend. Zorg ervoor dat elke elektrode direct op de hoofdhuid van de deelnemer is geplaatst. Raadpleeg het venster voor impedantiemeting, waarop de montage van de array op de monitor wordt weergegeven.

Sensoren die geen goed contact maken met de hoofdhuid zullen rood worden weergegeven. Noteer de nummers van deze electrodesensoren. Gebruik nu de pipet en breng een kleine hoeveelheid van de eerder bereide elektrolytoplossing aan om de impedantie van deze sensoren te verbeteren.

Elektroden op de montage worden groen zodra hun impedantie is verbeterd en de impedanties bevredigend zijn. Klik voor alle elektroden op de knop opslaan en sluiten in het venster voor impedantiemeting in de controlekamer. Open nu in het netstation het display voor dichte golfvormen.

Scroll door de golfvorm en noteer eventuele kanalen die een hoge amplitude-ruis vertonen als gevolg van slecht contact met de hoofdhuid. Keer terug naar de experimentele ruimte en pas de positionering van alle ruisgevoelige elektroden aan, zodat ze direct contact maken met de hoofdhuid. Er kan meer elektrolytoplossing nodig zijn.

Rustmetingen van de basislijn zijn belangrijk bij EEG-studies met dense arrays, omdat er een hoge mate van variabiliteit is in de elektrische hersenactiviteit tussen deelnemers. Daarom moeten er bij baby-deelnemers, voorafgaand aan de start van het experimentele paradigma, enkele basislijn-EEG-registraties van de elektrische hersenactiviteit in rust worden gemaakt. De ouder of voogd moet in de kamer blijven, terwijl de baby rustig op diens schoot zit.

Een film zoals Baby Mozart kan worden afgespeeld om ervoor te zorgen dat zuigelingen kalm en stil blijven tijdens deze baseline-fase. Baby Mozart is een audiovisuele combinatie van klassieke muziek en kleurrijke bewegende ontwerpen die op de monitor in de experimenteerruimte getoond kan worden. Klik nu in het netstation op de opnameknop om te beginnen met het opnemen van video- en golfvormgegevens; op het dense waveform-display kunnen eventmarkers worden ingevoegd om gedragsgebeurtenissen te koppelen aan de elektrische activiteit gedurende het gehele experiment.

Plaats een baseline-gebeurtenismarkering op de waveform-displayrecord baseline voor een gestandaardiseerde tijdsperiode van ongeveer twee minuten. Bij EEG-studies met een dichte array is het essentieel dat er gedurende de gehele studie ten minste twee experimentatoren aanwezig zijn. Eén experimentator is verantwoordelijk voor de interactie met de deelnemer en de implementatie van het gedragsparadigma.

De tweede experimentator blijft in de controlekamer en is verantwoordelijk voor het monitoren van de videofeed en het plaatsen van gebeurtenismarkeringen op het waveform-display met hoge resolutie wanneer een relevant incident plaatsvindt. Begin nu het gedragsexperiment met een paradigma van face-to-face interactie voor de baby. Hierbij wordt een imitatieparadigma geïmplementeerd waarin de experimentator de baby een aantal afzonderlijke acties presenteert met behulp van een konijnenpop.

Houd tijdens het experiment de weergave van de compacte golfvormen nauwlettend in de gaten om vast te stellen of er kanalen zijn die toenemende ruisniveaus vertonen. Wanneer het experiment is voltooid, maak dan voorzichtig het sensornet los en verwijder dit van het hoofd van de deelnemer. Geef een handdoek om eventuele overtollige elektrolytoplossing af te vegen.

Spoel het net vervolgens af, desinfecteer het en droog het. Geef de deelnemer tot slot de resterende vragenlijsten die als onderdeel van het protocol moeten worden ingevuld. Deze ruwe EEG-golfvormen tonen de fluctuaties in de geregistreerde spanning bij een enkele elektrode tijdens de eerste 1000 milliseconden van elk van de drie experimentele fasen.

Baseline-demonstratie en verschillen in onmiddellijke recall. Op oppervlakkig niveau kan de elektrische hersenactiviteit over verschillende hersengebieden ook worden gevisualiseerd als een topografische kaart van spanningsamplitudes. Amplitudes worden weergegeven over het gehele huidoppervlak van het hoofd tijdens de drie fasen van het mitten shake-paradigma, waarbij de eenheden van het kleurenspectrum in microvolts zijn.

Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe sociale cognitie bij volwassenen en zuigelingen kan worden bestudeerd met behulp van high density EEG. We hebben dit gedemonstreerd via de voorbereiding en toepassing van het sensornet en via de acquisitie en analyse van EEG-gegevens.