用于婴儿与照顾者社交互动的家庭脑电图超扫描

摘要

该协议描述了如何从家庭环境中的婴儿-照顾者二人组中捕获同步的脑电图、心电图和行为记录。

摘要

先前同时记录照顾者和儿童大脑活动的超扫描研究主要在实验室范围内进行，因此限制了结果对现实生活环境的普遍性。在这里，提出了一种全面的协议，用于在家中各种互动任务中捕获婴儿-照顾者二人组的同步脑电图 （EEG）、心电图 （ECG） 和行为记录。该协议演示了如何同步不同的数据流并报告 EEG 数据保留率和质量检查。此外，还讨论了有关家庭环境中的实验设置、任务和数据收集的关键问题和可能的解决方案。该协议不仅限于婴儿-照顾者二元组，还可以应用于各种二元星座。总体而言，我们展示了 EEG 超扫描设置的灵活性，它允许在实验室外进行实验，以在更生态有效的环境环境中捕捉参与者的大脑活动。然而，运动和其他类型的伪影仍然限制了可以在家庭环境中进行的实验任务。

引言

通过同时记录来自两个或多个相互作用对象的大脑活动，也称为超扫描，已经有可能阐明社会互动在其复杂、双向和快节奏动态中的神经基础¹。这项技术已将重点从在孤立、严格控制的环境中研究个体转移到研究更自然的互动，例如自由游戏 ^2,3、解谜⁴ 和合作电脑游戏 ^5,6 期间的亲子互动。这些研究表明，大脑活动在社交互动期间同步，即表现出时间相似性，这种现象称为人际神经同步 （INS）。然而，绝大多数超扫描研究仅限于实验室环境。虽然这允许更好的实验控制，但它可能会以失去一些生态有效性为代价。由于不熟悉和人为的环境以及所施加任务的性质，在实验室中观察到的行为可能无法代表参与者典型的日常互动行为⁷.

移动神经成像设备的最新进展，例如脑电图 （EEG） 或功能性近红外光谱 （fNIRS），通过消除参与者保持与记录计算机的物理连接的要求，缓解了这些问题。因此，它们使我们能够测量参与者在课堂或家中自由互动时的大脑活动 ^8,9。与其他神经成像技术（如 fNIRS）相比，EEG 的优势在于它具有出色的时间分辨率，这使其特别适合研究快节奏的社会动态¹⁰。然而，需要注意的是，脑电图信号极易受到运动和其他生理和非生理伪影的影响¹¹。

尽管如此，第一批研究已经成功地在现实环境和条件下实施了 EEG 超扫描设置。例如，Dikker 等人¹² 测量了一组学生在参与各种课堂活动（包括参加讲座、观看视频和参与小组讨论）时的脑电图信号。这项研究以及其他研究 ^8,9 主要使用干式脑电图电极来简化在非实验室环境中进行测量的过程。与需要使用导电凝胶或糊状物的湿电极相比，干电极在可用性方面具有显着优势。它们已被证明在成年人群和静止条件下表现出与湿电极相当的性能;但是，由于阻抗水平增加，在与运动相关的情况下，它们的性能可能会下降¹³。

在这里，我们提出了一种工作协议，用于从低密度七通道液体凝胶脑电图系统中捕获同步记录，该系统将单导联心电图 （ECG） 连接到家庭环境中婴儿照顾者二人组的同一无线放大器（采样率：500 Hz）。有源电极用于成人，而无源电极用于婴儿，因为后者通常以环形电极的形式出现，从而简化了凝胶应用过程。此外，EEG-ECG 记录与三个摄像头和麦克风同步，以从不同角度捕捉参与者的行为。在这项研究中，8-12 个月大的婴儿及其看护人在记录他们的脑电图、心电图和行为的同时参与阅读和游戏任务。为了尽量减少过度运动对脑电信号质量的影响，这些任务在桌面环境中进行（例如，利用厨房桌子和婴儿高脚椅），要求参与者在整个交互任务中保持坐姿。为护理人员提供了三本适合其年龄的书籍和桌面玩具（配有吸盘以防止他们跌落）。他们被指示给孩子读大约 5 分钟，然后玩 10 分钟的玩具。

该协议详细说明了在阅读和播放任务期间收集同步 EEG-ECG、视频和音频数据的方法。然而，整个过程并不特定于本研究设计，而是适用于不同的人群（例如，亲子二人组、朋友二人组）和实验任务。将介绍不同数据流的同步方法。此外，将概述基于 Dikker 等人 ¹² 的基本 EEG 预处理管道，并报告 EEG 数据保留率和质量控制指标。由于具体的分析选择取决于多种因素（例如任务设计、研究问题、脑电图蒙太奇），因此不会进一步详细说明超扫描脑电图分析，而是将参考现有的指南和工具箱（例如，¹⁴ 指南;^15,16 用于超扫描分析工具箱）。最后，该协议讨论了在家庭和其他现实世界环境中进行 EEG-ECG 超扫描的挑战和潜在解决方案。

研究方案

所描述的协议已获得新加坡南洋理工大学机构审查委员会 （IRB） 的批准。获得所有成年参与者和代表婴儿的父母的知情同意。

1. 在家会议时设备和空间的考虑

1. 根据国家和季节的不同，为不同的湿度和温度条件做好准备。对于高温高湿的环境，请确保有足够的气流，并尽可能打开家中的空调机组。
2. 与 WiFi 发射器、蓝牙设备（例如手机、键盘、鼠标等）和微波炉保持距离，因为附近在同一频段运行的机器可能会造成干扰。此外，尽量使实验装置远离房屋中的充电设备，因为这可能会导致数据中出现明显的电力线噪声。请注意，附近高速的立式风扇或吊扇可能会导致 EEG 电缆晃动并导致机械伪影。
3. 为在参与者的家中进行实验准备一个有利的空间。确保检测区域有足够的净空间，可容纳一名护理人员和一名婴儿坐在围坐在桌子旁的高脚椅上，并放置三个三脚架摄像头。如果可能，从表中清除所有项目，以减少任何可能的干扰。
4. 确保测试区域中有足够的亮度，以便摄像机捕捉参与者的表情。如果桌子靠近窗户，请勿将摄像机朝向窗户放置，以防止镜头眩光。

2. 会前准备

1. 告诉参与者，对于脑电图测量，成年人需要在会议前一天洗头，不要使用护发产品。询问他们是否可以在脑电图检查当天不化妆。
2. 确保在会话前一天为所有录制设备（麦克风和摄像机）、笔记本电脑、放大器和触发盒使用的移动电源充电。在会议开始前几个小时检查所有设备是否已充满电。携带充电器或最好是便携式移动电源，以备设备电池电量不足的意外情况。
3. 带上会议所需的所有表格和录音设备。

3. 在参与者家中准备实验

1. 脑电图胶凝制剂
   1. 处理凝胶时戴上一副手套。用凝胶填充四个注射器，用钝头填充两个注射器，用于被动电极，两个用较细的尖端填充的注射器，用于主动电极。
   2. 为婴儿和成人心电图电极准备两块方形遮蔽胶带。
2. 记录设备准备
   1. 处理电子设备时请摘下手套。
   2. 打开所有笔记本电脑并将 EEG 加密狗连接到相应的笔记本电脑。确保脑电图记录软件正在运行。
   3. 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。
   4. 检查并确保两个放大器（成人和婴儿）具有相同的触发端口设置，即触发标记是在输入脉冲的上升沿（高有效沿）还是下降沿（低有效沿）产生。
   5. 将三台摄像机安装在每个三脚架上。确保每台摄像机分别捕捉到看护人、婴儿以及看护人和婴儿（组合视图）（参见 图 1）。在开始会话之前，请确保摄像机的角度可以始终如一地捕捉参与者的面部，因为在互动过程中，看护人经常向下移动到婴儿的眼睛。
3. 将婴儿的高脚椅和看护人的椅子放在桌子的边缘，使它们面对面，摄像机可以捕捉到他们的面部表情（参见 图 1）。如果桌子上没有足够的空间，请将婴儿的高脚椅和看护人的椅子以直角并排放置。

图 1：设置的自上而下视图。 （1） 面向婴儿的摄像机。（2） 组合视图摄像机。（3） 面向护理人员的摄像机。 请单击此处查看此图的较大版本。

4. 护理人员的脑电图和心电图传感器应用

1. 将放大器牢固地连接到 EEG 帽上
   1. 对于护理人员，请使用 EEG 帽的后袋存放放大器，以减少电缆移动和 EEG 噪声。在为参与者戴上盖子之前，请确保放大器已安全存放并连接到连接器上。
   2. 确保在处理放大器时不与水接触（即，如果浸在凝胶中，请摘下手套）。
2. 要求护理人员摘下眼镜、口罩或耳环。如果他们的头发被绑起来，请他们取下发带以垂下头发。
3. 戴上手套并在护理人员允许的情况下，使用酒精棉签（70% 异丙醇 （IPA））清洁前额。
4. 在护理人员头部的两侧，按照自然的头发分离线，将耳朵最顶端的头发分开，以确保耳朵完全可见。
5. 将卷尺放在头部的四个参考点周围，测量护理人员的头围：鼻音（眉毛水平）、鼻音（眉毛后部的最高点）以及左右耳屏之间（耳尖）。
6. 以类似皇冠的手势从内侧拉伸脑电图帽，然后开始将帽从护理人员的额头向后脑勺戴上。在不松开盖子的情况下，将手向下滑动以握住肩带，将它们向下拉到下巴，然后系紧钩环末端。根据参与者的舒适度调整肩带。
   1. 确保将参与者脸上的任何刘海或头发从脸上去除，以防止不适或阻碍视力。
   2. 轻轻抚平盖子，确保电极与头皮紧密接触。确保盖子上没有皱纹。
7. 将卷尺放在中线处的电极上，测量 nasion 和 inion 之间的距离。确保国际 10-20 系统的 Cz 电极位于测量的中点。如果需要，使用 scrunch and release 方法来回移动盖子的位置。
8. 测量左右耳屏之间的距离，确保 Cz 电极对应于测量的中点，并根据需要进行调整。
9. EEG 和 ECG 凝胶应用
   1. 首先将凝胶涂在参比电极和接地电极上。继续凝胶剩余的电极。从后面的电极开始，因为阻抗降低到可接受的范围（通常< 25 kΩ）可能需要更长的时间，因为成年人的后面通常有更多的头发。
   2. 在护理人员身上涂抹凝胶时，请使用尖端更长更细的注射器。将注射器尖端插入电极开口，并使用注射器的底部曲线分开头发。抽出注射器时喷出少量凝胶。如果头皮和电极之间有较大的间隙，请用力按压电极以确保接触。
   3. 如果给定的有源电极设置允许，请使用光作为阻抗参考指南。或者，参考 EEG 记录软件上的阻抗读数，以确定哪些电极需要改进接触。
      注意：具有低阻抗和良好信号质量的电极（通过在开始会话前检查伪影来确保）将在帽和/或 EEG 蒙太奇上显示为绿色。如果电极的阻抗很高，请重复努力分离头发，并将电极中的凝胶很好地移动到与头皮明显接触的点。
   4. 请注意，盖子通常不能完美地贴合每个头部，头部的凹陷区域可能会导致电极和头皮之间产生自然间隙。如果阻抗仍然很高，请涂抹一小堆凝胶，以确保电极和头皮之间有凝胶桥。在此之后，小心不要将凝胶侧向移动，以免与盖子下方的相邻电极架桥。
   5. 注意不要用凝胶填充孔，以防止在盖子上跨过相邻电极。
   6. 一旦所有脑电图电极都具有低阻抗，使用酒精湿巾清洁参与者左锁骨下方的柔软区域，然后开始连接心电图电极。
      1. 将圆形胶带贴在 ECG 电极的底部，并涂抹足够的凝胶以覆盖电极的孔。
      2. 将电极连接到左锁骨下方的柔软区域。在传感器顶部贴上白色遮蔽胶带。

5. 婴儿的脑电图和心电图传感器应用

1. 请看护人帮助婴儿穿上实验者提供的背心，背心上有一个后袋，以后可以存放放大器。
2. 在看护者允许的情况下，使用酒精湿巾清洁前额。将卷尺放在四个参考点周围，测量婴儿的头围。
3. 如果婴儿心情明显良好，并且很高兴自己或与看护人一起玩耍，请继续戴上脑电图帽。咨询照护者，了解婴儿的情绪和对头饰的倾向。如果父母同意，在盖帽之前准备干粮或玩具占据婴儿的手。此外，将婴儿放在看护人的腿上，这样他们在胶凝过程中会感到舒适。
4. 以相同的皇冠状伸展动作将帽子戴在婴儿的头上，并将钩环末端固定在下巴下方。让第二个实验者或看护者使用拨浪鼓提示婴儿抬头，以便更容易固定钩环末端。
   1. 确保婴儿脸上的任何刘海或散落的毛发整齐地塞在帽子下方，以防止不适或阻碍视力。
   2. 轻轻抚平盖子，确保电极与头皮紧密接触。确保盖子上没有皱纹。
5. 使用卷尺确保盖子位置正确，将 Cz 电极置于头部的中点或顶部，并在需要时使用揉紧和释放方法进行调整（参见步骤 4.7）。
6. 将放大器牢固地安装到盖子上。连接后，显示阻抗读数。
7. 将连接的放大器放入婴儿背心背面的口袋中。
8. EEG 和 ECG 凝胶应用
   1. 首先将凝胶涂在参比电极和接地电极上。从背面开始对剩余的电极进行胶凝。
      注意：婴儿可能会对实验者触摸他们的头部或凝胶的冷却感感到有点挑剔。如果是这种情况，请留出一些时间让看护者安抚婴儿，然后再继续。第二个实验者可以分散婴儿的注意力（例如，通过吹泡泡、使用玩具或给婴儿一些食物）。
   2. 用凝胶填充所有电极开口，然后使用棉签以轻柔的从左到右的运动分开头发（如此处）;请参阅 EEG 记录软件上的蒙太奇以检查胶凝时的阻抗。
   3. 确保所有电极在 EEG 记录软件上都表现出低阻抗，通常< 50 kΩ，因为与成人相比，婴儿对胶凝过程的耐受性较差。
   4. 用婴儿湿巾清洁婴儿左锁骨下的柔软区域，并按照与成人心电图相同的程序将心电图连接到婴儿左锁骨下方。

6. 创建多模态数据同步的触发框

注意：由于不同的传感器数据流（即 EEG、ECG、视频和音频）将在会话期间的不同时间点开始记录，因此需要手动同步它们以创建单个事件时间线。因此，需要一个可以由摄录一体机（即 LED 灯）和放大器（即数字或模拟信号）捕获的公共事件。为了实现这一点，使用了一个内部同步触发盒，可以使用简单的微控制器单元程序构建，如下所述。

1. 要构建触发盒，请使用微控制器开发板、LED、BNC 连接器、移动电源、数字输入设备（即按钮）和连接到放大器触发端口的电脉冲/信号输出（即触发线）（参见 图 2B）。
   1. 将母 BNC 连接器连接到按钮，该按钮用作输入（例如，输入引脚：8），LED 灯和电脉冲信号用作输出（例如，输出引脚：12;参见 图 2A）。
   2. 通过 2.5 mm 电缆将 BNC 连接器连接到两个放大器，当它从按钮读取数字 TTL 信号时，产生一位触发器，标记 EEG-ECG 记录中的样本（参见 图 2C）。
2. 以相同的方式配置成人和婴儿放大器的触发端口设置，以确保紧密和准确的 EEG-EEG 同步。
   1. 设计触发系统，以便在释放触发按钮时（按下后）而不是在按下触发按钮时在两个放大器录音中产生触发标记。
   2. 确定放大器中触发端口的当前状态。如果最初为 0 或 LOW，则将端口设置为低有效状态，以便在释放按钮时产生标记。或者，如果端口的初始状态为 1 或 HIGH，则将端口设置为高有效状态，以便在松开按钮时产生标记（参见 图 3）。

图 2：触发盒的构建。 （A） 触发盒的微控制器电路图;（B） 已建成的触发盒的内部;（C） 连接到成人和婴儿 EEG-ECG 放大器、触发按钮和移动电源的触发盒。 请单击此处查看此图的较大版本。

图 3：高有效和低有效触发端口设置。 根据触发引脚的初始状态（0 或 1），选择触发端口设置（高有效、HA 或低有效、LA），以便在脉冲结束时（松开触发按钮时）产生标记。 请单击此处查看此图的较大版本。

7. 传感器流同步

1. 为了便于同步，请将麦克风接收器连接到相应的摄像机，从而自动同步视频（摄像机）和音频（麦克风）。
   注意：由于麦克风连接到摄录一体机，并且 EEG 和 ECG 电极来自连接到同一放大器的 EEG 电极分支组，因此这些数据流会自动预同步。
2. 将相应的麦克风发射器连接到看护人的上衣领和婴儿背心上。
3. 在确保所有三台摄录一体机的位置可以捕获来自房间中触发盒的 LED 光信号后，开始对所有三台摄录一体机进行摄录机录制。
4. 在笔记本电脑上开始脑电图记录，并为婴儿和看护人使用放大器（SD 卡版本）。为了简化会话后同步，请先启动摄像头，然后启动脑电图传感器，以便与成人-婴儿同步，因为婴儿脑电图是所有其他传感器都同步到的主传感器（以避免负视频脑电图偏移）。
5. 使用 2.5 mm 插孔将两个放大器紧紧连接到触发盒设置上，以避免出现虚假标记（图 2C）。
   注意：当插孔连接到放大器时，应在 EEG 连续流上看到触发标记。
6. 使用 Trigger Box 同步数据流。
   1. 执行长时间的按钮按下，因为两种配置之间的标记外观差异（按钮按下的开始与结束）仅在按下相当长（至少 1 - 2 秒长）时才会明显。
   2. 执行多次长按以产生多个触发器，以提高传感器之间估计偏移量的准确性和可靠性，并在某些传感器未记录某些触发器的情况下帮助事后同步。
   3. 检查所有摄像头以验证来自触发框的 LED 信号在记录中是否可见，并检查笔记本电脑上正在进行的脑电图记录中是否同时显示标记。
7. 从触发盒设置中取出放大器，并确保放大器牢固地连接到相应的 EEG 帽上。
8. 在实验会话的开始和结束时执行此同步过程，尤其是在使用 Web 摄像机监控丢失的视频帧时，这会导致同步漂移。

8. 亲子互动实验

1. 在开始亲子互动任务之前，从桌子上移走所有设备，以消除对照顾者-婴儿互动实验的潜在干扰。
2. 执行实验任务。
   注意：选择这些任务是为了强调二人组之间的自然互动，实验者只需提供最少的指导或参与（例如，像通常在家中一样与宝宝一起阅读 5 分钟）。任务的长短取决于参与者的舒适度和设备的限制，例如放大器的电池寿命。
3. 如果可能，请确保在整个实验过程中所有实验者都隐藏在婴儿的视线之外，以避免分心。一名实验者将带着记录笔记本电脑留在附近，以便在出现任何传感器流问题时能够进行干预。确保录音笔记本电脑靠近放大器（< 10 m），以避免因无线（Wi-Fi、蓝牙）性能下降而丢失样品。

9. 实验结束时清理

1. 停止摄像机上的录制，并停止笔记本电脑和放大器上的 EEG 录制软件。关闭放大器并将其从盖子上拆下。
2. 取下脑电图帽
   1. 从看护者开始轻轻取下心电图带和电极，或者如果需要，请看护者取下婴儿的心电图。由于婴儿的皮肤敏感，请使用婴儿湿巾或温水弄湿胶带，以便于取下。
   2. 首先取下盖子的钩环末端，然后向后撕下盖子并将其翻过来。使用婴儿湿巾清除婴儿头部的凝胶残留物，然后取下看护人的帽子。
   3. 告诉护理人员，多余的凝胶在淋浴时很容易洗掉。
3. 运输准备
   1. 将 EEG 帽与 EEG 和 ECG 电极一起放入塑料袋中。确保瓶盖上的凝胶不与瓶盖的分流盒接触。在运输过程中，将电线和分流器盒放在结构化的盒子中。
   2. 为防止运输过程中出现机械损坏，请将放大器装在带衬垫的盒子中，以尽量减少振动。
4. 实验室中的瓶盖后清洁
   1. 尽快开始清洁 EEG 帽。
   2. 将 EEG 帽放入清洁桶中，并用干布将电线夹在远离水源的地方。确保分流盒不与水接触。
   3. 将大约 1 L 水倒入浴缸中，并加入 10 mL 醛类消毒剂。让盖子在溶液中静置 10 分钟。请勿将瓶盖在溶液中放置太久或放置过多的消毒剂，因为随着时间的推移，它会加速瓶盖的变质。
   4. 10 分钟后，用牙刷在流水下清洁电极上的凝胶残留物。清洁有源电极时要特别小心，因为它们的每个电极都内置了小型电子电路。
   5. 用水彻底冲洗瓶盖以去除消毒液。
   6. 使用干布拍干盖子，然后将干布插入盖子中以吸收任何残留的水分。关闭 Hook and Loop 末端，将干布保持在盖子内。
   7. 将瓶盖挂起来晾干，并确保瓶盖的湿端不碰到连接器。为此，请在悬挂时将盖子放在比分流盒和连接器更低的位置。
5. 数据保存
   1. 确保将摄像机的 SD 卡中的数据、放大器和笔记本电脑的录制内容导出并备份到数据存储站点。

10. 数据质量保证

1. 视频-音频数据
   1. 检查声音是否打开，在任务期间没有遮挡任何视图，以及是否捕获了标记。
2. EEG-ECG 数据
   1. 确保 SD 卡记录存在且未损坏。检查是否在两个 EEG 记录上捕获了标记。
   2. 检查是否有技术故障，即放大器断开以及 EEG / ECG 信号中的电气或机械干扰。

11. 数据处理

1. 多传感器记录的同步
   1. 将看护人、婴儿和组合视图摄像机视频导入视频编辑软件。
   2. 浏览视频以标记每个 LED 触发灯首次出现的特定帧。继续浏览视频，并在每个触发器的 LED 灯完全消失的特定帧处添加另一个标记。
   3. 为所有 3 个视频完成这些步骤。完成后，在电子表格中记下所有视频中标记的帧号。
   4. 从放大器的 SD 卡中打开婴儿和成人的 EEG 标记文件。在电子表格中记下标记样品信息。
   5. 由于视频以每秒帧数（FPS，例如 25 FPS）记录，而 EEG-ECG 以每秒样本数（例如 500 Hz）记录，因此将帧数和样本数转换为通用测量单位，例如毫秒 （ms），以便能够创建单个时间线。
   6. 对于每个传感器（视频和生理记录），通过减去每对连续标记的毫秒时间戳，计算触发之间的时间，此处称为触发间隔 （ITI）。
      注意：尽管记录传感器的启动时间不同，但不同传感器（视频和 EEG）上同一组触发器的 ITI（以毫秒为单位）仍应匹配。因此，要验证这一点，请计算每个传感器和主 EEG 之间的每个 ITI 差异（ITI 滞后）。
   7. 检查视频 EEG ITI 滞后的质量。由于两个传感器之间的采样率/FPS 不同，因此通常，EEG 的采样率比视频高得多，因此允许计算出的 EEG 视频 ITI 滞后± 1 个视频帧（此处为 40 ms）的误差。
   8. 检查成人 EEG 的质量 - 婴儿 EEG ITI 滞后。由于它们具有相同的采样率，因此允许 1 ± EEG 样本的误差容差（此处为 2 毫秒）。
   9. 完成这些检查后，计算每个传感器与 Master 传感器的时间线（在本例中为婴儿 EEG）之间的偏移量。
   10. 从每个传感器（视频、成人 EEG）的相应标记中减去主脑电图的每个触发标记的毫秒时间戳。这将为每个传感器产生 N 个 [传感器 - 主 EEG] 偏移量（N = 触发次数）。
   11. 对于每个传感器，计算这些偏移量的平均值并将它们四舍五入以产生相对于主 EEG 的最终偏移量。使用这些偏移数字将视频和 EEG 数据剪切为与主 EEG 同时开始。
2. 简单的视频编码
   1. 要识别视频中实验的不同阶段（例如，实验任务或中断的开始和结束），请使用视频编辑软件记下帧中的特定时间戳。
3. 脑电图预处理
   1. 在任务的开始和结束时剪切成人和婴儿的 EEG 文件。
   2. 识别并删除不良通道
      1. 记下在整个/大部分任务录制中看起来持续嘈杂或不包含信号的任何通道。
         注意：对于低密度录音，目标是保留尽可能多的通道。因此，对于仅在短时间内处于不良状态的通道，最好在分析的后期阶段删除损坏的数据段，而不是通道本身。
      2. 绘制并目视检查功率谱密度 （PSD） 以识别外围通道。
   3. 要消除缓慢（超过 2 秒）线性趋势，请使用截止频率为 0.5 Hz 的基本 FIR 高通滤波器对数据进行高通滤波器。
   4. 为了去除来自肌源和外部源的高频噪声，使用截止频率为 35 Hz 的基本 FIR 低通滤波器对数据进行低通滤波。
   5. 将数据分割成连续的、不重叠的 1 s 纪元。
   6. 自动剔除最小值低于 -100 μV（成人）和 -150（婴儿）和/或最大值高于 +100 μV（成人）和 +150（婴儿）的所有分段。
   7. 目视检查 11.3.6 中未排除的所有区段。手动拒绝包含构件的所有区段。如果被拒绝的区段之间只有一个 1s 区段是可接受的，请删除整个时间段，以便不保留单个 1s 区段。
   8. 对于 INS / 二元分析，仅分析成人和婴儿共有的已接受区段。通过去除婴儿体内排斥的成人的所有部分，反之亦然，确保成人和婴儿的脑电图时间序列保持完美对齐。

结果

本研究纳入的参与者是 8 至 12 个月大，通常是发育中的婴儿及其母亲和/或祖母，他们在家中会说英语或英语和第二语言。在任务期间同时获取成人和婴儿的 7 电极脑电图和单导联心电图，以及来自三个摄像头和麦克风的视频和音频记录。根据国际 10-20 系统测量 F3 、 F4 、 C3 、 Cz 、 C4 、 P3 和 P4 的神经活动。不同的数据流在实验开始和结束时进行时间对齐和切割，以便所有记录都从时间点 t = 0 ?...

讨论

在该协议中，我们在参与者的家中进行测量，婴儿和看护人可能会感到更舒适，并且他们的行为可能更能代表他们现实生活中的互动，而不是实验室环境，从而提高生态有效性⁷。此外，在家庭环境中进行录音可以减轻参与者的负担，例如，在旅行时间方面，从而可能使某些参与者群体更容易接近。然而，除了这些优势外，现实世界环境中的自然主义 EEG 超扫描记录在实验设计和?...

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
10 cc Luer Lock Tip syringe without Needle	Terumo Corporation
actiCAP slim 8-channel electrode set (LiveAMP8)	Brain Products GmbH
Arduino Software (IDE)	Arduino	Arduino IDE 1.8.19	The software used to write the code for the Arduino microcontroller. Alternate programming software may be used to accompany the chosen microcontroller unit.
Arduino Uno board	Arduino		Used for building the circuit of the trigger box. Alternate microcontroller boards may be used.
BNC connectors			BNC connectors to connect the various parts of the trigger box setup.
BNC Push button	Brain Products GmbH	BP-345-9000	BNC trigger push button to send triggers.
BNC to 2.5 mm jack trigger cable (80 cm)	Brain Products GmbH	BP-245-1200	BNC cables connecting the 2 LiveAmps to the trigger box.
BrainVision Analyzer Version 2.2.0.7383	Brain Products GmbH		EEG analysis software.
BrainVision Recorder License with dongle	Brain Products GmbH	S-BP-170-3000
BrainVision Recorder Version 1.23.0003	Brain Products GmbH		EEG recording software.
Custom 8Ch LiveAmp Cap passive (infant EEG caps)	Brain Products GmbH	LC-X6-SAHS-44, LC-X6-SAHS-46, LC-X6-SAHS-48	For infant head sizes 44, 46, 48 . Alternate EEG caps may be used.
Dell Latitude 3520 Laptops	Dell		Two laptops, one for adult EEG recording and one for infant EEG recording. Alternate computers may be used.
Dental Irrigation Syringes
LiveAmp 8-CH wireless amplifier	BrainProducts GmbH	BP-200-3020	Two LiveAmps, one for adult EEG and one for infant EEG. Alternate amplifier may be used.
Manfrotto MT190X3 Tripod with 128RC Micro Fluid Video Head	Manfrotto	MT190X3	Alternate tripods may be used.
Matlab Software	The MathWorks, Inc.	R2023a	Alternate analysis and presentation software may be used.
Power bank (10000 mAh)	Philips	DLP6715NB/69	Alternate power banks may be used.
Raw EEG caps	EASYCAP GmbH		For Adult head sizes 52, 54, 56, 58. Alternate EEG caps may be used.
Rode Wireless Go II Single Set	Røde Microphones		Alternate microphones may be used.
Sony FDR-AX700 Camcorder	Sony	FDR-AX700	Alternate camcorders or webcams may be used.
SuperVisc High-Viscosity Gel	EASYCAP GmbH	NS-7907