Heimbasiertes EEG-Hyperscanning für soziale Interaktionen zwischen Säuglingen und Betreuern

Zusammenfassung

Dieses Protokoll beschreibt, wie synchronisierte Elektroenzephalographie, Elektrokardiographie und Verhaltensaufzeichnungen von Säuglings-Betreuer-Dyaden in einer häuslichen Umgebung aufgenommen wurden.

Zusammenfassung

Frühere Hyperscanning-Studien, die die Gehirnaktivitäten von Betreuern und Kindern gleichzeitig aufzeichnen, wurden hauptsächlich innerhalb der Grenzen des Labors durchgeführt, wodurch die Verallgemeinerbarkeit der Ergebnisse auf reale Umgebungen beschränkt wurde. Hier wird ein umfassendes Protokoll für die Erfassung von synchronisierter Elektroenzephalographie (EEG), Elektrokardiographie (EKG) und Verhaltensaufzeichnungen von Säuglingsbetreuern während verschiedener interaktiver Aufgaben zu Hause vorgeschlagen. Dieses Protokoll zeigt, wie die verschiedenen Datenströme synchronisiert und EEG-Datenspeicherraten und Qualitätsprüfungen gemeldet werden. Darüber hinaus werden kritische Fragen und Lösungsansätze in Bezug auf den Versuchsaufbau, die Aufgaben und die Datenerhebung im häuslichen Umfeld diskutiert. Das Protokoll ist nicht auf Dyaden von Säuglingsbetreuern beschränkt, sondern kann auf verschiedene dyadische Konstellationen angewendet werden. Insgesamt demonstrieren wir die Flexibilität von EEG-Hyperscanning-Setups, die es ermöglichen, Experimente außerhalb des Labors durchzuführen, um die Gehirnaktivitäten der Teilnehmer in ökologisch valideren Umgebungen zu erfassen. Dennoch schränken Bewegung und andere Arten von Artefakten die experimentellen Aufgaben ein, die in der häuslichen Umgebung durchgeführt werden können.

Einleitung

Mit der gleichzeitigen Aufzeichnung von Gehirnaktivitäten von zwei oder mehr interagierenden Probanden, auch Hyperscanning genannt, ist es möglich geworden, die neuronalen Grundlagen sozialer Interaktionen in ihrer komplexen, bidirektionalen und schnelllebigen Dynamik aufzuklären¹. Diese Technik hat den Fokus von der Untersuchung von Individuen in isolierten, streng kontrollierten Umgebungen auf die Untersuchung naturalistischerer Interaktionen verlagert, wie z. B. Eltern-Kind-Interaktionen während des freien Spiels ^2,3, des Rätsellösens 4 und kooperativer Comput....

Protokoll

Das beschriebene Protokoll wurde vom Institutional Review Board (IRB) der Nanyang Technological University, Singapur, genehmigt. Die Einverständniserklärung wurde von allen erwachsenen Teilnehmern und von den Eltern im Namen ihrer Säuglinge eingeholt.

1. Überlegungen zu Ausrüstung und Platz bei Sitzungen zu Hause

1. Bereiten Sie sich auf unterschiedliche Feuchtigkeits- und Temperaturbedingungen je nach Land und Jahreszeit vor. Stellen Sie in Umgebungen mit hohen Temperaturen und Luftfeuchtigkeiten sicher, dass ein ausreichender Luftstrom vorhanden ist, und schalten Sie die Klimaanlage zu Hause nach Möglichkeit ein.

Diskussion

In diesem Protokoll führen wir Messungen bei den Teilnehmern zu Hause durch, wo sich Säuglinge und Betreuer wohler fühlen und ihr Verhalten repräsentativer für ihre realen Interaktionen im Gegensatz zu einer Laborumgebung ist, wodurch die ökologische Validität erhöht^{wird 7}. Des Weiteren können Aufzeichnungen im häuslichen Umfeld die Teilnehmenden z.B. in Bezug auf Reisezeiten entlasten und so bestimmte Teilnehmergruppen zugänglicher machen. Neben diesen Vorteilen stellen naturalistische.......

Materialien

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