Name: classical short-delay eyeblink conditioning in one-year-old children
Uploaded: 2018-09-01T13:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 36 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Classical Short-Delay Eyeblink Conditioning in One-Year-Old Children at JoVE.com

Diese Studie wurde unterstützt von der New Zealand Optometric Vision Research Foundation, Health Promotion Agency, The University of Auckland Faculty Research Development Fund, und The University of Auckland School of Medicine PBRF zu finanzieren.
Wir sind dankbar für die beiden Optometrie-Studenten von der University of Auckland (Shannon Boy und Harpreet Singh), die die manuelle video Analyse untersuchen Vereinbarung im Handumdrehen Antwort Messungen abgeschlossen.

Alle hier beschriebene Methoden wurden von der nördlichen B Gesundheit und Behinderung Ethik-Kommission, Referenznummer genehmigt: 13/NTB/181.
1. Technische Anforderungen
<ol><li>Verwenden Sie eine Air-Blätterteig-Einheit in der Lage einen Luftstoß direkt auf der Hornhaut. Dies kann erreicht werden, mit einem flexiblen Schlauch befestigt, ein Luft-Tank über ein Luft-Kompressor. Zur Gewährleistung der Sicherheit des Kindes passen diese mit einer einstellbaren Druckregler, die Luftdruck einschränkt und Grenzen Luft Blätterteig Dauer. Hinweis: Handelsübliche Systeme den Kompressor innerhalb des Systems zu integrieren, und erfordern keine Atemgerät.</li>
	<li>Verwenden Sie ein verstellbarer Kopfbügel oder Hut, der kann durch das Kind getragen werden und ermöglicht die entsprechende Positionierung der Luftstoß Schlauch neben dem Auge.</li>
	<li>Richten Sie zwei tragbaren Audio-Lautsprecher mit einstellbarer Lautstärke-Einstellungen.</li>
	<li>Entwerfen Sie und rechnerische Kontrolle über das Gerät so richten Sie ein, dass der Ton und die Luft Zug automatisch mit präzisem Timing und in unterschiedlichen Abständen verabreicht werden kann.</li>
	<li>Richten Sie eine tragbare Videokamera mit mindestens einer Bildrate von 60 Hz Eyeblink Antworten manuell aufzeichnen. Um Antwortzeiten zu messen, verwenden Sie eine Videokamera, die die Testversion einsetzen, entweder durch Aufnahme das Tonsignal oder durch Dreharbeiten einen Testversion einsetzen-Indikator programmiert das Software-Paket erfasst werden können.</li>
	<li>Installieren Sie und starten Sie eine Videoschnitt-Software, die ermöglicht, Frame-by-Frame treten sowohl video als auch Audio-Komponenten (z. B.Adobe Premiere Pro) erlauben die Forscher um das Zeitintervall zwischen den Reiz und die Blink-Reaktion zu messen.</li>
</ol>(2) experimentelles Paradigma
<ol><li>Studien in Blöcken von 10 zu verwalten. Jeder Block sollte folgende Testversion enthalten.<ol>
<li>Gehören Sie acht gekoppelte Prüfungen, wo jeder lernen-Studie besteht aus einem 750-ms Ton (80 dB, 1 kHz), die überlappt und endet mit einem 100-ms Luft Blätterteig (~1/20 Psi)9,10,11.</li>
		<li>Gehören Sie eine ungepaarte Testversion, das besteht aus einem einzigen 750-ms Ton allein in Ermangelung der Luftstoß, um eine konditionierte Eyeblink Antwort, assoziativen Lernens testen präsentierte.</li>
		<li>Gehören Sie eine somatosensorische Prüfung bestehend aus einer einzigen 100ms Luft Blätterteig Studie allein in der Abwesenheit des Tones für Hornhaut Empfindlichkeit gegenüber der Luftstoß zu testen und die richtige Positionierung des Kopfbandes präsentiert.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Randomisieren den Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Prüfungen (z.B., 8-16 s, mit einem durchschnittlichen Testzeit Intervall von ca. 12 s)9,10,11.</li>
	<li>Fünf aufeinander folgende Blöcke (d.h. insgesamt 50 Studien) in einer einzigen Sitzung für eine gesamte Sitzungszeit von ca. 12 min zu messen.</li>
	<li>Um zu testen ob Klimaanlage immer noch auftritt, verwalten Sie zwei EBC-Sitzungen von 50 Studien mindestens 1 h auseinander.</li>
</ol>(3) Prüfverfahren
<ol><li>Durchführen Sie EBC in einem mäßig beleuchteten Raum (~ 300 Lux) mit konsistenten Beleuchtungsstärken zwischen Experimente.</li>
	<li>Positionieren Sie die beiden portablen Lautsprecher auf beiden Seiten des Säuglings, ca. 40 cm von beiden Seiten des Kopfes.</li>
	<li>Das Kleinkind Kopf das maßgeschneiderte Stirnband aufsetzen und für Kopfgröße anpassen.</li>
	<li>Positionieren Sie den flexiblen Schlauch hält Blätterteig Luftdüse und angrenzenden Infrarot-Sensor, so dass diese ca. 1-3 cm vom rechten Auge des Kindes in einem ~ 45 °-Winkel von der axialen Ebene des Kopfes (Abbildung 1).</li>
	<li>Überprüfen Sie vor Beginn des Experiments, dass der Versuchsaufbau optimiert ist, um die Hornhaut Luft Blätterteig liefern. Liefern ein Einzeltest Luft Blätterteig für das Kind die Augen und beobachten, ob ein Eyeblink auftritt und sichtbar auf der Videokamera ist. Wenn keine Eyeblink beobachtet wird, passen Sie die Stirnband so positioniert, dass der Blätterteig Lufteinheit näher an das Auge ist.</li>
	<li>Zeichnen Sie den Säugling Eyeblink Antworten während der gesamten Dauer des Experiments. Positionieren Sie die Videokamera, so dass das Blickfeld auf das Kind die Augen gerichtet ist. Die Kamera sollte nahe genug, um kleine Augenbewegungen zu erkennen, aber nicht so nah, so dass das Kind außerhalb des Rahmens bewegen kann, wenn er/Sie wählerisch wird.</li>
	<li>Sicherstellen Sie, dass die Experimentatoren die Stimulus-Timing maskiert sind. Wenden Sie die EBC-Benutzeroberfläche zeigt an, wann die nächste Prüfung auftreten, sich des Forschers, sich weg von der Computer-Schnittstelle zu orientieren, so dass sie nicht bewusst sind, wenn die nächsten Impulse geliefert werden. Dies verhindert die Forscherin reagiert auf den Reiz selbst und möglicherweise einen Beitrag zur gelernten Reaktionen des Säuglings.</li>
</ol>4. Optimierung des Versuchsaufbaus für One-jährige Kinder
<ol><li>Stellen Sie sicher, dass zwei Forscher zur Verfügung, um das Experiment durchzuführen sind.</li>
	<li>Wenn das Stirnband auf den Säugling zu platzieren, stellen Sie die Pflegeperson, das Kind auf dem Schoß vor seitlich zu positionieren. Dies ermöglicht den Forscher zugänglich seitlich und hinter dem Kopf des Kindes, während ein zweiter Forscher Säuglings eingreift.</li>
	<li>Das Stirnband Platzierung und Positionierung der düsenkanals sollte so schnell und so ruhig wie möglich, um sicherzustellen, dass das Kind durchgeführt werden. Indem eine Hand über die Spitze der Düse wird verhindert, dass das Kind drehen ihren Kopf in die Düse bei der Positionierung.</li>
	<li>Halten Sie das Kind auf die Pflegeperson Schoß während des Experiments. Hinweis: Während ein Hochstuhl ein einheitlicheres Umfeld zwischen Experimente zur Verfügung stellen kann, kann dies Angst erhöhen und verringern Compliance bei vielen Säuglingen.</li>
	<li>Verwenden Sie für Säuglinge geneigt, stören das Stirnband während des Experiments sanfte Ablenkung.</li>
	<li>Das Stirnband bewegt sich häufig während des Experiments. Wenn das Kind nicht mehr reagieren auf die Luft pusten Sie oder das Stirnband hat das Auge deutlich entfernt halten Sie das Experiment an und passen Sie die Stirnband Position bevor Sie fortfahren.</li>
	<li>Ermutigen Sie das Kind während des Experiments nachschlagen, um das Ausmaß der Eyeblink Bewegungen zu erhöhen; auf diese Weise kann Eyeblink Erkennung verbessert werden. Hinweis: Dies kann erreicht werden, indem man das Kind vor einem Monitor spielen eine kleine freundliche Video (z.B. eine altersgerechte Cartoon mit dem Audio deaktiviert) leicht oberhalb ihrer Sichtlinie.</li>
</ol>5. Eyeblink Detektion mittels Videokamera Aufnahmen
<ol><li>Lassen Sie zwei Forscher unabhängig voneinander die Eyeblink Antworten für jedes Experiment definieren.</li>
	<li>Verwenden Sie video-editing-Software, um jeden Versuch für eine 2.000-ms Latenz nach trial Beginn zu analysieren.</li>
	<li>Verwenden Sie die audio-Wellenform, um den ersten Frame der Testversion auftreten erkennen.<ol>
<li>Für die gepaarten (CS + US) und ungepaarte (nur CS) Studien definieren trial Beginn von Anfang an das Tonsignal.</li>
		<li>Führen Sie für die somatosensorischen Studien, wo nur die USA (Luftstoß) präsentiert wird Vortests, um sicherzustellen, dass das Mikrofon der Kamera die subtile 100ms Lärm, erstellt von der Luftstoß erkennen kann. Ansonsten video-Aufzeichnung des Indikators trial Beginn programmiert in die Software Paket hilft bei der Erkennung von Luft Blätterteig auftreten.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Verwenden Sie die Videospur, um die Blink-Reaktion zu erkennen. Aufzeichnen Blink Latenz als das folgende: Blink einsetzen-das erste Bild wo die Augenlider beginnen zu schließen; Blink Gipfel-der erste Frame wo die Augenlider maximal geschlossen sind.</li>
	<li>Je nach Bedarf, entwickeln Sie Strategien, um mehrdeutige Antworten zu behandeln. Siehe die folgenden Beispiele.<ol>
<li>Vernünftigerweise schließen Sie teilweise blinkt, die auftreten können, wenn die Augenlider nicht vollständig zu schließen, um mehr als ca. 50 aus %.</li>
		<li>Schließen Sie aus, Studien, wo der Ton/Luft Blätterteig Beginn verborgen ist, durch äußere Lärm, oder wo die Blink-Antwort aus Sicht von weiteren Analysen verdeckt ist.</li>
		<li>Analysieren Sie in Studien, wo mehrere blinkt eingehalten werden die erste Blink-Reaktion nach Beginn der Studie.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Notieren Sie die Anzahl der Videoframes zwischen Reiz auftreten und den Blink-Gipfel. Wandeln Sie die Latenz in Echtzeit basierend auf die Sampling-Rate der Videokamera.</li>
</ol>(6) EBC Reaktion Klassifikation
<ol><li>Nach dem erkennen definieren dieser Studien, in denen eine Eyeblink Reaktion aufgetreten ist, die Art der Blink, basierend auf der Latenz im Vergleich zu dem Reiz einsetzen (Abbildung 2).<ol>
<li>Definieren Sie einen Wimpernschlag als eine Antwort zu erschrecken , tritt innerhalb der ersten 200-ms Intervall nach dem Signalton; Diese stellen eine Reflexe Antwort auf die auditive Ton oder blinkt, die zufällig zeitlich mit Ton einsetzen, die unabhängig von der Luftstoß eingetreten wäre. Hinweis: Startle Reaktionen können, für die gepaarten (CS + US beobachtet werden) oder ungepaarte (nur CS) Studien, wo der auditive Ton geliefert wird.</li>
		<li>Definieren Sie einen Wimpernschlag als somatosensorischen Reaktion tritt es als Reaktion auf den Luftstoß; Es gibt an, ob die Hornhaut auf den Luftstoß mit der aktuellen Konfiguration Kopfstück reagiert. Dies ist eine Art von Unconditioned Antwort (siehe unten).</li>
		<li>Definieren Sie Unconditioned Reaktionen als somatosensorischen Antworten auf Luft Blätterteig während gepaarten (CS + US) Versuche, die mehr als 650 ms, nach dem Ton einsetzen auftreten.</li>
		<li>Definieren Sie konditionierte Antworten als blinkt, die optimal sind zeitlich zusammenfallen mit dem Luftstoß. Sie werden zwischen 350 bis 650 ms nach dem Ton einsetzen für die gepaarten oder ungepaarten Studien initiiert und zeigen, dass assoziativen Lernens zwischen CS und US aufgetreten sein könnten.</li>
		<li>Definieren Sie eine Testversion als konnte nicht Antworten , wenn kein blinken als Reaktion auf den Luftstoß erkannt wurde; Diese können für die gepaarten (CS + US) beobachtet werden Studien oder somatosensorischen Studien. Diese Antworten zeigen, dass der Luftstoß nicht das Auge erreicht.</li>
	</ol>
</li>
</ol>7. Analyse des assoziativen Lernens
Hinweis: Eine Reihe von Methoden wurden bisher beschrieben, um assoziative lernen9,10,11 (hier kurz beschrieben) zu beurteilen. Forscher sollten diese Methoden ändern oder entwickeln ihre eigenen festlegen, ob assoziative lernen, je nach ihrer experimentellen Design stattgefunden hat.
<ol><li>Zunächst schließen Sie aus, Studien, in denen keine nutzbaren Daten, z. B. mit technischen Fehlern erfasst wurden.</li>
	<li>Berechnen Sie die Empfindlichkeit gegenüber der Luftstoß durch Berechnung des Anteils der Eyeblink Antworten aus allen möglichen somatosensorischen Studien.</li>
	<li>Prüfen Sie, ob assoziative lernen während des Experiments aufgetreten ist, durch den Vergleich des Anteil der konditionierten Antworten in sequentielle Blöcke von 10 Studien. Eine Erhöhung des Anteils der konditionierten Antworten im Laufe des Experiments kann darauf hindeuten, Konditionierung stattgefunden hat. Hinweis: Alternativ Modellierung die Veränderung Eyeblink Latenzen im Laufe der Zeit ließe sich prüfen, ob das Kind ihre Reaktionszeiten im Verlauf des Experiments angepasst hat.</li>
	<li>Prüfen Sie, ob assoziativen Lernens experimentelle sitzungsübergreifend oder zwischen zwei Versuchsgruppen stattfindet. Verwenden Sie ein beliebiges Kriterium festlegen, ob Klimaanlage (z.B.> 40 % konditionierte Antworten innerhalb eines experimentellen Modus) stattgefunden hat6,9.</li>
</ol>

<ol>
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Die Autoren haben nichts preisgeben.

Modifikationen und Fehlerbehebung: Kommerzielle oder maßgeschneiderte Eyeblink Konditionierung Systeme sollten die Reize in experimentell kontrollierter Weise zum Thema zu präsentieren und die Verhaltensreaktionen erkannt werden. Obwohl dies ein nicht-invasives Verfahren ist, die technischen Voraussetzungen für die Durchführung dieser Experimente in weniger konform Populationen (z.B. Säuglinge) ist eine Herausforderung. Physisch anbringen der Kopf-Halterung für das Auge ist möglich, dass Tierversuche, wie z. B. Klimaanlage Experimente in Schafe12,13. Ältere Kinder tolerieren können, trägt eine Stirnband mit einem angehängten Luftstoß Lieferung Einheit6,7,8 und können ermutigt werden, eine Konstante augenposition mit Fernsehen als eine Ablenkung zu pflegen. Obwohl Compliance bei sehr jungen Säuglingen durch Konditionierung während Schlaf14, ältere Säuglinge nähert sich ein Jahr erreicht werden kann, sind in der Regel leicht abgelenkt, so dass sie eine einzigartige Herausforderung Bevölkerung. Trotz der Herausforderungen sind Eyeblink Konditionierung Experimente möglich für einige wach, ein-Jahr-alte Säuglinge. Unsere Erfolgsquoten ähneln denen, die bisher in der Literatur (~ 40-50 % Übereinstimmung)9, wobei die Wahrscheinlichkeit auf Erfolg spiegelt sich wahrscheinlich vom Temperament des Kindes am Tag des Experiments.
Wichtige Schritte im Rahmen des Protokolls: Wir empfehlen einen kommerziell erhältlichen EBC Aufbau Anpassung oder mit Hilfe einer speziell angefertigten Luft Druckerzeuger wie zuvor beschrieben, für jüngere Kinder9,10,11. Die erste Herausforderung ist die Aufrechterhaltung Luftstoß Liefereinheit lagerichtig in das Experiment, wonach eine kleinere Kopfstück modifiziert. Augensicherheit ist ein besonderes Anliegen für nicht konforme Säuglinge, die versuchen, die Kopfbedeckung selbst zu entfernen. Kleinkinder müssen daher jederzeit überwacht werden. Ein Teil der Kinder wird nicht dulden, tragen das Stirnband oder Erhalt der Luftstoß auf das Auge (hier ~ 35 %), obwohl dies durch sanft das Kind abzulenken, wenn das experimentelle Protokoll dadurch verbessert werden kann und wenn dies offenkundig mit Kleinkind nicht stört Verhalten. Für die Kinder, die das Experiment abgeschlossen haben, sind nur Luft-Blätterteig Studien bestätigen, dass das Oberteil richtig positioniert war, wie fehlende oder Umkehrung der Konditionierung Antworten durch schlechte Lieferung der Luftstoß in das Experiment hervorgerufen werden kann.
Während manuelle Videoanalyse zeitaufwändig ist, sind automatisierte Maßnahmen der Säugling Eyeblink Antworten derzeit nur schwer zu erreichen. Infrarot-Sensoren geliefert mit kommerziellen EBC-Setups (positioniert auf dem Stirnband angrenzend an die Air-Blätterteig-Einheit) aufzeichnen den Moment zum Reflexionsgrad von der Hornhaut bei einer 1-kHz-Abtastrate und blinkt können durch Messung der Veränderung Reflexion erfasst werden nach dem Reiz einsetzen. Wesentliche Änderungen von Baseline Reflexion zeigen, dass eine Eyeblink aufgetreten, und automatisierte Analyse zu erkennen und klassifizieren Blink Antworten verwendet werden. Aber wir und andere9,10,11 deuten darauf hin, dass Forscher sollten nicht auf Infrarot-Hornhaut Reflexion Messungen zur Verfügung gestellt mit kommerziellen EBC-Setups, blinkt bei ein-Jahr-alten Kindern zu erkennen. Während diese Methode geeignet für Erwachsene Teilnehmer oder ältere Kinder6,7, konnten wir nicht zuverlässig blinkt in One-Year-Olds mit dieser Methode erkennen. Hier ist vernachlässigbar Veränderung der Basislinie Reflexion beobachtet, über die Länge der Studie Epoche, darauf hinweist, dass die Eyeblink nicht von der Infrarot-Sensor erkannt wird. Darüber hinaus sind falsche positive Spitzen häufig beobachtet, die durch Kopfbewegungen des Säuglings, die sich ändern entstehen, die Positionierung des Sensors. Pilotversuche bei Erwachsenen deutet darauf hin, dass der Teilnehmer an oder leicht über ihre horizontale Sichtweite konzentrieren muss, mit der Luft Blätterteig Einheit innerhalb von 1 – 2 cm von der Hornhaut positioniert, erfolgreich die Eyeblinks-Bedingungen zu erkennen, die nicht beibehalten werden kann konsequent mit einem Kleinkind. Darüber hinaus können kleine interpalpebral Riss bei Säuglingen Hornhaut Reflexion machen Blink Detection schwierige als bei Erwachsenen oder älteren Kindern verkleinern.
Bedeutung im Hinblick auf bestehende Methoden: Trotz der Notwendigkeit zur manuellen Videokamera Analyse und die niedrigere zeitliche Auflösung eines 60-Hz-Videos im Vergleich zu 1-kHz-Reflexionsgrad Messungen machen die verbesserte Erfolgsraten der Videoaufnahmen dieses eine überlegene Methode des Infrarot-Sensors. Obwohl die Hornhaut Luftstoß auch durch die gleiche Kopfbedeckung Befestigung als kommerzielle Infrarot-Sensor geliefert wird, scheint Reiz Lieferung benötigt weniger anfällig für die Positionierung als des Infrarot-Sensors sein, da die Luft Blätterteig Stärke angepasst werden kann. Dies vermeidet übermäßige Anpassung des Kopfbandes, die dazu neigt, Säugling Compliance zu reduzieren. Forscher, die höhere Erfolgsraten mit dem Infrarot-Sensor erreichen erfordern noch Videokamera Analyse zu unterstützen. Für die Prüfungen besteht keine nachweisbaren Eyeblink Antwort vom Infrarot-Sensor aufgezeichnet, video-Aufnahmen zwischen wahren Antworten oder ungültige Versuche unterscheiden können (d. h., ob das Kind in der richtigen Position, Blätterteig Lufteinheit trug ob sie nicht blinken, oder ob der Infrarot-Sensor nicht Nu zu erkennen). Videoaufnahmen sind notwendig, um falsch positive Ergebnisse bestätigen wie Bewegungen während der Testphase auch getarnt als blinkt Artefakte produzieren können. Eye-Tracking-Gerät15,16 und Elektromyographie9,10,14 Orbicularis Oculi Muskel sind andere automatisierte Methoden der Blink-Erkennung, die über den Rahmen dieses Beitrags Obwohl ohne visuelle Bestätigung der Blätterteig Einheit Positionierung für jeden Versuch, sind diese Methoden wahrscheinlich die gleichen Nachteile wie die hier beschriebene Software zur Erkennung der Infrarot-Eyeblink leiden.
Bisher konzentrierte sich veröffentlichtes Werk auf Augenzwinkern Konditionierung auf jüngere Kinder, in der Regel 4-5 Monate alt; Diese Arbeit verleiht dieser Körper der Literatur beschreibt Techniken für den Einsatz mit älteren Kindern (12 ± 1 Monat alt) und die besonderen Herausforderungen, die dieser Altersgruppe präsentiert. Andere Autoren haben auch Videoanalyse (alleine oder in Kombination mit Elektromyographie) mit Säuglingen9,10,11,14verwendet. Die hier vorgestellten Ergebnisse stehen im Einklang mit dieser bisherigen Erkenntnisse, die darauf hindeuten, dass video Frame für Frame-Analyse ist die beste Methode zur Erkennung von Eyeblinks bei Säuglingen, wie Elektromyographie und Infrarot-Überwachung wegen Gesichts- und Kopf problematisch sein kann Bewegungen bei sehr kleinen Kindern. Diese Arbeit unterstützt auch die Feststellung, dass Säuglinge konditionierte Antworten sogar in sehr jungem Alter, zumindest für eine 650-ms Verzögerung Intervall9entwickeln können.
Zukünftige Anwendungen: Eine begrenzte Anzahl von Studien Eyeblink Konditionierung Experimente bei menschlichen Säuglingen versucht haben, sollte die Stimulus-Parameter sorgfältig in Zukunft Experimente anzusehen. Klimaanlage hat bereits 10 Tage Alter17 beobachtet und zumindest innerhalb des ersten Monats des Lebens14, obwohl eine lange Inter-Stimulus-Intervall (z.B.1.500 ms) scheint in diesen sehr frühen Stadien der Kindheit18 noch erfolgreicher zu sein . Im Vergleich dazu nähert sich sechs Monate alt Kinder können zuverlässiger konditioniert werden mit einem kürzeren Intervall10, obwohl weniger erfolgreich als Erwachsene19. Das 650-ms Intervall zwischen dem Ton und der Luftstoß vorgeschlagen für ein-jährige Kinder in diesem Protokoll erfolgreich induzieren können Konditionierung in 4 oder 5 Monate alten Säuglingen9,10,11, ebenso wie in älteren Kinder6,7. Dies deutet darauf hin, dass Eyeblink Konditionierung Entwicklungsgeschichtlich, mit der optimalen Verzögerung zwischen dem Ton und der Luftstoß abnehmender mit Kleinkind Alter10 geregelt ist, obwohl weitere Experimente, die Anpassung dieses Protokolls erforderlich, um diese zu untersuchen sind, Weitere Parameter.
Einschränkungen dieser Technik: EBC kann schwierig sein, einrichten und Problembehandlung in jeder einzelnen Situation erfordern. Bestimmung des Auftretens Klimaanlage hat ist schwer zu definieren und wird am besten über mehrere Studien oder Sitzungen beobachtet. Zum Beispiel haben andere Studien eine willkürliche Klimaanlage Rate von 40 % in jedem Block von 10 Studien definieren, Klimaanlage und verglichen alle Änderungen zwischen aufeinander folgenden experimentellen Sitzungen6,9,10, 11. Erfolgreichem Abschluss die erforderliche Anzahl von Studien, Klimaanlage beobachten kann daher, in kleinen Kindern schwer zu erreichen sein.
In Bezug auf die Daten-Analyse ist eine der besonderen Herausforderungen Reiz-evozierten blinkt von spontanen (endogene) blinkt9trennen. Die Rate der spontanen Eyeblinks unterscheidet sich zwischen den Individuen aber durch Umweltfaktoren wie Luftfeuchtigkeit im Raum, sowie Verhaltensstörungen Staaten beeinflusst werden kann. Doppelte blinkt auftreten, wenn gibt es zwei komplette Augenlid Verschlüsse in sehr kurzer Zeit (z.B. 400 ms)20, und es möglich ist, dass diese spontane blinkt zur gleichen Zeit wie eine Reflexive auftretenden widerspiegeln (bedingte oder unbedingte) Eyeblink. Wir gelegentlich doppelt blinkt in unserem Datensatz beobachtet und unter Verwendung dieses Protokolls, verzeichneten wir die Wartezeit auf den ersten Augenblick nur. Verwerfen diese Studien kann jedoch Sicherheit erhöhen, dass die Analyse Impulse-evozierten blinkt nur erfasst.
Forscher müssen auch Entscheidungen auf die Latenz-Fenster, um eine konditionierte definieren oder Unconditioned Antwort, sowie ob Latenz zu blinken Beginn oder Blink-Peak (Augenlid Schließung) definieren. Hier haben wir konservativ eine konditionierte Reaktion definiert als ein Wimpernschlag, die Spitzen vor 650 ms in gepaart oder ungepaart Studien zur Rechtssicherheit, dass die blinken vor dem Luft Blätterteig auftreten und nicht als Reaktion auf den Luftstoß initiiert wird. Jedoch diese Latenz Fenster ließe sich für ungepaarte Studien wo keine Luftstoß vorgestellt, insbesondere dann, wenn mit Gipfel Blink um die Latenz der Antwort zu definieren. Wichtigere hier gilt der Grundsatz, dass alle Instanzen in der gleichen Weise von allen Prüfern behandelt werden und dass dieses Kriterium vor Beginn jeder Daten Analyse ermittelt wird.
Zusammenfassend bieten video-Frame-by-Frame-Analyse eine zuverlässige und reproduzierbare Methode zur Beurteilung der klassischen EBC Antworten bei jungen Säuglingen. Diese Maßnahmen bieten ein Maß für lernen, Verhalten, obwohl eine umfassende Entwicklungs Bewertung, zur vollständigen Charakterisierung Neurodevelopment in Kinderschuhen erforderlich ist.

EBC ist eine Form der klassischen Konditionierung, die gewöhnlich zum Lernen und Gedächtnis bei Menschen und anderen Tieren zu beurteilen. Die konventionelle EBC-Paradigma bezieht sich auf eine gelernte Assoziation zwischen einen harmlosen "konditioniert" Impuls (eine auditive Ton) mit dem "unbedingten" Reiz (eine Hornhaut Luftstoß, das eine reflexive Eyeblink Unconditioned Antwort hervorruft). Assoziativen Lernens bemisst sich durch die Darstellung der konditionierten Stimulus und Eyeblinks zu klassifizieren, wie Klimaanlage und Unconditioned Antworten-ein Anstieg auf die Anzahl der konditionierten Antworten im Laufe der Zeit, oder über mehr als eine Sitzung möglicherweise assoziative Lernen geschieht.
Die Eyeblink Konditionierung Paradigma kann verwendet werden, um Personen mit assoziativen Lernens Beeinträchtigungen zu identifizieren. Verzögerung Klimaanlage-wo die konditionierten Stimulus (CS) beginnt vor sondern überlappt die Unconditioned Anregung (US)-erfolgt durch zerebelläre Schaltung1,2, und wird bei Erwachsenen und Kindern mit neurologischen Erkrankungen, gestört einschließlich Schizophrenie3, Autismus4,5und fetalen Alkohol-Spektrum-Störung6,7. Aus Sicht der klinischen unterstützen Prüfung Eyeblink Konditionierung bei Säuglingen Früherkennung und Behandlung von diesen neurologischen Erkrankungen. Jedoch während ältere Kinder Hornhaut Luft Blätterteig6,7,8 tolerieren können und können für die Dauer des Experiments eine stabile Leiter/augenposition pflegen, sind die Kinder weniger konform und konventionellen Eyeblink Erkennung Ausrüstung und Software ist nicht ausreichend.
Hier beschreiben wir ein einfaches Protokoll untersuchen kurze Verzögerung Eyeblink Konditionierung in One-jährige Kinder, die von Protokollen angepasst wurde bereits an anderer Stelle9,10,11beschrieben. Dieses Protokoll kann mit jedem kommerziellen oder maßgeschneiderte System liefern eine kontrollierte Luftstoß Hornhaut verabreicht werden. Jedoch anstelle von kommerziellen Eyeblink Erkennungssoftware (z. B.San Diego Instrument EyeBlink Detection System, die Signale von einer Infrarot-Kamera verarbeitet), wir und andere9,10,11, Empfehlen Sie Frame für Frame-Analyse der Videokamera Aufnahmen zu erkennen und klassifizieren Eyeblink Antworten in ein-jährige Kinder.

<table><tbody><tr><td>Eyeblink conditioning system</td><td>San Diego Instruments</td><td>Model #2325-0145-W</td><td>includes portable airpuff unit and infrared emitter/receiver mounted to adjustable headband; eyeblink stimulus and response detection software; PC interface</td></tr><tr><td>4K Ultra HD action camera</td><td>RV77</td><td>Model SJ9000</td><td>micro SD/TF card recording 90fps at 720p</td></tr></tbody></table>

classical short-delay eyeblink conditioning in one-year-old children

Klassische Eyeblink Konditionierung (EBC) bezieht sich auf die Gelehrten Assoziation zwischen einer konditionierten Stimulus (eine auditive Ton) und einen Unconditioned Stimulus (ein Luftstoß der Hornhaut). Eyeblink Konditionierung wird oft experimentell verwendet, um Anomalien zu erkennen, im Kleinhirn-abhängige lernen und Gedächtnis, die diese Art des assoziativen Lernens zugrunde liegt. Experimente bei Erwachsenen und älteren Kindern relativ einfach verwalten mit kommerziellen Geräten sind, zwar Eyeblink Konditionierung bei Säuglingen ist schwieriger aufgrund ihrer schlechten Compliance, die korrekte Positionierung des Gerätes schwer macht. Um Klimaanlage bei ein-Jahr-alten Säuglingen zu erreichen, kann ein nach Maß oder eine angepasste Handelssystem verwendet werden, die Luft des Säuglings Hornhaut Blätterteig anzubieten. Die größte Herausforderung liegt in der erfolgreichen Erkennung und Klassifizierung der Verhaltensreaktionen. Wir berichten, dass automatisierte Blink Nachweismethoden sind unzuverlässig in dieser Population und Konditionierung Experimente mit Frame-by-Frame-Analyse der zusätzlichen Video-Kamera Aufnahmen analysiert werden sollte. Diese Methode kann angewendet werden, Entwicklungs Veränderungen in Eyeblink Konditionierung zu studieren und zu prüfen, ob dieses Paradigma Kinder mit neurologischen Erkrankungen erkennen kann.

Testbarkeit Eyeblink Konditionierung in One-jährige Kinder:
Der Versuchsaufbau erforderlich zu prüfen, Eyeblink Konditionierung ist eine Herausforderung für ein-jährige Kinder. In den Experimenten wir führten 35 % (11 Kinder) konnte nicht im Experiment zu beteiligen, weil sie nicht ertragen würde, trägt eine Stirnband oder Erhalt der Luftstoß der Hornhaut (n = 31 Kleinkinder versucht). Etwa die Hälfte (52 %, n = 16 Kinder) abgeschlossen oder den ersten Satz von 50 Studien teilweise abgeschlossen (Median [IQR] = 22,5 [0 - 50] Studien abgeschlossen). Der Rest nahm an zwei experimentelle Sessions.
Zuverlässige experimentelle Ergebnisse zu erzielen erfordert korrekte Positionierung der Stirnband und Luft Blätterteig-Einheit während des Experiments. Für diese Kinder, die an dem Experiment teilnehmen, Blätterteig Luftzufuhr an der Hornhaut für die Mehrheit der Studien lässt sich (77 ± 6 % der Luftstöße induziert eine Blink-Reaktion; n = 13 Säuglingen/557 Luft Blätterteig Studien versucht). Die verbleibenden Versuche darstellen "Versuche fehlgeschlagen" in denen das Kind nicht empfindlich auf den Luftstoß war.
Abbildung 3 illustriert Luft Blätterteig Lieferung Erfolg während zwei Klimaanlage Experimente von 50 Studien. Die Anzahl der beobachteten Eyeblinks wird als Prozentsatz der Luft Blätterteig Studien (d.h. somatosensorische oder gekoppelte Prüfungen) beschrieben. Blinken Sie Antworten aus der ersten Säugling Abnahme in jedem aufeinanderfolgenden Block von 10 Studien, die darauf hinweist, dass das Stirnband suboptimal gegen Ende des Experiments positioniert kann. Im Gegensatz dazu zeigt das zweite Baby relativ guten Empfindlichkeit gegenüber der Luftstoß mit mindestens 90 % der Luft Blätterteig Studien erfolgreich eine Blink-Antwort in jedem nachfolgenden Block von 10 Studien zu entlocken.
Eyeblink Erfolg Erkennungsraten mit Videokamera-Analyse: Eine Hand-Videokamera bietet eine zuverlässige Methode zur Erfassung Eyeblink Antworten dadurch, dass des Forschers um manuell das Kind die Augen zu verfolgen. Manuelle Bild-für-Bild-Analyse wurde verwendet, um Antworten von 90 ± 3 % der Studien zu identifizieren (n = 13 Säuglingen/608-Studien versucht). Die verbleibenden Versuche repräsentieren diejenigen in denen das Kind die Augen während der Dreharbeiten verdeckt wurden.
Obwohl Videoanalyse subjektive Interpretationen benötigt, kann diese Methode verwendet werden, Eyeblink Latenz von Impuls Anfang zuverlässig messen. Unsere Analyse der Blink-Antwortzeiten durch zwei unabhängige Beobachter gemessen zeigt gute Inter Rater Zuverlässigkeit, wobei die mittlere Differenz zwischen den Messungen 28,4 ms und 95 % Grenzen der Vereinbarung ± 263,9 ms wurde (Abbildung 4: n = 4 Experimente von zwei Beobachter/94 analysiert blinken Antworten). Wenn man bedenkt, dass konditionierte Eyeblinks als diejenigen, die fallen in einem 300-ms-Fenster definiert sind, ermöglicht dies hinreichend genau zu unterscheiden konditionierten aus Unconditioned Antworten. Beachten Sie, dass diese Versuche mit erhebliche Meinungsverschiedenheiten können leicht überprüft nach Konsultation zwischen den Beobachtern.
Eyeblink Konditionierung in One-jährige Kinder: Die zwei Konditionierung Experimente gezeigt in Abbildung 5A und 5 b veranschaulichen die Eyeblink Antwort Latenzen im Laufe des Experiments für die gepaarten und ungepaarten Versuche. Die Eyeblink Antworten aus dem ersten Kind während der ersten EBC-Sitzung-Spitze nach dem Einsetzen der Luftstoß und außerhalb der Latenz-Fenster, das eine konditionierte Reaktion definiert. Darüber hinaus dieses Kind reagiert nicht auf eines der ungepaarten (nur Ton) Studien. Zusammen, dies bedeutet, dass dieses Kind nicht gelernt hat, den Ton und die Luft assoziieren Blätterteig während ihrer ersten Exposition auf das EBC-Paradigma. Im Vergleich dazu das zweite Baby, wer in ihrer zweiten EBC-Sitzung teilnimmt, routinemäßig blinkt vor dem Luft Blätterteig einsetzen, und reagiert auf die unpaaren Versuche, darauf hinweist, dass der Säugling Eyeblink Konditionierung nach der ersten Sitzung von 50 erreicht hat Studien. Abbildung 5 zeigt eine typische Methode zur Beurteilung von assoziativen Lernens über mehrere Versuche von Sitzungen6,9,10,11. Die Anzahl der konditionierten Antworten von beiden Säuglingen wird in aufeinander folgenden Blöcken von 10 Studien und als Prozentsatz aller gepaarten und ungepaarten Studien in jedem Block beschrieben. In diesem Fall beide Säuglinge zeigen nur minimale Änderungen in assoziativen Lernens während des Experiments zur Veranschaulichung fehlender Klimaanlage (1 Kleinkind, Sitzung 1) oder dass Klimaanlage bereits stattgefunden hat (Kind 2, Einheit 2).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58037/58037fig1.jpg"> Abbildung 1 : Eyeblink Konditionierung Set-up mit einem ein-Jahr-alten Säugling Teilnehmer. Das maßgeschneiderte Stirnband Unterstützung Blätterteig Lufteinheit wird angezeigt. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58037/58037fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58037/58037fig2.jpg"> Abbildung 2 : Reize und Antwort Definitionen für ein Eyeblink Konditionierung Paradigma geeignet für Experimente mit ein-jährige Kinder. (A) während der gekoppelten Studien eine 750-ms-Signalton (konditionierte Stimulus [CS]) überlappt und endet mit einem 100-ms-Luftstoß (Unconditioned Stimulus [US]). Handumdrehen Antworten variieren je nach ihr Timing im Verhältnis zu den Reiz-Ausbruch (startle Antwort: 0 - 200 ms; konditionierte Reaktion [CR]: 350-650 ms, Unconditioned Antwort [UR]: 650-2.000 ms). Antwort-Definitionen sind identisch für ungepaarte (nur CS) Studien. (B) somatosensorischen Studien liefern einen einzigen 100-ms-Luft Blätterteig (uns) nur, und blinkt, die innerhalb eines Zeitfensters von 300 ms auftreten werden als somatosensorischen Antworten (SSR) eingestuft. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58037/58037fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58037/58037fig3.jpg"> Abbildung 3 : Beispiel für Eyeblink Konditionierung Experimente bei ein-Jahr-alten Säuglingen zur Veranschaulichung Variation in der Luft Blätterteig Empfindlichkeit. Die Empfindlichkeit gegenüber der Luftstoß wird als die Anzahl der beobachteten Reaktionen auf den Luftstoß (geliefert als somatosensorischen Testversion oder als gekoppelte Testversion) als Prozentsatz aller Luft Blätterteig Studien in jedem nachfolgenden Block von 10 Studien beschrieben. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58037/58037fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58037/58037fig4.jpg"> Abbildung 4 : Bland-Altman Plot veranschaulicht das Abkommen im Handumdrehen Antwortzeiten gemessen von Video-Kamera Aufnahmen von zwei unabhängigen Beobachtern. Graue Linien zeigen die Abweichung zwischen den Messungen (definiert als die mittlere Differenz zwischen den Messungen) und die Ober- und Untergrenzen des Abkommens (LOA, definiert als die mittlere Differenz ± 1,96 Standardabweichungen). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58037/58037fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58037/58037fig5.jpg"> Abbildung 5 : Beispiel für Eyeblink Konditionierung Experimente bei ein-Jahr-alten Säuglingen zur Veranschaulichung Variation in konditionierten Antworten. Blink-Response-Zeiten werden angezeigt für den gekoppelten (CS + US) Studien (schwarze Kreise) und ungepaarten (nur CS) Studien (graue Felder). Der graue Balken zeigt das Timing der Luftstoß und die schwarzen Linien zeigen die Latenz zwischen 350-650 ms verwendet, um eine konditionierte Reaktion zu definieren. Studien, die eine Reaktion auslösen konnte gezeigt werden, auf das X-Achse. (A) Blink Antworten lassen sich in der Regel vor dem Fenster Klimaanlage und ungepaarte Studien konnte eine Eyeblink Antwort zu entlocken. (B) Antworten sind ausreichend zeitlich zusammenfallen mit dem Auftreten der Luftstoß und ungepaarten Antworten und gekoppelten Prozesse initiieren eine konditionierte Reaktion. (C) Klimaanlage im Laufe des Experiments ist als die Anzahl der konditionierten Antworten (beschrieben als Prozentsatz aller gepaarten und ungepaarten Studien), in jedem aufeinanderfolgenden Block von 10 Studien dargestellt. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58037/58037fig5large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>

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Classical Short-Delay Eyeblink Conditioning in One-Year-Old Children

Dieses Protokoll beschreibt eine Eyeblink Konditionierung Paradigma für Experimente mit ein-jährige Kinder. Kommerzielle oder maßgeschneiderte Ausrüstung kann benutzt werden, um die Reize zu liefern, und Datenerhebung und-Analyse auf der video-Aufnahmen durchgeführt werden.

Klassische kurze Verzögerung Eyeblink Konditionierung in One-jährige Kinder

Classical eyeblink conditioning (EBC) refers to the learned association between a conditioned stimulus (an auditory tone) and an unconditioned stimulus (a ...

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22.8K Aufrufe.  The University of Auckland. Dieses Protokoll beschreibt eine Eyeblink Konditionierung Paradigma für Experimente mit ein-jährige Kinder. Kommerzielle oder maßgeschneiderte Ausrüstung kann benutzt werden, um die Reize zu liefern, und Datenerhebung und-Analyse auf der video-Aufnahmen durchgeführt werden.

Serie: Classical Short-Delay Eyeblink Conditioning in One-Year-Old Children

Trace Fear Conditioning in Mice

In this experiment we present a technique to measure learning and memory. In the trace fear conditioning protocol presented here there are five pairings between a neutral stimulus and an unconditioned stimulus. There is a 20 sec trace period that separates each conditioning trial. On the following day freezing is measured during presentation of the conditioned stimulus (CS) and trace period. On the third day there is an 8 min test to measure contextual memory. The representative results are from mice that were presented with the aversive unconditioned stimulus (shock) compared to mice that received the tone presentations without the unconditioned stimulus. Trace fear conditioning has been successfully used to detect subtle learning and memory deficits and enhancements in mice that are not found with other fear conditioning methods. This type of fear conditioning is believed to be dependent upon connections between the medial prefrontal cortex and the hippocampus. One current controversy is whether this method is believed to be amygdala-independent. Therefore, other fear conditioning testing is needed to examine amygdala-dependent learning and memory effects, such as through the delay fear conditioning.

In the following experiment we describe a protocol for trace fear conditioning in mice. This type of associative memory includes a trace period that separates the neutral stimulus and the unconditioned stimulus.

Trace Angstkonditionierung bei Mäusen

In this experiment we present a technique to measure learning and memory. In the trace fear conditioning protocol presented here there are five pairings ...

Forschung

Verhalten

Measurement of Fronto-limbic Activity Using an Emotional Oddball Task in Children with Familial High Risk for Schizophrenia

Adolescence is a critical developmental period where the early symptoms of schizophrenia frequently emerge. First-degree relatives of people with schizophrenia who are at familial high risk (FHR) may show similar cognitive and emotional changes. However, the neurological changes underlying the emergence of these symptoms remain unclear. This study sought to identify differences in frontal, striatal, and limbic regions in children and adolescents with FHR using functional magnetic resonance imaging. Groups of 21 children and adolescents at FHR and 21 healthy controls completed an emotional oddball task that relied on selective attention and the suppression of task-irrelevant emotional information. The standard oddball task was modified to include aversive and neutral distractors in order to examine potential group differences in both emotional and executive processing. This task was designed specifically to allow for children and adolescents to complete by keeping the difficulty and emotional image content age-appropriate. Furthermore, we demonstrate a technique for suitable fMRI registration for children and adolescent participants. This paradigm may also be applied in future studies to measure changes in neural activity in other populations with hypothesized developmental changes in executive and emotional processing.

This paper describes how to use the emotional oddball task and fMRI to measure brain activation in children and adolescents at familial high risk for schizophrenia (FHR).&#160;FMRI was used to measure differences in fronto-striato-limbic regions during an emotional oddball task. Children with FHR exhibited abnormal functional activation during adolescence.

Die Messung der Fronto-limbischen Aktivität unter Verwendung einer emotionalen Oddball Aufgabe bei Kindern mit familiärer High Risk for Schizophrenia

Adolescence is a critical developmental period where the early symptoms of schizophrenia frequently emerge. First-degree relatives of people with ...

Cortical Source Analysis of High-Density EEG Recordings in Children

EEG is traditionally described as a neuroimaging technique with high temporal and low spatial resolution. Recent advances in biophysical modelling and signal processing make it possible to exploit information from other imaging modalities like structural MRI that provide high spatial resolution to overcome this constraint1. This is especially useful for investigations that require high resolution in the temporal as well as spatial domain. In addition, due to the easy application and low cost of EEG recordings, EEG is often the method of choice when working with populations, such as young children, that do not tolerate functional MRI scans well. However, in order to investigate which neural substrates are involved, anatomical information from structural MRI is still needed. Most EEG analysis packages work with standard head models that are based on adult anatomy. The accuracy of these models when used for children is limited2, because the composition and spatial configuration of head tissues changes dramatically over development3.&#160;
In the present paper, we provide an overview of our recent work in utilizing head models based on individual structural MRI scans or age specific head models to reconstruct the cortical generators of high density EEG. This article describes how&#160;EEG recordings are acquired, processed, and analyzed with pediatric populations at the London Baby Lab, including laboratory setup, task design, EEG preprocessing, MRI processing, and EEG channel level and source analysis.&#160;

In recent years, there has been increasing interest in estimating the cortical sources of scalp measured electrical activity for cognitive neuroscience experiments. This article describes how high density EEG is acquired and how recordings are processed for cortical source estimation in children from the age of 2 years at the London Baby Lab.

Kortikale Quelle Analyse von High-Density-Aufnahmen EEG bei Kindern

EEG is traditionally described as a neuroimaging technique with high temporal and low spatial resolution. Recent advances in biophysical modelling and ...

A Dual Task Procedure Combined with Rapid Serial Visual Presentation to Test Attentional Blink for Nontargets

When viewers search for targets in a rapid serial visual presentation (RSVP) stream, if two targets are presented within about 500 msec of each other, the first target may be easy to spot but the second is likely to be missed. This phenomenon of attentional blink (AB) has been widely studied to probe the temporal capacity of attention for detecting visual targets. However, with the typical procedure of AB experiments, it is not possible to examine how the processing of non-target items in RSVP may be affected by attention. This paper describes a novel dual task procedure combined with RSVP to test effects of AB for nontargets at varied stimulus onset asynchronies (SOAs). In an exemplar experiment, a target category was first displayed, followed by a sequence of 8 nouns. If one of the nouns belonged to the target category, participants would respond &#8216;yes&#8217; at the end of the sequence, otherwise participants would respond &#8216;no&#8217;. Two 2-alternative forced choice memory tasks followed the response to determine if participants remembered the words immediately before or after the target, as well as a random word from another part of the sequence. In a second exemplar experiment, the same design was used, except that 1) the memory task was counterbalanced into two groups with SOAs of either 120 or 240 msec and 2) three memory tasks followed the sequence and tested remembrance for nontarget nouns in the sequence that could be anywhere from 3 items prior the target noun position to 3 items following the target noun position. Representative results from a previously published study demonstrate that our procedure can be used to examine divergent effects of attention that not only enhance targets but also suppress nontargets. Here we show results from a representative participant that replicated the previous finding.&#160;

This paper describes a novel dual task procedure combined with Rapid Serial Visual Presentation to look at attentional blink at varied stimulus onset asynchronies. This experimental procedure differed from others in that it tested attentional blink for nontargets.

Ein Dual-Task Prozedur Kombiniert mit Rapid Serial Visual Presentation zu Aufmerksamkeits Blink für Nontargets Testen

When viewers search for targets in a rapid serial visual presentation (RSVP) stream, if two targets are presented within about 500 msec of each other, the ...

Whisker-signaled Eyeblink Classical Conditioning in Head-fixed Mice

Eyeblink conditioning is a common paradigm for investigating the neural mechanisms underlying learning and memory. To better utilize the extensive repertoire of scientific techniques available to study learning and memory at the cellular level, it is ideal to have a stable cranial platform. Because mice do not readily tolerate restraint, they are usually trained while moving about freely in a chamber. Conditioned stimulus (CS) and unconditioned stimulus (US) information are delivered and eyeblink responses recorded via a tether connected to the mouse's head. In the head-fixed apparatus presented here, mice are allowed to run as they desire while their heads are secured to facilitate experimentation. Reliable conditioning of the eyeblink response is obtained with this training apparatus, which allows for the delivery of whisker stimulation as the CS, a periorbital electrical shock as the US, and analysis of electromyographic (EMG) activity from the eyelid to detect blink responses.

The preparation presented here for whisker-signaled eyeblink conditioning in head-fixed mice precisely stimulates specific whiskers while allowing mice to ambulate on a cylindrical treadmill. A whisker stimulation conditioned stimulus (CS) paired with a periorbital shock unconditioned stimulus (US) results in reliable associative learning on this apparatus.

Whisker-signalisierte Eyeblink Klassische Konditionierung in Head-Fest Mäuse

Eyeblink conditioning is a common paradigm for investigating the neural mechanisms underlying learning and memory. To better utilize the extensive ...

Behavioral Assessment of Hearing in 2 to 4 Year-old Children: A Two-interval, Observer-based Procedure Using Conditioned Play-based Responses

Collecting reliable behavioral data from toddlers and preschoolers is challenging. As a result, there are significant gaps in our understanding of human auditory development for these age groups. This paper describes an observer-based procedure for measuring hearing sensitivity with a two-interval, two-alternative forced-choice paradigm. Young children are trained to perform a play-based, motor response (e.g., putting a block in a bucket) whenever they hear a target signal. An experimenter observes the child&#39;s behavior and makes a judgment about whether the signal was presented during the first or second observation interval; the experimenter is blinded to the true signal interval, so this judgment is based solely on the child&#39;s behavior. These procedures were used to test 2 to 4 year-olds (n = 33) with no known hearing problems. The signal was a 1,000 Hz warble tone presented in quiet, and the signal level was adjusted to estimate a threshold corresponding to 71%-correct detection. A valid threshold was obtained for 82% of children. These results indicate that the two-interval procedure is both feasible and reliable for use with toddlers and preschoolers. The two-interval, observer-based procedure described in this paper is a powerful tool for evaluating hearing in young children because it guards against response bias on the part of the experimenter.

This paper describes a procedure for measuring hearing sensitivity in 2 to 4 year-old children. Children are trained to perform play-based responses when they hear a target signal. Thresholds are then estimated in a two-interval, two-alternative forced-choice paradigm, based on observations of the child&#39;s behaviors.

Behavioral Beurteilung der in 2 bis 4-jährigen Kindern zu hören: Ein Zwei-Intervall, Beobachter-basierte Vorgehensweise Über konditionierten Wiedergabe-basierte Antworten

Collecting reliable behavioral data from toddlers and preschoolers is challenging. As a result, there are significant gaps in our understanding of human ...

Using Electroencephalography Measurements and High-quality Video Recording for Analyzing Visual Perception of Media Content

This article explores a method to detect differences in visual perception in humans. The method used is based on the psychological (or "cognitive") function of eyeblinks. Participants' eyeblinks are detected and acquired while watching videos specifically created for the investigation. The detection and acquisition of eyeblinks are carried out with the help of a 20-channel electroencephalographic (EEG) wireless device. The international 10-20 system for electrode placement is followed. A high-definition (HD) video camera is used to record participants' facial expressions, for contrast purposes. Instead of using pre-existing media content, purpose-made video content has been created following specific criteria of interest for this investigation, with stimuli enabling researchers to manage the precise parameters of interest. Otherwise, results could be contaminated with uncontrolled variables. The synchronization of the presentation of video stimuli with EEG recordings needs to be done in milliseconds. Analysis of collected data is performed with robust software for working with big matrices. Statistically significant differences in eyeblink rate related to media professionalization and editing style are found with the reported experimental procedures.

We present detection, acquisition, and analysis of eyeblink rates while watching media content.

Mittels Elektroenzephalografie Messungen und qualitativ hochwertige Videoaufnahmen für die Analyse der visuellen Wahrnehmung von Medieninhalten

This article explores a method to detect differences in visual perception in humans. The method used is based on the psychological (or "cognitive") ...

The Use of Trace Eyeblink Classical Conditioning to Assess Hippocampal Dysfunction in a Rat Model of Fetal Alcohol Spectrum Disorders

Neonatal rats were administered a relatively high concentration of ethyl alcohol (11.9% v/v) during postnatal days 4-9, a time when the fetal brain undergoes rapid organizational change and is similar to accelerated brain changes that occur during the third trimester in humans. This model of fetal alcohol spectrum disorders (FASDs) produces severe brain damage, mimicking the amount and pattern of binge-drinking that occurs in some pregnant alcoholic mothers. We describe the use of trace eyeblink classical conditioning (ECC), a higher-order variant of associative learning, to assess long-term hippocampal dysfunction that is typically seen in alcohol-exposed adult offspring. At 90 days of age, rodents were surgically prepared with recording and stimulating electrodes, which measured electromyographic (EMG) blink activity from the left eyelid muscle and delivered mild shock posterior to the left eye, respectively. After a 5 day recovery period, they underwent 6 sessions of trace ECC to determine associative learning differences between alcohol-exposed and control rats. Trace ECC is one of many possible ECC procedures that can be easily modified using the same equipment and software, so that different neural systems can be assessed. ECC procedures in general, can be used as diagnostic tools for detecting neural pathology in different brain systems and different conditions that insult the brain.

Trace eyeblink classical conditioning (ECC) was used to assess hippocampal-dependent associative learning in adult rats that were administered a high concentration (11.9% v/v) of alcohol during early neonatal brain development. In general, ECC procedures are sound diagnostic tools for detecting brain dysfunction across many psychological and biomedical settings.

Die Verwendung von Trace Eyeblink klassische Konditionierung hippocampale Funktionsstörung in einem Rattenmodell der Fetal Alcohol Spectrum Disorders bewerten

Neonatal rats were administered a relatively high concentration of ethyl alcohol (11.9% v/v) during postnatal days 4-9, a time when the fetal brain ...

Neurowissenschaften

A Flexible Platform for Monitoring Cerebellum-Dependent Sensory Associative Learning

Climbing fiber inputs to Purkinje cells provide instructive signals critical for cerebellum-dependent associative learning. Studying these signals in head-fixed mice facilitates the use of imaging, electrophysiological, and optogenetic methods. Here, a low-cost behavioral platform (~$1000) was developed that allows tracking of associative learning in head-fixed mice that locomote freely on a running wheel. The platform incorporates two common associative learning paradigms: eyeblink conditioning and delayed tactile startle conditioning. Behavior is tracked using a camera and the wheel movement by a detector. We describe the components and setup and provide a detailed protocol for training and data analysis. This platform allows the incorporation of optogenetic stimulation and fluorescence imaging. The design allows a single host computer to control multiple platforms for training multiple animals simultaneously.

We have developed a single platform to track animal behavior during two climbing fiber-dependent associative learning tasks. The low-cost design allows integration with optogenetic or imaging experiments directed towards climbing fiber-associated cerebellar activity.

Eine flexible Plattform zur Überwachung des kleinhirnabhängigen sensorischen assoziativen Lernens

Climbing fiber inputs to Purkinje cells provide instructive signals critical for cerebellum-dependent associative learning. Studying these signals in ...

The Attentional Blink

Source: Laboratory of Jonathan Flombaum&#8212;Johns Hopkins University
In order for recognition of a certain stimulus to take place, visual attention needs to be directed towards said stimulus. To the earliest parts of the visual system, objects are not objects, they are collections of visual features-lines, corners, changes in texture, color, and light. Attention is the resource that is necessary for later processing in order to recognize what a given bundle of features adds up to. This makes attention a central focus of research. One especially important set of questions concerns how people sustain attention, that is, the extent to which they can continuously maintain a focus of attention from moment-to-moment. It is now known that sustained attention takes great effort. When attention needs to be focused very rapidly on something that is moving or changing very quickly, the effort involved causes a momentary lapse in attention once it is disengaged. This kind of lapse in attention is called an attentional blink. It is like the brain blinks for a moment, shutting down attention for a rest. Stimuli that appear during an attentional blink will not be perceived. 
In 1992, a group of researchers devised a paradigm to study the attentional blink, and the paradigm has come to be known by the same name.1 It demonstrates some of the challenges to maintaining focused attention. This video demonstrates how to implement the attentional blink paradigm in order to study sustained visual attention.

Sustained Visual Attention and the Attentional Blink Paradigm

Aufmerksamkeitsblinzeln

Source: Laboratory of Jonathan Flombaum&#8212;Johns Hopkins University
In order for recognition of a certain stimulus to take place, visual attention ...