Sincronizzazione di gruppo durante il disegno collaborativo mediante spettroscopia funzionale nel vicino infrarosso

Riepilogo

Il presente protocollo combina la spettroscopia funzionale nel vicino infrarosso (fNIRS) e l'osservazione basata su video per misurare la sincronizzazione interpersonale nei quartetti durante un compito di disegno collaborativo.

Abstract

La spettroscopia funzionale nel vicino infrarosso (fNIRS) è un metodo non invasivo particolarmente adatto per misurare l'attivazione della corteccia cerebrale in più soggetti, che è rilevante per lo studio delle interazioni interpersonali di gruppo in contesti ecologici. Sebbene molti sistemi fNIRS offrano tecnicamente la possibilità di monitorare più di due individui contemporaneamente, è ancora necessario stabilire procedure di configurazione facili da implementare e paradigmi affidabili per tracciare le risposte emodinamiche e comportamentali nell'interazione di gruppo. Il presente protocollo combina fNIRS e osservazione basata su video per misurare la sincronizzazione interpersonale nei quartetti durante un compito cooperativo. Questo protocollo fornisce raccomandazioni pratiche per l'acquisizione dei dati e la progettazione del paradigma, nonché principi guida per un esempio illustrativo di analisi dei dati. La procedura è progettata per valutare le differenze nelle risposte interpersonali del cervello e del comportamento tra condizioni sociali e non sociali ispirate da una nota attività rompighiaccio, il Collaborative Face Drawing Task. Le procedure descritte possono guidare studi futuri per adattare le attività di interazione sociale naturalistica di gruppo all'ambiente fNIRS.

Introduzione

Il comportamento di interazione interpersonale è una componente importante del processo di connessione e creazione di legami empatici. Ricerche precedenti indicano che questo comportamento può essere espresso nel verificarsi di sincronicità, quando i segnali biologici e comportamentali si allineano durante il contatto sociale. L'evidenza mostra che la sincronicità può verificarsi tra le persone che interagiscono per la prima volta ^1,2,3. La maggior parte degli studi sulle interazioni sociali e sui loro meccanismi neurali sottostanti utilizza un approccio....

Protocollo

La metodologia è stata approvata dal comitato etico dell'ospedale Israelita Albert Einstein (HIAE) e si basa su una procedura per la raccolta di dati neurali (fNIRS), nonché dati sul comportamento dello sguardo, con giovani adulti durante un'esperienza di disegno collaborativo. Tutti i dati raccolti sono stati gestiti sulla piattaforma Redcap (vedi Tabella dei Materiali). Il progetto è stato verificato dal Comitato per l'integrità scientifica dell'ospedale Israelita Albert Einstein (HIAE). I giovani adulti, di età compresa tra 18 e 30 anni, sono stati selezionati come soggetti per il presente studio. Il consenso informato scritto è stato ottenuto da t....

Risultati

Il protocollo è stato applicato a un quartetto composto da giovani donne (24-27 anni), tutte studentesse di programmi post-laurea (Hospital Israelita Albert Einstein, São Paulo, Brasile), con master o dottorato. Tutti i partecipanti erano destrimani e solo uno ha riferito di avere precedenti esperienze di disegno. Nessun partecipante aveva una storia segnalata di disturbi neurologici.

Per le scale e i risultati dei test psicologici, due partecipanti (2 e 4) hanno mostrato punteggi elevati pe.......

Discussione

Questo studio mirava a creare un protocollo che utilizzasse l'iperscansione su quattro cervelli contemporaneamente in condizioni naturalistiche. Il paradigma sperimentale ha utilizzato diversi compiti di disegno e la correlazione di più misure di risultato, metriche di disegno, comportamenti e segnali cerebrali. I passaggi critici all'interno di questo protocollo sono la considerazione delle sfide derivanti dalla sua elevata complessità e il mantenimento delle sue condizioni ecologiche e naturalistiche.

Materiali

Name	Company	Catalog Number	Comments
2 NIRSport	NIRx Medizintechnik GmbH, Germany	Nirsport 88	The equipment belong to InCe ( Instituto do Cérebro - Hospital Israelita Albert Einstein). two continuous-wave systems (NIRSport8x8, NIRx Medical Technologies, Glen Head, NY, USA) with eight LED illumination sources emitting two wavelengths of near-infrared light (760 and 850 nm) and eight optical detectors each. 7.91 Hz. Data were acquired with the NIRStar software version 15.2  (NIRx Medical Technologies, Glen Head, New York) at a sampling rate of 3.472222.
4 fNIRS caps	NIRx Medizintechnik GmbH, Germany		The blackcaps used in the recordings had a configuration based on the international 10-20
Câmera 360° - Kodak Pix Pro SP360	Kodak		Kodak PixPro: https://kodakpixpro.com/cameras/360-vr/sp360
Cameras de suporte - Iphone 8	Apple	Iphone 8	Supporting Camera
fOLD toolbox (fNIRS Optodes’ Location Decider)	Zimeo Morais, G.A., Balardin, J.B. & Sato, J.R. fNIRS Optodes’ Location Decider (fOLD): a toolbox for probe arrangement guided by brain regions-of-interest. Scientific Reports. 8, 3341 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-21716-z	Version 2.2 (https://github.com/nirx/fOLD-public)	Optodes placement was guided by the fOLD toolbox (fNIRS Optodes’ Location Decider, which allows placement of sources and detectors in the international 10–10 system to maximally cover anatomical regions of interest according to several parcellation atlases. The ICBM 152 head model  parcellation was used to generate the montage, which was designed to provide coverage of the most anterior portion of the bilateral prefrontal cortex
Notebook Microsoft Surface	Microsoft		Notebook receiver of the fNIRS signals
R platform for statistical computing	https://www.r-project.org	R version 4.2.0	R is a free software environment for statistical computing and graphics. It compiles and runs on a wide variety of UNIX platforms, Windows and MacOS
REDCap	REDCap is supported in part by the National Institutes of Health (NIH/NCATS UL1 TR000445)		REDCap is a secure web application for building and managing online surveys and databases.
software Mangold Interact	Mangold International GmbH, Ed.	interact 5.0	Mangold: https://www.mangold-international.com/en/products/software/behavior-research-with-mangold-interact.html. Allows analysis of videos for behavioral outcomes and of autonomic monitoring for emotionally driven physiological changes (may require additional software, such as DataView). Allow the use of different camera types simultaneously and hundreds of variations of coding methods.
software NIRSite	NIRx Medizintechnik GmbH, Germany	NIRSite 2.0	For creating the montage and help optode placement and location in the blackcaps.
software nirsLAB-2014	NIRx Medizintechnik GmbH, Germany	nirsLAB 2014	fNIRS Data Processing
software NIRStar	NIRx Medizintechnik GmbH, Germany	version 15.2	for fNIRS data aquisition: NIRStar software version 15.2  at a sampling rate of 3.472222
software NIRStim	NIRx Medizintechnik GmbH, Germany		For creation and organization of paradigm blocks