Iperscansione EEG domiciliare per le interazioni sociali tra bambino e caregiver

Riepilogo

Questo protocollo descrive come l'elettroencefalografia, l'elettrocardiografia e le registrazioni comportamentali sincronizzate sono state acquisite dalle diadi bambino-caregiver in un ambiente domestico.

Abstract

Precedenti studi di hyperscanning che registrano le attività cerebrali di caregiver e bambini contemporaneamente sono stati condotti principalmente all'interno dei confini del laboratorio, limitando così la generalizzabilità dei risultati a contesti di vita reale. Qui, viene proposto un protocollo completo per l'acquisizione di elettroencefalografia sincronizzata (EEG), elettrocardiografia (ECG) e registrazioni comportamentali da diadi bambino-caregiver durante varie attività interattive a casa. Questo protocollo dimostra come sincronizzare i diversi flussi di dati e riportare i tassi di conservazione dei dati EEG e i controlli di qualità. Inoltre, vengono discusse le criticità e le possibili soluzioni rispetto alla configurazione sperimentale, alle attività e alla raccolta dei dati in ambito domestico. Il protocollo non si limita alle diadi bambino-caregiver, ma può essere applicato a varie costellazioni diadiche. Nel complesso, dimostriamo la flessibilità delle configurazioni di hyperscanning EEG, che consentono di condurre esperimenti al di fuori del laboratorio per catturare le attività cerebrali dei partecipanti in contesti ambientali più ecologicamente validi. Tuttavia, il movimento e altri tipi di artefatti limitano ancora i compiti sperimentali che possono essere eseguiti nell'ambiente domestico.

Introduzione

Con la registrazione simultanea delle attività cerebrali di due o più soggetti interagenti, nota anche come hyperscanning, è diventato possibile chiarire le basi neurali delle interazioni sociali nelle^{loro dinamiche complesse}, bidirezionali e frenetiche. Questa tecnica ha spostato l'attenzione dallo studio di individui in contesti isolati e strettamente controllati all'esame di interazioni più naturalistiche, come le interazioni genitore-figlio durante il gioco libero ^2,3, la risoluzione di enigmi⁴ e i giochi cooperativi per computer ^5,6

Protocollo

Il protocollo descritto è stato approvato dall'Institutional Review Board (IRB) della Nanyang Technological University di Singapore. Il consenso informato è stato ottenuto da tutti i partecipanti adulti e dai genitori per conto dei loro bambini.

1. Considerazioni sull'attrezzatura e sullo spazio nelle sessioni a casa

1. Preparati a condizioni di umidità e temperatura diverse a seconda del paese e della stagione. Per ambienti con livelli di temperatura e umidità elevati, assicurarsi che vi sia un flusso d'aria adeguato e, se possibile, accendere il condizionatore d'aria di casa.
2. Mantenere la distanza da tras....

Discussione

In questo protocollo, conduciamo misurazioni nelle case dei partecipanti dove i neonati e i caregiver possono sentirsi più a loro agio e i loro comportamenti possono essere più rappresentativi delle loro interazioni nella vita reale rispetto a un ambiente di laboratorio, aumentando così la validità ecologica⁷. Inoltre, le registrazioni nell'ambiente domestico possono alleggerire il carico sui partecipanti, ad esempio per quanto riguarda i tempi di viaggio, e possono quindi rendere più accessi.......

Materiali

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