The author would like to thank his many thesis students and research assistants for their help in piloting and administering this protocol. Data presented in this manuscript is based upon work supported by the National Science Foundation (NSF) under Grant Number (1147743) to Jason Themanson and a grant from Illinois Wesleyan University to Jason Themanson.

NOTA: Il seguente protocollo è stato sviluppato in conformità con gli standard etici approvati dal Institutional Review Board in Illinois Wesleyan University. 1. Cyberball stimolo Preparazione <ol><li> Scarica il paradigma Cyberball 12,18 e installarlo sul computer (l&#39;attuale protocollo immagini Cyberball versione 3.0 utilizzato). In alternativa, creare immagini computerizzate per ricreare il paradigma Cyberball per soddisfare esigenze specifiche. </li><li> Creare le singole immagini per ogni porzione di tiri entro Cyberball utilizzando un programma di fotoritocco. Ad esempio, abbattere ciascuno dei tiri da giocatore a giocatore nei singoli fotogrammi di tiro che vengono mostrati uno dopo l&#39;altro per creare l&#39;immagine di una palla viene lanciata da un giocatore all&#39;altro sullo schermo del computer (vedere la Figura 1). </li><li> Aggiungere eventuali etichette, nomi o immagini di ogni fotogramma lancio individuale nel programma di fotoritocco, tra cui qualche cosa di ripresentare il partecipante umano come il giocatore inferiore dello schermo (rappresentata dalla mano nella parte inferiore dello schermo nella figura 1) per creare una serie di fotogrammi throw che sono identici, tranne per il movimento della palla da giocatore a giocatore. </li><li> Nota che incorniciano in ogni sequenza lancio è il &quot;frame informativo&quot; per quel tiro, o il primo fotogramma all&#39;interno delle sequenze di tiro che fornisce informazioni ai giocatori circa la destinazione specifica del lancio (vale a dire, che un giocatore riceve la palla). </li><li> Assicurarsi che non ci sono sequenze di tiro, creando un tiro da ogni giocatore per ogni altro giocatore sullo schermo (tra cui getta dal partecipante umano per gli altri giocatori), che ogni sequenza di tiro ha lo stesso numero di fotogrammi del tiro, e il telaio informativo all&#39;interno di ogni sequenza di tiro è stato notato. </li></ol> 2. Cyberball Social Interaction Programmazione <ol><li> Creare un file di sequenza usando stimsoftware di presentazione Ulus al dettaglio l&#39;esatta sequenza di eventi all&#39;interno della interazione sociale Cyberball. <ol><li> Per il file di sequenza, specificare i fotogrammi specifici tiro (in ordine), la temporizzazione dei frame sullo schermo, la sequenza dei frame, la natura dell&#39;evento (tiro dal quale chi), la risposta richiesta dal partecipante umana (quando necessario), e l&#39;ordine complessiva di eventi per creare l&#39;interazione desiderato. Esplicitamente inserire tutte queste specifiche nelle proprie righe, colonne e gli spazi all&#39;interno del codice di programmazione durante la creazione del file di sequenza. </li><li> Specificare tutte le specifiche di cui sopra all&#39;interno del codice di programmazione per ogni evento all&#39;interno del file di sequenza e ripetere la procedura per ogni file sequenza creata (ad esempio, l&#39;inclusione, l&#39;esclusione). <ol><li> Ordina ciascuno dei fotogrammi gettare nella sequenza corretta all&#39;interno del file di sequenza in modo che il primo lancio palla è concluso senza errori da un giocatore all&#39;altro. Creare sanaloghe sui ordinato sequenze del file per ogni tipo di tiro tra i giocatori in modo che ogni tipo di lancio è rappresentato nel file di sequenza (ad esempio, un gioco a tre giocatori si compone di sei diversi possibili tiri). </li><li> Spazio i tempi di ogni fotogramma lancio 450 msec a parte. In questo metodo, assicurarsi che ogni fotogramma visualizzato per 450 msec prima di essere sostituito dal fotogramma successivo, che fornisce un&#39;immagine di movimento sullo schermo per il partecipante e crea un evento laterale che dura complessivamente 2.700 msec. </li><li> Inserire un marcatore di eventi legati ogni volta un frame informativo è presentato nel file di sequenza in modo che la presentazione del frame informativo può essere marcato in tempo nel risparmio di attività neurale dei partecipanti file. Codice di questo indicatore per rappresentare la natura della manifestazione, utilizzando i numeri per rappresentare i giocatori (giocatore di sinistra è il giocatore &quot;1&quot;, il giocatore di fondo è giocatore &quot;2,&quot; il giocatore giusto è il giocatore &quot;3&quot;), che sarebbero tuttiow il codice &quot;13&quot; per rappresentare un tiro dal giocatore a sinistra per il giocatore sulla destra. </li><li> Copiare l&#39;intero set di sei diverse sequenze di tiro all&#39;interno del file in modo che ogni sequenza di tiro è rappresentata almeno due volte all&#39;interno del file di sequenza. Ciò fornirà programmazione flessibilità per modificare l&#39;ordine degli eventi all&#39;interno di ciascun blocco in modo che non guardano predeterminato. </li><li> Creare &quot;se, allora&quot; dichiarazioni all&#39;interno del file di sequenza per consentire al partecipante umano per selezionare liberamente quale giocatore riceverà il prossimo lancio segue il partecipante umana. Dare al partecipante umano un tappetino risposta o il mouse per selezionare l&#39;azione successiva dopo aver ricevuto una palla di lancio; potenzialmente con il pulsante destro del mouse per lanciare al giocatore a destra e con il tasto sinistro del mouse per lanciare al giocatore alla sinistra in un gioco a tre giocatori. </li><li> Assicurarsi che il &quot;se, allora&quot; dichiarazioni portano alla appropriata sequenza di tiro successiva in modo che il gioco plaici appare senza soluzione di continuità (vale a dire, un lancio umano al giocatore alla sinistra dovrebbe essere seguita da una rimessa dal giocatore a sinistra per un altro giocatore). </li><li> Creare loop e &quot;se, allora&quot; dichiarazioni all&#39;interno del file di sequenza per rappresentare l&#39;azione di gioco desiderato e permettono al programma di muoversi in modo appropriato per il prossimo evento a prescindere dalle selezioni del partecipante umana. </li><li> Avviare contatori all&#39;interno del programma di cambiare la natura del gioco in modo che il programma non diventa evidente al giocatore umano (cioè, lo stesso giocatore computerizzato non fa sempre la stessa laterale). Utilizzare questi contatori per passare l&#39;azione di gioco e rimuovere i motivi di gioco per tutta la partita, dopo il ripetersi di un evento o un modello di eventi specifici per dare meglio l&#39;aspetto del gioco spontaneo in diretta tra i giocatori ai lati dello schermo, non solo l&#39;effettivo partecipante umano rappresentato sulla parte inferiore dello schermo. </li></ol></li></ol></li&gt; <li> Sviluppare diversi file di sequenze al fine di studiare i diversi tipi di interazioni sociali. Rendere queste interazioni largamente inclusivo o esclusivo, o anche parzialmente inclusivo o esclusivo, per il partecipante umana a seconda della natura della domanda di ricerca variando la proporzione e ordine degli eventi di inclusione ed esclusione eventi all&#39;interno di ogni file di sequenza. </li><li> Verificare che i marker di eventi vengono visualizzati nei file EEG nella raccolta dei dati neurali per creare potenziali cerebrali evento-correlati (ERP) per ogni tipo di evento all&#39;interno di ciascuna delle diverse interazioni sociali. Questi indicatori dovrebbero apparire nel file EEG come il telaio informativo viene presentata al partecipante. </li></ol> 3. neuroelettrica registrazione <ol><li> Preparare i partecipanti per elettroencefalografia (EEG) valutazione in conformità con le linee guida della Società per la Ricerca psicofisiologica 19. </li><li> Utilizzare un tappo elettrodo di lycra integrato con 64 sinterizzato Ag-AgClelettrodi (10 mm), disposti in un montaggio 10-10 sistema 20 per raccogliere dati EEG. Montare il cappuccio sulla testa del partecipante e preparare ogni elettrodo con gel conduttivo. <ol><li> Riferimento elettrodi online per un elettrodo posto a metà tra Cz e CPZ e utilizzare AfZ come elettrodo di massa. Possono essere necessari alternativa riferimenti online a seconda della natura del tappo dell&#39;elettrodo utilizzato per la raccolta dei dati: NOTE. </li><li> Raccogliere bipolare attività electrooculographic verticale e orizzontale (EOG) per monitorare i movimenti oculari utilizzando elettrodi sinterizzati Ag-AgCl posizionati sopra e sotto l&#39;orbita destra e vicino al canto esterno di ciascun occhio. </li></ol></li><li> Utilizzare un bioamplifier digitale per digitalizzare continuamente (500 Hz frequenza di campionamento), amplificare (guadagno dipende dell&#39;amplificatore specifico), e il filtro (70 Hz filtro passa-basso, compreso un filtro notch 60 Hz) del segnale EEG in modalità DC. Scegliere queste impostazioni tra le opzioni disponibili per l&#39;analisi EEG cosìftware per l&#39;amplificatore prima della raccolta dei dati e variare a seconda delle specifiche hardware e software EEG. </li><li> Registra attività EEG utilizzando il software di analisi EEG, al fine di elaborare ulteriormente i dati neurale. </li></ol> 4. Offline neuroelettrica Data Processing <ol><li> Lampeggia occhio corretto utilizzando un filtro spaziale, una procedura in più fasi che genera un batter media occhio, utilizza un valore singolare decomposizione spaziale sulla base di analisi delle componenti principali (PCA) per estrarre i primi valori dei componenti e covarianza, e quindi utilizza quei valori di covarianza per sviluppare un filtro che risente in modo particolare occhio lampeggia 21. </li><li> Creare epoche stimolo-locked relativi al marcatore evento che è stato inserito nel file EEG continuo nel software di analisi EEG selezionando questa funzione dalle scelte delle opzioni di trasformazione dei dati. Eseguire queste epoche da -900 msec a 1.800 msec rispetto al marcatore inserito, che è equivalente a tha tutta la durata di ogni rimessa sei telaio e ha un tempo di valutazione di 0 msec dove il marcatore evento è stato inserito come mostrato in Figura 1. </li><li> Corretto per la differenza di base tra le epoche rimuovendo l&#39;attività media basale pre-stimolo da ogni epoca (cioè, la finestra temporale msec 900 che va da -900 a 0 msec msec prima del marcatore evento). Questa funzione può essere selezionata o avviata tra le opzioni disponibili trasformazione dei dati nel software di analisi EEG. </li><li> Filtro passa-basso (30 Hz, 24 dB / ottava) le epoche e di rifiutare qualsiasi epoche con artefatti elettrici che superano i + 75V. Scegliere queste impostazioni tra le opzioni disponibili nel software di analisi EEG che permettono la trasformazione di dati EEG dopo la raccolta di dati, variabili a seconda delle specifiche del software EEG. </li><li> Calcolare la media delle risposte neurali insieme per ogni tipo di evento all&#39;interno dei blocchi di attività Cyberball. NOTA: Questo processo di media può essere adattato a soloverage il primo 20, centrale 20, o anche ultimi 20 eventi di un tipo simile all&#39;interno di ogni interazione per esaminare modelli dinamici di attivazione neurale nel corso della interazione sociale 13. <ol><li> Unire i vari tipi di eventi per creare tre categorie di eventi importanti: tiri al partecipante sia da giocatore, tiri dal partecipante a uno altro giocatore, e getta escluso il partecipante tra gli altri due giocatori. Ad esempio, combinare tiri dall&#39;umano al giocatore a sinistra e al giocatore a destra in una forma d&#39;onda media. </li><li> Unire gli eventi dai giocatori computerizzati delle tipologie di eventi di maggior interesse: tiri al partecipante umana (inclusivo) e butta via dal partecipante umano (di esclusione). </li></ol></li><li> Se del caso, di quantificare la componente N2 come l&#39;ampiezza media nella finestra di latenza discreta esecuzione 200-320 msec dopo il marcatore evento FCZ. </li><li> Se del caso, quantificare il P3 componente come l&#39;ampiezza media nella finestra di latenza discreta esecuzione 320-450 msec dopo il marcatore evento Pz. </li><li> Se del caso, quantificare i componenti ERP per lanciare i frame dopo frame informativo di esaminare le differenze attuali tra gli schemi di attività neurale per tipi di evento diversi con l&#39;interazione sociale. </li></ol>

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The author has nothing to disclose and declares no conflict of interest.

In this article, a protocol allowing for the measurement of ongoing event-related neural and behavioral data during social interactions was presented. This procedure creates opportunities to look at multiple different event types (inclusionary, exclusionary) within and across varied social interactions. Specifically, the procedure can quantify moment-to-moment event-related neural activity in response to any event that occurs during a computerized social interaction. This neural activity is independent of any particular ...

L&#39;esame scientifico delle interazioni sociali ha subito una rinascita negli ultimi anni, con un&#39;esplosione di nuove spiegazioni teoriche, modelli e paradigmi miranti a comprendere e ad esplorare gli effetti di essere il bersaglio o la fonte di esclusione sociale e di come queste interazioni portare a molti conseguenze di esclusione 1-6. Anche se la letteratura ha fatto passi da gigante nello sviluppo di una migliore comprensione delle conseguenze dell&#39;esclusione sociale a livello comportamentali, emotivi, cognitivi e neurali, molto rimane sconosciuto per quanto riguarda le dinamiche in atto in condizioni di esclusione sociale. Un notevole divario in letteratura riguarda la rilevazione di diversi processi di esclusione sociale dinamici durante le interazioni sociali. Per esempio, più modelli teorici 3,5-8 suggeriscono che il monitoraggio e la valutazione dei casi di esclusione sociale è un primo passo in un sistema di autoregolamentazione grande volta a far fronte all&#39;esclusione socialelusion e mantenere livelli sani e accettabili di appartenenza e inclusione sociale. Questi modelli, e gran parte della letteratura esistente in materia di esclusione, forniscono enormi intuizioni le conseguenze di esclusione sociale e l&#39;esclusione degli effetti dannosi provoca sul neurale, comportamentale, cognitivo, emotivo e livelli. Tuttavia, i processi in corso in specifici obiettivi di esclusione durante le interazioni sociali, che portano sia alla percezione di esclusione e le conseguenti reazioni emotive e cognitive per esclusione, rimane indefinito. I ricercatori si sono adattati metodologie per ottenere auto-riportati stati emotivi durante le interazioni sociali 9, ma questi dati non esaminare i processi neurali in corso che potrebbero motivare eventuali effetti auto-riportati. Di conseguenza, gli esami di esclusione durante le interazioni sociali sono state avviate utilizzando la risonanza magnetica funzionale (fMRI) per &quot;vedere&quot; ciò che sta accadendo mentre gli individui sono in corso escluded 3,4,10,11. Questi studi hanno rivelato diversi pattern di attivazione neurale durante l&#39;esclusione rispetto all&#39;inclusione. Anche se estremamente importante nel migliorare la comprensione dei processi neurali in corso presenti durante l&#39;esclusione e le loro relazioni con le conseguenze di auto-riferito di essere esclusi, questi studi sono limitati nel modo in cui possono rappresentare la natura dinamica delle interazioni sociali. In particolare, queste metodologie fMRI aggregati attività neurale attraverso intere interazioni sociali e sono stati in grado di esaminare l&#39;esclusione su base momento per momento. Questa limitazione impedisce una completa comprensione della natura dinamica di elaborazione emotiva e cognitiva di esclusione legati che si svolge durante le interazioni sociali, i ricercatori sono in grado di determinare quali momenti o eventi durante uno scambio sono significative in relazione allo sviluppo delle proprie percezioni di esclusione e la risposta emotiva associata. Per far fronte a tlimitazioni hese, una recente ricerca ha messo in atto la misura di una classe di attività neurale, nota come potenziali cerebrali evento-correlati (ERP), durante l&#39;esecuzione del paradigma Cyberball 12 per esaminare il momento per momento pattern di attivazione neurale presente durante sociale esclusione 13. ERP si riferiscono all&#39;attività neuroelettrica misurata sul cuoio capelluto che è tempo-locked ad eventi discreti e rappresenta l&#39;attività cerebrale in risposta a o in preparazione di uno stimolo o una risposta 14. Inoltre, ERP in possesso di una risoluzione temporale superiore rispetto a fMRI, che fornisce preziose informazioni nelle risposte dinamiche di esclusione sociale. Come tale, indici neurali ottenute attraverso l&#39;esame evento-correlati di attività cerebrale in risposta alle istanze di inclusione ed esclusione sociale, che possono essere attuate e controllate attraverso il paradigma Cyberball e descritti nel presente protocollo, sono necessari per valutare i modelli e previsioni presenti inattuale teoria esclusione sociale. L&#39;obiettivo della metodologia attuale è quello di misurare le risposte neurali in corso a eventi sociali (eventi di inclusione, eventi di esclusione) durante le interazioni sociali computerizzati in un partecipante umana. In questo metodo, i ricercatori hanno la capacità di quantificare l&#39;attività neuronale in risposta a ciascun evento nell&#39;interazione. Inoltre, il protocollo prevede pertanto l&#39;esame costante di ogni evento sociale come ogni evento è composto da più immagini del tiro. Questo permette ai ricercatori di guardare i cambiamenti nell&#39;attività neurale come gli eventi si svolgono. Questo livello di analisi non è disponibile in altre metodologie che esaminano ERP durante le interazioni sociali 15,16 come queste metodologie catturano solo l&#39;attività neurale in relazione ad una immagine per ogni evento senza che per l&#39;esame della manifestazione svolgersi come si verifica. Inoltre, il partecipante umano è portato a credere che lui o lei sta giocando un gioco on-line conaltre persone, ma è in realtà giocando all&#39;interno di un gioco pre-programmato con un computer. Poiché l&#39;interazione è pre-programmato all&#39;interno del computer, con la possibilità di interagire con le decisioni prese dal partecipante umana, la natura delle interazioni sociali può essere pre-determinato e programmato per variare a seconda della natura della domanda di ricerca 13, 17. Ad esempio, il comportamento dei giocatori generati dal computer durante il protocollo può essere adattato per creare istanze di inclusione sociale o di esclusione sociale di qualsiasi durata specificata modificando la programmazione pre-impostata di tiri liberi (ad esempio, che giocatore lancia la palla a quale altro lettore, quando coloro tiri verificarsi, il numero di lanci, e la tempistica getta). Di conseguenza, questo permette ai ricercatori di misurare l&#39;attività neurale in risposta agli eventi che possono o non adatte al contesto generale dell&#39;interazione. Ad esempio, i ricercatori possono quantificare la risposta neurale di un partecipante a un ev di esclusione socialeent all&#39;interno di un&#39;interazione che è in gran parte di inclusione per partecipante e potenzialmente confrontarlo con la risposta neurale che di partecipante ad un evento di esclusione all&#39;interno di una interazione in gran parte di esclusione. Queste opportunità di ricerca non sono facilmente disponibili utilizzando la tecnologia fMRI dati i limiti temporali della fMRI. Grazie a questa flessibilità di programmazione, l&#39;attuale protocollo consente ai ricercatori provenienti da diversi ambiti neuroscientifici e psicologici per affrontare domande di ricerca in modi nuovi e ottenere neurale dinamica e l&#39;attività comportamentale durante le interazioni sociali.

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		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Cyberball (Williams et al., 2000) computerized social interaction program</td>
			<td>https://cyberball.wikispaces.com</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>An Alternate set of computerized images can be used or created by the researcher</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Neuroscan SynAmps2 64-Channel Amplifier with SCAN 4.3.1 Acquisition and Analysis Software</td>
			<td style="width:219px;">Compumedics Neuroscan Neuromedical Supplies - http://www.neuroscan.com/supplies.cfm</td>
			<td style="width:119px;">9032-0010-01</td>
			<td>Alternate amplifiers and EEG acquisition equipment and sofware can be used</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">STIM2 Complete Version 2.1 Stimulus Presentation Software</td>
			<td style="width:219px;">Compumedics Neuroscan Neuromedical Supplies - http://www.neuroscan.com/supplies.cfm</td>
			<td style="width:119px;">666M</td>
			<td>Alternate stimulus presenation software can be used</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">SynAmps2 Quik-Cap Sintered Ag/AgCl 64 Ch./Medium</td>
			<td style="width:219px;">Compumedics Neuroscan Neuromedical Supplies - http://www.neuroscan.com/supplies.cfm</td>
			<td style="width:119px;">96050255</td>
			<td>Alternate EEG caps can be used</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Quik-Gel Conductive Gel</td>
			<td style="width:219px;">Compumedics Neuroscan Neuromedical Supplies - http://www.neuroscan.com/supplies.cfm</td>
			<td style="width:119px;">92000016</td>
			<td>Alternate EEG conductive electrode gel can be used</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">NuPrep</td>
			<td style="width:219px;">Compumedics Neuroscan Neuromedical Supplies - http://www.neuroscan.com/supplies.cfm</td>
			<td style="width:119px;">92100025</td>
			<td>Alternate skin preparation exfoliants can be used</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Blunt needle and syringe kit</td>
			<td style="width:219px;">Compumedics Neuroscan Neuromedical Supplies - http://www.neuroscan.com/supplies.cfm</td>
			<td style="width:119px;">104207</td>
			<td>Needle and syringe kit is used to apply conductive gel to electrode embedded in the EEG cap</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measuring neural and behavioral activity during ongoing computerized social interactions: an examination of event-related brain potentials

L&#39;esclusione sociale è un fenomeno sociale complesso, con forti conseguenze negative. Considerato l&#39;impatto dell&#39;esclusione sociale sulla salute mentale ed emotiva, una comprensione di come la percezione di esclusione sociale si sviluppano nel corso di una interazione sociale è importante per far progredire i trattamenti volti a diminuire i costi nocivi di esclusione. Fino ad oggi, la maggior parte degli esami scientifici di esclusione sociale hanno esaminato l&#39;esclusione dopo una interazione sociale è stata completata. Anche se questo è stato molto utile per lo sviluppo di una comprensione di ciò che accade ad una persona a seguito di esclusione, non ha contribuito a chiarire il momento per momento la dinamica del processo di esclusione sociale. Di conseguenza, l&#39;attuale protocollo è stato sviluppato per ottenere una migliore comprensione dell&#39;esclusione sociale, esaminando i modelli di attivazione cerebrale evento-correlati che sono presenti durante le interazioni sociali. Questo protocollo permette una maggiore precisione e sensibilità nel dettaglio la Social processi che portano le persone a sentirsi come se essi sono stati esclusi da una interazione sociale. È importante sottolineare che l&#39;attuale protocollo può essere adattato per includere i progetti di ricerca che variano la natura delle interazioni sociali di esclusione, modificando la frequenza con cui i partecipanti sono compresi, per quanto tempo i periodi di esclusione dureranno in ogni interazione, e quando l&#39;esclusione si svolgeranno durante le interazioni sociali . Inoltre, l&#39;attuale protocollo può essere utilizzato per esaminare le variabili e costrutti di là di quelli relativi alla esclusione sociale. Questa capacità di affrontare una vasta gamma di applicazioni in psicologia ottenendo sia i dati neurali e comportamentali durante le interazioni sociali in atto suggerisce il presente protocollo potrebbe essere al centro di una zona in via di sviluppo della ricerca scientifica relative alle interazioni sociali.

Questo protocollo è stato utilizzato nella ricerca precedentemente pubblicata esaminare l&#39;influenza di esclusione a neurale permanente e l&#39;attività comportamentale 13. Ventidue partecipanti del college-età (15 femmine, 7 maschi) hanno completato tre sessioni del compito Cyberball nelle condizioni sopra descritte. Dopo aver fornito il consenso informato, ai partecipanti è stato detto che sarebbero stati a giocare una partita di pallone-lancio computerizzato con altri partecipanti di laurea. Tuttavi...

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Measuring Neural and Behavioral Activity During Ongoing Computerized Social Interactions: An Examination of Event-Related Brain Potentials

Research on social exclusion has grown tremendously in recent years. As the field expands, it is imperative to develop sophisticated methodologies allowing for the simultaneous measurement of neural and behavioral outcomes during social exclusion. This protocol utilizes event-related brain potentials to record ongoing neural activity during computerized social interactions.

Misurazione neurale e comportamentale attività durante le interazioni sociali in corso computerizzati: Un esame di potenziali cerebrali-evento correlato

Social exclusion is a complex social phenomenon with powerful negative consequences. Given the impact of social exclusion on mental and emotional health, ...

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13.6K Views.  Illinois Wesleyan University. Research on social exclusion has grown tremendously in recent years. As the field expands, it is imperative to develop sophisticated methodologies allowing for the simultaneous measurement of neural and behavioral outcomes during social exclusion. This protocol utilizes event-related brain potentials to record ongoing neural activity during computerized social interactions. 

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Investigating the Effects of Antipsychotics and Schizotypy on the N400 Using Event-Related Potentials and Semantic Categorization

Within the field of cognitive neuroscience, functional magnetic resonance imaging (fMRI) is a popular method of visualizing brain function. This is in part because of its excellent spatial resolution, which allows researchers to identify brain areas associated with specific cognitive processes. However, in the quest to localize brain functions, it is relevant to note that many cognitive, sensory, and motor processes have temporal distinctions that are imperative to capture, an aspect that is left unfulfilled by fMRI&#8217;s suboptimal temporal resolution. To better understand cognitive processes, it is thus advantageous to utilize event-related potential (ERP) recording as a method of gathering information about the brain. Some of its advantages include its fantastic temporal resolution, which gives researchers the ability to follow the activity of the brain down to the millisecond. It also directly indexes both excitatory and inhibitory post-synaptic potentials by which most brain computations are performed. This sits in contrast to fMRI, which captures an index of metabolic activity. Further, the non-invasive ERP method does not require a contrast condition: raw ERPs can be examined for just one experimental condition, a distinction from fMRI where control conditions must be subtracted from the experimental condition, leading to uncertainty in associating observations with experimental or contrast conditions. While it is limited by its poor spatial and subcortical activity resolution, ERP recordings&#8217; utility, relative cost-effectiveness, and associated advantages offer strong rationale for its use in cognitive neuroscience to track rapid temporal changes in neural activity. In an effort to foster increase in its use as a research imaging method, and to ensure proper and accurate data collection, the present article will outline &#8211; in the framework of a paradigm using semantic categorization to examine the effects of antipsychotics and schizotypy on the N400 &#8211; the procedure and key aspects associated with ERP data acquisition.

Using event-related EEG potentials (ERPs), we investigate the effects of antipsychotic medications on abnormal semantic brain activations in healthy individuals with schizotypal traits. We use ERPs to track distinct changes in brain activity, shedding insight into the cognitive processes associated with semantic categorization.

Lo studio degli effetti degli antipsicotici e schizotipia sulla N400 Utilizzando potenziali evento-correlati e la categorizzazione semantica

Within the field of cognitive neuroscience, functional magnetic resonance imaging (fMRI) is a popular method of visualizing brain function. This is in ...

Ricerca

Comportamento

Infant Auditory Processing and Event-related Brain Oscillations

Rapid auditory processing and acoustic change detection abilities play a critical role in allowing human infants to efficiently process the fine spectral and temporal changes that are characteristic of human language. These abilities lay the foundation for effective language acquisition; allowing infants to hone in on the sounds of their native language. Invasive procedures in animals and scalp-recorded potentials from human adults suggest that simultaneous, rhythmic activity (oscillations) between and within brain regions are fundamental to sensory development; determining the resolution with which incoming stimuli are parsed. At this time, little is known about oscillatory dynamics in human infant development. However, animal neurophysiology and adult EEG data provide the basis for a strong hypothesis that rapid auditory processing in infants is mediated by oscillatory synchrony in discrete frequency bands. In order to investigate this, 128-channel, high-density EEG responses of 4-month old infants to frequency change in tone pairs, presented in two rate conditions (Rapid: 70 msec ISI and Control: 300 msec ISI) were examined. To determine the frequency band and magnitude of activity, auditory evoked response averages were first co-registered with age-appropriate brain templates. Next, the principal components of the response were identified and localized using a two-dipole model of brain activity. Single-trial analysis of oscillatory power showed a robust index of frequency change processing in bursts of Theta band (3 - 8 Hz) activity in both right and left auditory cortices, with left activation more prominent in the Rapid condition. These methods have produced data that are not only some of the first reported evoked oscillations analyses in infants, but are also, importantly, the product of a well-established method of recording and analyzing clean, meticulously collected, infant EEG and ERPs. In this article, we describe our method for infant EEG net application, recording, dynamic brain response analysis, and representative results.

High-density electroencephalography (dEEG) is being used increasingly to study brain development and plasticity in the early years of life. Here we present an application of sophisticated analysis techniques that builds on traditional EEG recording to understand the oscillatory dynamics of rapid auditory processing in the infant brain.

Infant elaborazione uditiva e oscillazioni cerebrali eventi correlati

Rapid auditory processing and acoustic change detection abilities play a critical role in allowing human infants to efficiently process the fine spectral ...

The Modified Hole Board - Measuring Behavior, Cognition and Social Interaction in Mice and Rats

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure multiple dimensions of unconditioned behavior in small laboratory mammals (e.g., mice, rats, tree shrews and small primates). This paradigm is a valuable alternative for the use of a behavioral test battery, since a broad behavioral spectrum of an animal&#8217;s behavioral profile can be investigated in one single test.
The apparatus consists of a box, representing the &#8216;protected&#8217; area, separated from a group compartment. A board, on which small cylinders are staggered in three lines, is placed in the center of the box, representing the &#8216;unprotected&#8217; area of the set-up. The cognitive abilities of the animals can be measured by baiting some cylinders on the board and measuring the working and reference memory. Other unconditioned behavior, such as activity-related-, anxiety-related- and social behavior, can be observed using this paradigm. Behavioral flexibility and the ability to habituate to a novel environment can additionally be observed by subjecting the animals to multiple trials in the mHB, revealing insight into the animals&#8217; adaptive capacities.
Due to testing order effects in a behavioral test battery, na&#239;ve animals should be used for each individual experiment. By testing multiple behavioral dimensions in a single paradigm and thereby circumventing this issue, the number of experimental animals used is reduced. Furthermore, by avoiding social isolation during testing and without the need to food deprive the animals, the mHB represents a behavioral test system, inducing if any, very low amount of stress.

This protocol describes the modified hole board, which is a behavioral test set-up that comprises the characteristics of an open field and a traditional hole board. This set-up enables the differential analysis of unconditioned behavior of small laboratory mammals as well as the analysis of cognitive abilities.

The Hole Consiglio Modified - Behavior, Cognition e l&#39;interazione sociale in topi e ratti di misura

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure ...

A Method for Remotely Silencing Neural Activity in Rodents During Discrete Phases of Learning

This protocol describes how to temporarily and remotely silence neuronal activity in discrete brain regions while animals are engaged in learning and memory tasks. The approach combines pharmacogenetics (Designer-Receptors-Exclusively-Activated-by-Designer-Drugs) with a behavioral paradigm (sensory preconditioning) that is designed to distinguish between different forms of learning. Specifically, viral-mediated delivery is used to express a genetically modified inhibitory G-protein coupled receptor (the Designer Receptor) into a discrete brain region in the rodent. Three weeks later, when designer receptor expression levels are high, a pharmacological agent (the Designer Drug) is administered systemically 30 min prior to a specific behavioral session. The drug has affinity for the designer receptor and thus results in inhibition of neurons that express the designer receptor, but is otherwise biologically inert. The brain region remains silenced for 2-5 hr (depending on the dose and route of administration). Upon completion of the behavioral paradigm, brain tissue is assessed for correct placement and receptor expression. This approach is particularly useful for determining the contribution of individual brain regions to specific components of behavior and can be used across any number of behavioral paradigms.

This protocol describes how to temporarily and remotely silence neuronal activity in discrete brain regions while rats are engaged in learning and memory tasks. The approach combines pharmacogenetics (Designer-Receptors-Exclusively-Activated-by-Designer-Drugs) with a behavioral paradigm (sensory preconditioning) that is designed to distinguish between different components of learning.

Un metodo per Remotely Silencing Neural Activity in Roditore Durante Fasi discreti di apprendimento

This protocol describes how to temporarily and remotely silence neuronal activity in discrete brain regions while animals are engaged in learning and ...

A Novel Experimental and Analytical Approach to the Multimodal Neural Decoding of Intent During Social Interaction in Freely-behaving Human Infants

Understanding typical and atypical development remains one of the fundamental questions in developmental human neuroscience. Traditionally, experimental paradigms and analysis tools have been limited to constrained laboratory tasks and contexts due to technical limitations imposed by the available set of measuring and analysis techniques and the age of the subjects. These limitations severely limit the study of developmental neural dynamics and associated neural networks engaged in cognition, perception and action in infants performing &#8220;in action and in context&#8221;. This protocol presents a novel approach to study infants and young children as they freely organize their own behavior, and its consequences in a complex, partly unpredictable and highly dynamic environment. The proposed methodology integrates synchronized high-density active scalp electroencephalography (EEG), inertial measurement units (IMUs), video recording and behavioral analysis to capture brain activity and movement non-invasively in freely-behaving infants. This setup allows for the study of neural network dynamics in the developing brain, in action and context, as these networks are recruited during goal-oriented, exploration and social interaction tasks.

This protocol presents a novel methodology for the neural decoding of intent from freely-behaving infants during unscripted social interaction with an actor. Neural activity is acquired using non-invasive high-density active scalp electroencephalography (EEG). Kinematic data is collected with inertial measurement units and supplemented with synchronized video recording.

Un nuovo approccio sperimentale e analitico al multimodale neurale decodifica di intenti durante l&#39;interazione sociale in Liberamente-comportarsi neonati umani

Understanding typical and atypical development remains one of the fundamental questions in developmental human neuroscience. Traditionally, experimental ...

Event-related Potentials During Target-response Tasks to Study Cognitive Processes of Upper Limb Use in Children with Unilateral Cerebral Palsy

Unilateral Cerebral Palsy (CP) is a neurodevelopmental disorder that is a very common cause of disability in childhood. It is characterized by unilateral motor impairments that are frequently dominated in the upper limb. In addition to a reduced movement capacity of the affected upper limb, several children with unilateral CP show a reduced awareness of the remaining movement capacity of that limb. This phenomenon of disregarding the preserved capacity of the affected upper limb is regularly referred to as Developmental Disregard (DD). Different theories have been postulated to explain DD, each suggesting slightly different guidelines for therapy. Still, cognitive processes that might additionally contribute to DD in children with unilateral CP have never been directly studied. The current protocol was developed to study cognitive aspects involved in upper limb control in children with unilateral CP with and without DD. This was done by recording event-related potentials (ERPs) extracted from the ongoing EEG during target-response tasks asking for a hand-movement response. ERPs consist of several components, each of them associated with a well-defined cognitive process (e.g., the N1 with early attention processes, the N2 with cognitive control and the P3 with cognitive load and mental effort). Due to its excellent temporal resolution, the ERP technique enables to study several covert cognitive processes preceding overt motor responses and thus allows insight into the cognitive processes that might contribute to the phenomenon of DD. Using this protocol adds a new level of explanation to existing behavioral studies and opens new avenues to the broader implementation of research on cognitive aspects of developmental movement restrictions in children.

Several children with unilateral Cerebral Palsy seem to disregard the preserved capacity of their affected upper limb. This Developmental Disregard is extensively described in the literature but the involved cognitive processes have not been studied. To study underlying cognitive factors of upper limb control, an event-related potential protocol was developed.

Potenziali evento-correlati durante le attività target-risposta per studiare i processi cognitivi di Upper Limb uso nei bambini con paralisi cerebrale unilaterale

Unilateral Cerebral Palsy (CP) is a neurodevelopmental disorder that is a very common cause of disability in childhood. It is characterized by unilateral ...

A Wireless, Bidirectional Interface for In Vivo Recording and Stimulation of Neural Activity in Freely Behaving Rats

In vivo electrophysiology is a powerful technique to investigate the relationship between brain activity and behavior at a millisecond and micrometer scale. However, current methods mostly rely on tethered cable recordings or only use unidirectional systems, allowing either recording or stimulation of neural activity, but not at the same time or same target. Here, a new wireless, bidirectional device for simultaneous multichannel recording and stimulation of neural activity in freely behaving rats is described. The system operates through a single portable head stage that both transmits recorded activity and can be targeted in real-time for brain stimulation using a telemetry-based multichannel software. The head stage is equipped with a preamplifier and a rechargeable battery, allowing stable long-term recordings or stimulation for up to 1 h. Importantly, the head stage is compact, weighs 12 g (including battery) and thus has minimal impact on the animal&#180;s behavioral repertoire, making the method applicable to a broad set of behavioral tasks. Moreover, the method has the major advantage that the effect of brain stimulation on neural activity and behavior can be measured simultaneously, providing a tool to assess the causal relationships between specific brain activation patterns and behavior. This feature makes the method particularly valuable for the field of deep brain stimulation, allowing precise assessment, monitoring, and adjustment of stimulation parameters during long-term behavioral experiments. The applicability of the system has been validated using the inferior colliculus as a model structure.

A Wireless, Bidirectional Interface for In Vivo Recording and Stimulation of Neural Activity in Freely Behaving Rats

A wireless, bidirectional system for multi-channel neural recordings and stimulation in freely behaving rats is introduced. The system is light and compact, thus having minimal impact on the animal&#180;s behavioral repertoire. Moreover, this bidirectional system provides a sophisticated tool to assess causal relationships between brain activation patterns and behavior.

Una connessione Wireless, interfaccia bidirezionale per registrazione In Vivo e la stimolazione dell'attività neurale a comportarsi liberamente ratti

In vivo electrophysiology is a powerful technique to investigate the relationship between brain activity and behavior at a millisecond and micrometer ...

A Behavioral Assay for Investigating the Role of Spatial Memory During Instinctive Defense in Mice

Evolution has selected a repertoire of defensive behaviors that are essential for survival across all animal species. These behaviors are often stereotyped actions elicited in response to innately aversive sensory stimuli, but their success requires enough flexibility for adapting to different spatial environments, which can change rapidly. Here, we describe a behavioral assay to evaluate the influence of learned spatial knowledge on defensive behaviors in mice. We have adapted the widely used Barnes maze spatial memory assay to investigate how mice navigate to a shelter during escape responses to innately aversive sensory stimuli in a novel environment, and how they adapt to acute changes in the environment. This new assay is an ethological paradigm that does not require training and exploits the natural exploration patterns and navigation strategies in mice. We propose that the set of protocols described here are a powerful means of studying goal-directed behaviors and stimulus-triggered navigation, which should be of interest to both the fields of instinctive behaviors and spatial memory.

This protocol describes a behavioral assay, based on the Barnes maze test, to study how instinctive defensive actions are modified by the knowledge of spatial environment.

Un'analisi comportamentale per investigare il ruolo della memoria spaziale durante la difesa istintiva nei topi

Evolution has selected a repertoire of defensive behaviors that are essential for survival across all animal species. These behaviors are often ...

An Automated T-maze Based Apparatus and Protocol for Analyzing Delay- and Effort-based Decision Making in  Free Moving Rodents

Many neurological and psychiatric patients demonstrate difficulties and/or deficits in decision making. Rodent models are helpful to produce a deeper understanding of the neurobiological causes underlying the decision-making problems. A cost-benefit based T-maze task is used for measuring decision making in which rodents choose between a high reward arm (HRA) and a low reward arm (LRA). There are two paradigms of the T-maze decision-making task, one in which the cost is a time delay and the other in which it is physical effort. Both paradigms require a tedious and labor-intensive management of experimental animals, multiple doors, pellet reward, and arm choice recordings. In the current work, we invented an apparatus based on traditional T-maze with full automation for pellet delivery, door management and choice recordings. This automated setup can be used for the evaluation of both delay- and effort-based decision making in rodents. With the protocol described here, our lab investigated the decision-making phenotypes of multiple genetically modified mice. In the representative data, we showed that the mice with ablated medial habenular showed aversions of both delay and effort and tended to choose the immediate and effortless reward. This protocol helps to decrease the variability caused by experimenter intervention and to enhance experiment efficiency. In addition, chronic silicon probe or microelectrode recording, fiber-optic imaging and/or manipulation of neural activity can be easily applied during the decision-making task using the setup described here.

This article introduces an automated T-maze apparatus that we invented, and a protocol based on this apparatus for analyzing delay-based decision making and effort-based decision making in free moving rodents.

Un t-labirinto automatizzato basato apparato e protocollo per l'analisi basate su ritardo e sforzo decisionale nei roditori in movimento libero

Many neurological and psychiatric patients demonstrate difficulties and/or deficits in decision making. Rodent models are helpful to produce a deeper ...

A Visual Guide for Studying Behavioral Defenses to Pathogen Attacks in Leaf-Cutting Ants

The complex lifestyle, evolutionary history of advanced cooperation, and disease defenses of leaf-cutting ants are well studied. Although numerous studies have described the behaviors connected with disease defense, and the associated use of chemicals and antimicrobials, no common visual reference has been made. The main aim of this study was to record short clips of behaviors involved in disease defense, both prophylactically and directly targeted towards an antagonist of the colony following infection. To do so we used an infection experiment, with sub-colonies of the leaf-cutting ant species Acromyrmex echinatior, and the most significant known pathogenic threat to the ants&#39; fungal crop (Leucoagaricus gongylophorus), a specialized pathogenic fungus in the genus Escovopsis. We filmed and compared infected and uninfected colonies, at both early and more advanced stages of infection. We quantified key defensive behaviors across treatments and show that the behavioral response to pathogen attack likely varies between different castes of worker ants, and between early and late detection of a threat. Based on these recordings we have made a library of behavioral clips, accompanied by definitions of the main individual defensive behaviors. We anticipate that such a guide can provide a common frame of reference for other researchers working in this field, to recognize and study these behaviors, and also provide greater scope for comparing different studies to ultimately help better understand the role these behaviors play in disease defense.

We present a visual guide to disease defense behaviors in leaf-cutting ants, with individual clips and accompanying definitions, illustrated in an experimental infection scenario. Our main aim is to help other researchers recognize key defensive behaviors and to provide a common understanding for future research in this field.

Una guida visiva per studiare le difese del comportamento patogeno attacca in formiche tagliafoglie

The complex lifestyle, evolutionary history of advanced cooperation, and disease defenses of leaf-cutting ants are well studied. Although numerous studies ...