ルイサ・サルトリは、パドヴァ大学、バンド・ジョヴァーニ・スタジオ2011、L.n.240/2010からの助成金によって支えられていました。

1. ビデオ刺激の準備
<ol><li>モデルを委託して、4 つのアクション シーケンスを実行します。<ol>
<li>最初の 2 つのアクション シーケンスでは、カメラに面したテーブルにモデルを取り付けます。彼女の近くのテーブルの上に3つのマグカップを置き、4番目のマグカップをフォアグラウンドのテーブルの反対側に遠くに置きます。シュガースプーンに手を伸ばしてつかんでアクションを開始するようにモデルに指示します。</li>
		<li>3つのマグカップに砂糖を注いで彼女の行動を開始するようにモデルに指示します。3つ目のマグカップに砂糖を注ぎ終えたら、4番目のマグカップにも砂糖を注ぐかのように手首を動かすようにモデルに指示します。</li>
		<li>3つのマグカップに砂糖を注いで彼女の行動を開始するようにモデルに指示します。彼女が3番目のマグカップに砂糖を注ぎ終えたら、モデルに手首を動かして元の位置に戻してもらいます。</li>
		<li>最後の 2 つのアクション シーケンスで、カメラに面したテーブルにモデルをもう一度取り付けます。彼女の近くのテーブルの上に3つのエスプレッソコーヒーカップを置き、フォアグラウンドのテーブルの反対側に彼女からさらに4つ離れたところに置きます。魔法瓶に手を伸ばしてつかんで、アクションを開始するようにモデルに指示します。</li>
		<li>3つのエスプレッソコーヒーカップにコーヒーを注いで、彼女のアクションを開始するようにモデルに指示します。彼女が3番目のカップにコーヒーを注ぎ終わったら、モデルに4番目のカップにもコーヒーを注ぐつもりであるかのように手首を動かしてもらいます。</li>
		<li>3つのエスプレッソコーヒーカップにコーヒーを注いで、彼女のアクションを開始するようにモデルに指示します。彼女が3番目のカップにコーヒーを注ぎ終わったら、モデルに手首を動かして元の位置に戻してもらいます。</li>
	</ol>
</li>
	<li>精密グリップ(PG;)を使用して砂糖スプーンを拾って保持するようにモデルに指示する。 すなわち、人差し指で親指の反対)と全体の手の把握(WHG;)を使用して自然な方法で魔法瓶を拾って保持する。 すなわち、親指と他の指の反対)。</li>
	<li>各ビデオクリップの冒頭で、モデルに、彼女の手がテーブルの上に置かれて起こりやすい位置にあることを示すように指示します。<ol>
<li>モデルが約900ミリ秒後に手の届く動きを始める手配をします。</li>
		<li>モデルの指を約 450 msec 後の最初のオブジェクトと接触するように調整します。</li>
		<li>モデルが手を動かし始め、後で2番目のアクションステップを実行します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>デジタイズ手法を使用して、モデルの動きのポストホック運動学的解析を実行する<ol>
<li>手動でモデルの手首にマーカーを割り当てることによって、各動きをフレームごとにマークします。</li>
		<li>モデルの動きを追跡します。軌道偏差を特定する:手の軌道が社会的および非社会的な条件のために多様化し始める瞬間。TMS刺激タイミングでアクションシーケンスを特徴付け、最も顕著な運動学的イベントをロックします。</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. 計器の準備
<ol><li>4つの焼結型Ag/AgClバイポーラと1つの単極表面電極(15kΩ、1.5mmタッチプルーフ安全ソケット)をセンサーエリア(直径9mm)で、メインEMGアンプにリンクされた孤立したポータブルExG入力ボックスに接続します。信号伝送用のツイン光ファイバケーブルは推奨されますが、必須ではありません。</li>
	<li>個々の休息運動閾値(rMT)評価のためのスクリプトを管理し、ビデオ刺激の提示とTMS刺激は、モニター(解像度1,280 x 1,024ピクセル、リフレッシュ周波数75、0.5 cd/m2)セットでPCで実行されているE-PrimeプレゼンテーションソフトウェアによるEMG登録と同期します。</li>
	<li>一連の単一フレーム(それぞれ 30 ミリ秒、30 fps)、最初と最後のフレームをそれぞれ 500 ミリ秒と 1,000 ミリ秒で選択することで、アニメーション効果を得ます。</li>
</ol>3. 参加者募集
<ol><li>正常または正常に修正されたビジョンを持つ右利きの参加者のみを募集します。標準利手在庫アンケート31を使用して、利手を確認します。</li>
	<li>TMS32,33に対する禁忌を持つ候補者が存在するかどうか確認します。<ol>
<li>TMSの主な既知の健康リスクが発作誘導であるという事実を考慮して、通常の発作リスク(てんかん、脳神経外科、脳損傷の個人的/家族歴に基づく)または神経活性薬を受けている被験者を除外する。</li>
		<li>胎児へのTMSのリスクは不明であるとして妊婦を除外する。</li>
	</ol>
</li>
	<li>研究に関する基本的な情報をすべての参加者に提供し、書面によるインフォームド・コンセント・フォームに署名するよう依頼する。</li>
	<li>おそらく、音減衰ファラデーの部屋で実験を行う:これは推奨されますが、必須ではありません。</li>
	<li>参加者に快適なアームチェアに座ら。</li>
	<li>完全な腕のサポートに彼/彼女の右腕を配置します。</li>
	<li>参加者の頭を頭の残りの部分に固定します。画面からの視線距離は、刺激表示のサイズに基づいて決定されるべきである。</li>
	<li>コイルの急速な電流変化速度が変化する磁界を誘導することができるので、すべての金属物体(イヤリング、ネックレスなど)と磁場に敏感な物体(携帯電話、クレジットカード)を取り除くように参加者に依頼します。</li>
	<li>参加者に視覚刺激を注意深く見て、注意の良いレベルを維持するように指示します。内容について後で質問されることを説明する。</li>
</ol>4. TMS刺激とMEP記録
<ol><li>最大自主的な筋肉の活性化中に触診することにより、電極をADMおよびFDI筋肉の上に配置する場所を決定します。すべての電極の位置(地面用)の皮膚をきれいにします。ガーゼパッドを使用して、サイト全体に研磨スキンプレッピングジェルを塗布します。軽く皮膚にこすり、きれいなガーゼパッドで余分なものを取り除きます。</li>
	<li>各々の筋肉の上に少量の水溶性EEG導電ペーストを含む2つの表面電極を配置し、自己接着パッドを用いて皮膚に取り付ける。<ol>
<li>右のADMとFDIの筋肉腹の上に活性電極を配置し、イプシララルメタカルポファルゲザル関節の上に参照電極を配置することにより、腹腱モンタージュを実行します。参加者の左手首に導電ペーストを含む単一の接地電極を取り付けます。</li>
		<li>ExG 入力ボックスの共通入力に電極を接続し、インピーダンス値をチェックします。しきい値(>5 Ω)を超えた場合は、皮膚を再び準備します。</li>
	</ol></li>
	<li>Magstim 200刺激装置に接続された70mmの8個のコイルを使用して、手の領域に対応する左一次運動皮質(M1)上の頭皮にシングルパルスTMSを提供します。 注: 基本的な TMS 刺激装置は、電源、エネルギー貯蔵要素、および装置オペレータからの制御入力を受け入れるプロセッサによって正確に制御される高電力スイッチによって構成されます。TMS刺激装置の基本的な動作機構は、隣接する導電性物質(皮質組織など)に電流を誘導できる変化する磁場を作り出すものです。組織刺激は、組織に十分な密度の電流を誘導することによって誘発され、これは磁束密度34の時間変化率に比例する。8個のコイルの図を用いて、誘起電界の等電位線は楕円を形成し、その長軸はコイル接合部35における電流流れの方向に平行である。<ol>
<li>コイルを裂き間に対して45°の角度に置き、中央のスルカスに対して垂直に位置づけます:脳内の誘導電流が中央のスルカス36,37に対してほぼ垂直に流れるときに最も低い運動閾値が達成される。</li>
		<li>ハンドルを横方向および尾方向に指し示して、心前回38を通して後頭脳電流を誘導する。低いが超閾値、刺激強度において、TMS誘導電流は、コルチコ脊髄ニューロンに直接的または間接的に投影するニューロンの軸索を優先的に興奮させる。阻害性シナプスと興奮性シナプスの両方が活性化されるが、そのような刺激強度では、正味の効果は、コルチコ脊髄ニューロンにおける興奮性シナプス後の潜在能力である。</li>
		<li>下前頭回のパースオペルクラリスの上に最適な頭皮位置(OSP)を見つけます。OSP上のわずかに超閾値強度の刺激は、常に対側ADMおよびFDI筋肉から最高レベルのMEP活性を生み出す。</li>
		<li>10-20国際システム(C3位置に対応する刺激部位)を使用して、手の筋肉にモータ誘発電位(MEP)を引き出すためのOSPを確立し、ターゲット領域の周りに約0.5cmのステップでコイルの交差点を移動し、一定の強度でTMSパルスを送達します。</li>
		<li>ターゲット領域が正しく特定された後、機械的な支持を使用してコイルを安定させ、一貫した位置を維持します。</li>
	</ol></li>
	<li>ニューロナビゲーションシステムを使用して、実験全体を通して一定のコイル位置を維持し、データ収集中に参加者の頭部の小さな動きによる偏りを防ぎます。<ol>
<li>パッシブ球形マーカーをコイルと参加者の頭の両方に適用します。</li>
		<li>コンピュータ画面上でマーカーを再現するために、光デジタイザを使用してマーカーの位置を記録します。</li>
		<li>空間的なコイルの位置と方向の違いを検出し、デカルト座標のそれぞれに対して2〜3mmの許容差を採用します。</li>
		<li>初期および実際のコイル配置に関する3次元オンライン情報を利用して、必要に応じて実験セッション中にリアルタイムでTMSコイルの正確な位置を変更できるようにします。</li>
	</ol></li>
	<li>OSP上の各参加者の「個々の安静運動閾値」(rMT)を決定するには、10回の連続試験のうち5回で、リラックスした筋肉で信頼性の高いMEP(≥50 μVピークからピーク振幅)を生成するために必要な最小刺激強度を検出します。OSP と rMT より高いしきい値の筋肉を決定して、あまり興奮性の低い筋肉を含む差動変調の損失を避けます。</li>
	<li>録音セッション全体で刺激強度を固定値(rMTの110%)に保ちます。</li>
	<li>バンドパスフィルタ(20 Hz-1 kHz)を使用して、未加工の筋信号を記録します。増幅後、信号(5 kHzサンプリングレート)をデジタル化し、オフライン分析のためにコンピュータに保存します。</li>
	<li>参加者が実験セッションの開始時にコンピュータ画面上の黒い背景に白色の固定クロスを受動的に見ている間に10 MEPを記録します。</li>
	<li>実験セッションの最後にさらに 10 個の MEP を記録します。</li>
	<li>TMS パルスの後の適切な ADM および FDI の筋肉からの EMG データを、可能な 5 つの時点の 1 つ (図 1)に記録します。<ol>
<li>モデルの手が最初に砂糖スプーンまたは魔法瓶(T1)と接触するとき。</li>
		<li>モデルが3杯目のカップ/マグカップに砂糖/コーヒーを注ぎ終えたら(T2)。</li>
		<li>モデルが3番目のカップ/マグカップ(T3)から手を引っ張り始めるとき。</li>
		<li>モデルの腕が開始位置に戻り始めたり、4番目のカップ/マグカップ(それぞれ非社会的、社会的条件)に向かって動き始めたりすると(T4)。</li>
		<li>モデルの腕が出発点に戻ったとき、または4番目のカップ/マグカップ(それぞれ非社会的および社会的条件)に達すると(T5)。</li>
	</ol></li>
	<li>ビデオ間に 10 秒の休憩間隔を挿入します。休憩時間の最初の5秒間にメッセージを表示させ、参加者に手を静かに完全にリラックスさせておくことを思い出させます。メッセージが消えたら、残りの5秒間、固定十字架が表示されるように調整します。</li>
</ol>5. 報告会
<ol><li>セッションの最後に実験計画に関する詳細情報を参加者に提供します。</li>
</ol>6. データ分析
<ol><li>ポストホック運動学的解析を実行します。<ol>
<li>X 軸と Y 軸を水平および垂直方向として識別する基準フレームを設定し、ビデオ サンプルをフレームごとに分析します。</li>
		<li>基準単位の測定として、カメラの視野と運動の平面で既知の長さを使用します。</li>
		<li>モデルの手首にマーカーを割り当てて、アームキネマティックを測定します。</li>
		<li>モデルの右手がテーブル上の傾向のある位置に置かれている時間として開始位置を定義します。時空間と時間で手首の軌道を追跡し、軌道経路を抽出し、モデルの二重ステップアクションを特徴づける顕著な運動学的事象を特定します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>EMG データを分析します。<ol>
<li>各筋肉の EMG トレースを、参照マーカー (TMS 刺激) に対して同じ長さの異なるセグメント (エポック) にセグメント化します。TMSパルスが配信される前のタイムウィンドウを100ミリ秒、TMSパルスの後に200ミリ秒に設定します。これにより、バックグラウンドアクティビティの可能性を確認できます。</li>
		<li>EMGの各チャンネルでは、すべてのセグメントのピークを検索するために、時間枠の正確な範囲 (例えば10〜40ミリ秒)を選択します。</li>
		<li>各セグメント内の正と負のピークを考慮に入れたアルゴリズムを適用し、ピークからピークまでのμVでEMG曲線の最大振幅を計算します。</li>
		<li>バックグラウンドアクティビティによるMEP測定の汚染を避けるために、100 μVを超えるバックグラウンドEMG活性を有する試験を排除します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>平均から標準偏差(外れ値)から2標準偏差以上を逸脱したものを除く各条件のADMおよびFDI筋肉とは別に、平均ピークからピークへのMEP振幅を計算します。</li>
	<li>実験セッションの開始時と終了時に、各参加者の各筋肉から記録された2つの一連のMEP振幅を比較し、TMSに関連するコルチコ脊髄興奮性変動をチェックする。2つの系列の平均振幅はまた、各筋肉のデータ正規化手順のための個々のベースライン値を個別に設定することを可能にする39.</li>
	<li>参加者の個々のベースライン値(MEP比 = MEPで得られた/MEPベースライン)39を使用して、比率を計算する値。</li>
</ol>

開示するものは何もありません。

アクション観察中のヒトのCS興奮性の変調を測定する上で最も重要なステップは次のとおりです: 1) 乳化応答と相補的応答の両方を予測する観察者の行動傾向を誘発するビデオクリップの設計/撮影。2)それに応じてTMS刺激をタイムロックするモデルのアクションのさまざまな段階を特徴づける運動学的事象を決定する。3)各手の筋肉のための最適な頭皮位置を識別し、実験を通じて一貫した位置を維持する;4)適切に刺激筋肉からEMG活性を登録します。
TMS/MEP技術を利用したこれまでの研究では、作用観察に起因する皮質脊髄活性化は必ずしも模倣バイアスを有するわけではないが、文脈要因に応じて、相補的作用のための主要な運動活性化も可能であることを示している。単パルスTMS研究は、補完的な要求が埋め込まれる2段階のアクションシーケンスを観察することは、参加者のコルチコ脊髄活性におけるエミュレーションから応答性への切り替えを促すことを実証した。この研究は、正確にスイッチが行われる時期を示すことによってさらに一歩進み、補完的な応答の必要性/要求を示す先熟した運動学的手がかりを観察することによって、人間が行動の社会的意図を予測できることを実証する。前進運動情報は、確かに、観察者がそれの背後にある意図について推論するのに十分です。その後、行動観察の根底にあるメカニズムは、可鍛性、迅速性、および社会的文脈に埋め込まれた複雑な要求に敏感であるように見えます。今後の研究では、処理がシリアルか並列の場合に分析を進めます。ここで使用されるようなパラダイムを採用した神経イメージング研究は、エミュレーションから相互に移行する能力の基礎となる皮質ネットワークを分析し、このプロセスをさらに明確にすることができるでしょう。
これらの結果はまた、CS興奮性とモータシステムの可塑性を研究するためのTMS / EMG技術の将来の応用への道を示す。多くの研究は、運動皮質機能のTMS測定が安全で信頼性が高く、臨床現場40.46において潜在的に有用であることを既に示している。MEP振幅の縦方向の比較は、実際には、運動皮質可塑性効果の直接的な評価を提供することができる。
最近の研究では、行動観察は運動障害の脳卒中後リハビリテーションにプラスの効果を有し、運動制御47をリハビリする必要がある個体の運動領域を再活性化するために有益に利用することができると報告されている。補完的な行動観察療法戦略は、したがって、障害のある運動能力を再活性化するために補完的なジェスチャーの観察を利用して開発することができる。運動行動が内部要因と外的要因の両方の結果である場合、このタイプの患者のリハビリを目指すトレーニングプロトコルに行動観察を含める必要があります。日常の行動を物理的な練習と一緒に観察することは、より効果的なリハビリテーション戦略への道を開く可能性があります。これまで、機能的または主観的な尺度などの間接的な尺度のみが臨床改善の評価に使用されてきた。将来的にTMS/EMG評価を利用して、これらの患者の機能改善を測定することができる。
結論として、この研究は、他の人の行動を観察する方法とタイミングを示し、見物人の対応する筋肉で運動促進を生み出し、どのような方法でコルチコ脊髄興奮性が社会的文脈で調節されるかを示す。また、TMSによって誘発されるモータ電位が、アクション観察中のCS興奮性と変調の安全で信頼性の高い指標であることを確認します。

過去10年間の神経科学研究は、主に運動システムの伝統的な見解を変更しました。データのかなりの量は、他の人の体の動きを観察することは、見物人の脳の運動表現を活性化することを示唆している(例えば1-3)。これらの研究は、観察者の運動皮質が、それらが見物人自身によって実行されているかのように観察されている行動を動的に複製することを示した。経頭蓋磁気刺激(TMS)は、誰かが他の誰かが行動を行っている間に興奮性の変化を追跡するために、比較的高い時間分解能でコルチコ脊髄(CS)興奮性を評価するのに有用である。
TMS機能の基本原理は、刺激コイルにおける一次電流の変化が変化する磁界を生じ、その結果、近くの導体(この場合は皮質組織)がファラデーの法則4で規定されるように電流の二次流を誘発する。脳は、白物、灰色物質、および導電性を有する脳脊髄液からなる不均一な導体である0.48、0.7、および1.79 S/m、それぞれ5。分析は、磁気刺激の目的のために、脳が均質な導体5として扱われることを示している。ニューロンの脱分極は、誘導電流によって生成される。プロセスの中心には、約30〜40mVの細胞内電位を上昇させる神経膜全体の電荷の伝達です。正イオンが神経細胞に駆動される時点で、その細胞内ポテンシャルが上昇し、上昇が十分であれば、作用電位の結果5。Prioriたちは、TMSからの運動誘発電位(MEP)の振幅によって測定されるように、弱い電流がヒト運動皮質の興奮性を調節できることを示す最初のものである。ヒト運動皮質の磁気刺激を伴う作業の多くは、実際には、本質的な手の筋肉7におけるEMG応答に焦点を当てている。2004年にUozomiたちは、領域44上のspTMSがターゲット指向の手の動きを容易に中断し、手の筋肉から電位を誘発する運動を生み出す可能性があることを明らかにした。ヒト領域44は、強壮性およびフェース性指の動き9〜10に対して進行性および抑制性効果を有し、直接的に速伝導性のコルチコ脊髄投影を有する。
CS興奮性が自発的な運動の間だけでなく、行動観察中にも変調されるという最初の証拠は、1995年3月にFadigaと同僚によって作成された。TMSは一次運動皮質(M1)の手の領域に適用され、MEPは反側の手筋から記録され、ボランティアは推移的および自動移動を見るように指示された(前者は目標指向であり、後者はそうではない)。オポネン・ポリシス(OP)およびFDI筋肉から記録されたMEPの振幅は、制御条件に登録されたものに関する把握行動の観察中に増加することが判明した。このように問題が生じた:行動観察中に促進される筋肉は、アクション実行中に利用されるものと同じですか?物体が把握されている間に記録された手筋のEMG応答と腕の持ち上げ運動の間に、アクション観察中にTMSによって引き出されたMEPのパターンを正確に再現することが判明した。いくつかの研究グループは、これらの同じ実験を繰り返し、他の11-16を設計することができました.
行動観察中、観察者の運動システムは実際には観測された動きに「共鳴」し、厳密に一致する方法でそれらの行動をしきい値の下でシミュレートする。観察者に関与する筋肉は、行動を実行する人が使用しているものと同じであるため、観察されたアクションのダイナミクスと一時的に結合されます。Gangitanoたちの研究グループは、実行観察マッチングシステムが、その時間的なコーディング17の観点からも観察された行動に関連していることを実証した。閉座段階では、指の絞りが大きくなり、小さくなるにつれてMEPの振幅が大きくなります。クラーク ら18 は、参加者が見ている間にコルチコ脊髄(CS)ファシリテーションの特異性を評価するために着手し、彼らが後で実行しなければならないと言われた行動を想像するか、または観察された。これらの調査官は、これらの3つの条件に統計的に有意な差はないと報告した。
アクション観察によって誘発されるMEPの促進を説明する少なくとも2つの仮説がある。最初の1つによると、M1興奮性の増強は、興奮性コルチコ-皮質結合を介して産生される。第二に、TMSは、CS降下ボレーを通じて、モトニューロン(MNs)の促進を明らかにする。M1 または MN の興奮性の変動によって生じる MEP 振幅の変調は区別できません。バルディセラら19はMEPの円滑化に関連する脊髄興奮性を調査し、ボランティアがゴール指向の手行動を観察している間、ホフマン反射(末梢神経の帯状繊維を刺激することによって誘発される)の振幅を測定することに決めた。彼らは、皮質興奮性の変調は、それらが観察者自身によって行われているかのように観察されている動きを密接に模倣しているが、脊髄興奮性は往復変調しているように見えると報告した。これらの調査官は、観察された行動の過度の実行を妨げているメカニズムの発現の効果を考慮した。行動観察中にTMSによって誘発される運動電位の変調は特異的であるように見え、その後、アクション3を実行することに関与する筋肉に対して、予想的に22、同一の時間活性化パターン17,23。これらのラインに沿って、今回の24,25人は最近、把握行動の開始段階と中間段階の観測が、最終的な姿勢を観察するよりも著しく高い運動促進を生み出すことを発見した。モーターファシリテーションは、進行中だが不完全な行動を呼び起こすスナップショットに対して最大でした。この結果は、観測実行マッチングシステムの正面コンポーネントが、他者の運動行動の予測符号化において重要な役割を果たしていることを示す説得力のある証拠を提供する。
しかし、現実世界での相互作用が成功するためには、しばしば乳化作用26 ではなく補完的な作用が必要であり、模倣が常に行動観察に対する効果的または適切な反応であるとは限らないということは否定できない。例えば、誰かが他の誰かにそのハンドルで抱かれているマグカップを手渡す場合、私たちは皆、受信機が考えずに、手のジェスチャー(この状況で適切な唯一のもの)でマグカップをつかむことを知っています。観測された行動を私たちのモーターシステムに一致させる柔軟性のない傾向が、非同一の応答を準備する要求とどのように調整できるかについてはほとんど知られていません。この点で、一部の研究者は、ミラーリングの自動効果は、互換性のないトレーニングに続いて廃止できることを示しました:ミラーとカウンターミラー応答は、同じタイムコース27,28に従っているようです。興味深いことに、以前の研究とは対照的に、spTMSによって誘導されたMEPは最近、乳化または非同一の相補的ジェスチャーを呼び起こすビデオクリップが単に29,30を観察されている間に自発的なコルチコ脊髄活性化を評価するために使用された。結果は、コルチコ脊髄活性における乳化から文脈関連の作用への自然な切り替えを示した。相互アクションの要求が明らかになった場合、アクションシーケンスの開始時のマッチングメカニズムは補完的なメカニズムに変わりました。
これらの結果を活かして、本研究は、TMS/MEP技術を組み合わせて、行動観察が相補的応答を呼び起こすときにエミュレーションから相互性への自発的なシフトがどの段階で起こるかを具体的に決定するように設計された。MEPは、その後、FDIとADM手の筋肉からのシーケンスの5つの異なる瞬間に記録されました。我々は、観察者が最初に全体の把握がADMとFDIの両方の筋肉の円滑化を引き出すかもしれないと感じる時に記録されたMEPが、通常そのようなグリップのために募集される可能性があると仮定する。逆に、観察されたジェスチャが観察者の非同一の相補的なジェスチャー(すなわちPG)を引き出す場合、FDI筋肉から記録されたMEPだけが活性化の顕著な増加を明らかにするべきである。これは、PGがADM筋肉の採用を意味しないためです。また、観察された行動が社会的意味を伝えない場合、すべての行動シーケンスの間に単純な対称的なファシリテーション効果が現れるべきだと予測する。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="456">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:343px;">Transcranial Magnetic Stimulator</td>
			<td style="width:115px;">Magstim</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">BrainAmp MR system for EMG acquisition</td>
			<td style="width:115px;">Brain Products</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Softaxic Optic system for stereotaxic neuronavigation</td>
			<td style="width:115px;">E.M.S.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

corticospinal excitability modulation during action observation

本研究では、経頭蓋磁気刺激/運動誘発電位(TMS/MEP)技術を用いて、他人の行動を映し出す自動傾向が相補的行為の予想的シミュレーションになるときを特定した。 TMSは、手に対応する左一次運動皮質に送達され、ダティディジティミ(ADM;小指の外転を提供する筋肉)と最初の背側インターソセウス(FDI;人差し指屈曲/伸展)筋肉から最高レベルのMEP活性を誘導した。TMSコイルの位置を維持するために神経ナビゲーションシステムを使用し、正しいADMおよびFDI筋肉から電気的(EMG)活性を記録した。モータ共鳴に関するオリジナルデータを作成し、TMS/MEP技術を組み合わせることで、知覚作用結合機構の研究をさらに一歩進めています。具体的には、他の人の行動を観察する方法とタイミングの質問に答えて、見物人の対応する筋肉で運動促進を生み出し、コルチコ脊髄興奮性が社会的文脈でどのように調節されるのかについて答えました。

アクション観察中のCS興奮性を評価する際のTMS/MEP技術の有効性は、ADMおよびFDIの両方の筋肉に最適な頭皮位置を見つけることに依存する。腹腱モンタージュの表面電極を適用し、通常の単一パルス刺激パターンに準拠する必要があります。
本研究では、30人の参加者(女性22人と男性8人:年齢=21±5歳)のサンプルで結果が得られており、標準利き手インベントリ31 に従って右利きで、正常または正常に修正された視力で得られた。TMS32,33 に対する禁忌も、実験中に不快感を経験した人もいませんでした。ここで概説した実験手順は、1964年のヘルシンキ宣言の原則に従って倫理的承認(パドヴァ大学倫理委員会)を与えられ、参加者全員が書面によるインフォームド・コンセントを与えた。
我々の仮説によれば、補完的な作用の必要性が明らかになった時に記録されたMEPは、前景に置かれた物体に応じて変調されるべきである。4番目 のコーヒーカップがPGを実行する傾向を呼び起こす場合、FDI筋肉のみが活性化されるべきである。しかし、4番目 のマグカップに向かうモデルのアクションがWHGを呼び起こすと、ADMとFDIの両方の筋肉が活性化されるはずです。PgとWHGの両方にFDIを採用したため、観察された把握の種類に関してMEP変調は期待されていませんでした。モデルが最初に魔法瓶をつかむ時に観察者の手から記録されているMEPは、さらに、例えば、ADMとFDIの両方の筋肉における運動促進、すなわちWHGに古典的に関与する筋肉であることを示すべきである。それどころか、彼女の手が4番目のコーヒーカップに向かって動くにつれてモデルを観察することは、その筋肉(およびADMではない)だけがPGに関与しているので、FDI筋肉の円滑化のみを生み出すべきである。
相補的な動きの要求を暗黙的に含む2段階のアクションシーケンスを観察すると、見物人のコルチコ脊髄活動におけるエミュレーションから応答性への切り替えを引き起こし、実施された試験では、正確に切り替えが行われた時期を示した(図2)。
モデルの手首が4番目のマグカップ(社会的状態)に向かって動き始めた瞬間、観察者のADM MEPで相互アクションを告げるバリエーションが起こった。逆に、モデルの手首が元の位置に戻り始めた瞬間に、観察者のMEPでエミュレートアクションが起こったバリエーション (非社会的条件、 図 3を参照)。FDI は、予想どおり、すべての観測された動きとシミュレートされたアクションに積極的に関与していました ( 図 4 および 図 5を参照)。これらの結果から、人間は明示的になる前に社会的または非社会的な行動をコーディングすることができるように見えるでしょう。観察者は微妙な運動学的手がかりによって提供される動き情報を進めるために調整され、彼らは将来の行動のコースを予測するためにそれを使用することができると結論付けることができます。ここで説明した実験セッションの間、参加者は、ほとんど知覚できない運動学的手がかりを観察するだけで、社会的または非社会的な条件によって促される行動を区別できることを示した。実験の間、コルチコ脊髄興奮性の調節は、インタラクティブな文脈で適切な運動プログラムを活性化する能力の信頼できる間接的な尺度であった。
<img alt="Figure 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51001/51001fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51001/51001fig1.jpg"> 図 1.ここでは、各試行中に発生する一連のイベントがスキーマ化されます。連続傾斜線は、ビデオクリッププレゼンテーション全体を表します。水平線は、単一のTMSパルスが配信されたときの時間ポイントを示します:T1(モデルの手がカップ/マグカップに接触したとき)、T2(モデルが砂糖/コーヒーを注ぎ終えるとき)、T3(モデルが3番目のカップ/マグカップから手を離し始めるとき)、T4(モデルがモデルのとき) 手は元の位置に戻るか、4番目のカップ/マグカップに向かって移動し始める - 補完的なジェスチャーのための手がかりの発症と考えられ、T5(モデルの腕が明らかに元の位置に戻るか、4番目のカップ/マグカップに向かって移動しているとき - 補完的なジェスチャーのためのキューの終わりと考えられます)。図に示されていないフレーム(砂糖スプーン/サーモと接触するモデルのアクションと砂糖/コーヒーを注ぐアクションが完了した時間)は、二重斜めのバーで表されます。
<img alt="Figure 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51001/51001fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51001/51001fig2.jpg"> 図 2.この研究のために撮影されたビデオクリップから抽出されたフレームは、ADM正規化MEP振幅の平均を表すグラフの線に付随します。PGとWHGを必要とする社会的精密グリップ運動を必要とする社会的な全体把握運動を示しています(それぞれ白黒)。バーは、平均の標準誤差を表します。
<img alt="Figure 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51001/51001fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51001/51001fig3.jpg"> 図 3.この研究のために撮影されたビデオクリップから抽出されたフレームは、ADM正規化MEP振幅の平均を表すグラフの線に付随しています。PGとWHGを必要とする非社会的精密グリップ運動を必要とする非社会的な手の把握運動を示しています(それぞれ白黒)。バーは、平均の標準誤差を表します。
<img alt="Figure 4" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51001/51001fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51001/51001fig4.jpg"> 図 4.この研究のために撮影されたビデオクリップから抽出されたフレームは、FDI正規化MEP振幅の平均を表すグラフの線に付随しています。PGとWHGを必要とする社会的精密グリップ運動を必要とする社会的な全体把握運動を示しています(それぞれ白黒)。バーは、平均の標準誤差を表します。
<img alt="Figure 5" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51001/51001fig5highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51001/51001fig5.jpg"> 図 5.この研究のために撮影されたビデオクリップから抽出されたフレームは、FDI正規化MEP振幅の平均を表すグラフの線に付随しています。PGとWHGを必要とする非社会的精密グリップ運動を必要とする非社会的な手の把握運動を示しています(それぞれ白黒)。バーは、平均の標準誤差を表します。

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Corticospinal Excitability Modulation During Action Observation

この研究では、一次運動皮質、神経navigation、手筋の筋電図活動の登録に対する単パルス経頭蓋磁気刺激を用いて、参加者が行動配列を観察している間にコルチコ脊髄興奮性を探求した。

行動観察中のコルチコ脊髄興奮性変調

This study used the transcranial magnetic stimulation/motor evoked potential (TMS/MEP) technique to pinpoint when the automatic tendency to mirror someone ...

corticospinal-excitability-modulation-during-action-observation

Research

JoVE Journal

Behavior

8.7K ビュー.  Universita degli Studi di Padova. この研究では、一次運動皮質、神経navigation、手筋の筋電図活動の登録に対する単パルス経頭蓋磁気刺激を用いて、参加者が行動配列を観察している間にコルチコ脊髄興奮性を探求した。

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Best Current Practice for Obtaining High Quality EEG Data During Simultaneous fMRI

Simultaneous EEG-fMRI allows the excellent temporal resolution of EEG to be combined with the high spatial accuracy of fMRI. The data from these two modalities can be combined in a number of ways, but all rely on the acquisition of high quality EEG and fMRI data. EEG data acquired during simultaneous fMRI are affected by several artifacts, including the gradient artefact (due to the changing magnetic field gradients required for fMRI), the pulse artefact (linked to the cardiac cycle) and movement artifacts (resulting from movements in the strong magnetic field of the scanner, and muscle activity). Post-processing methods for successfully correcting the gradient and pulse artifacts require a number of criteria to be satisfied during data acquisition. Minimizing head motion during EEG-fMRI is also imperative for limiting the generation of artifacts.
Interactions between the radio frequency (RF) pulses required for MRI and the EEG hardware may occur and can cause heating. This is only a significant risk if safety guidelines are not satisfied. Hardware design and set-up, as well as careful selection of which MR sequences are run with the EEG hardware present must therefore be considered.
The above issues highlight the importance of the choice of the experimental protocol employed when performing a simultaneous EEG-fMRI experiment. Based on previous research we describe an optimal experimental set-up. This provides high quality EEG data during simultaneous fMRI when using commercial EEG and fMRI systems, with safety risks to the subject minimized. We demonstrate this set-up in an EEG-fMRI experiment using a simple visual stimulus. However, much more complex stimuli can be used. Here we show the EEG-fMRI set-up using a Brain Products GmbH (Gilching, Germany) MRplus, 32 channel EEG system in conjunction with a Philips Achieva (Best, Netherlands) 3T MR scanner, although many of the techniques are transferable to other systems.

Simultaneous electroencephalography (EEG) and functional Magnetic Resonance imaging (fMRI) is a powerful neuroimaging tool. However, the inside of an MRI scanner forms a difficult environment for EEG data recording and safety must be considered whenever operating EEG equipment inside a scanner. Here, we present an optimised EEG-fMRI data acquisition protocol.

同時fMRIの中の高品質脳波データの取得のための最も良い現在の習慣

Simultaneous  EEG-fMRI allows the excellent temporal resolution of EEG to be combined with the  high spatial accuracy of fMRI. The data  from these two ...

行動学

Simultaneous EEG Monitoring During Transcranial Direct Current Stimulation

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a technique that delivers weak electric currents through the scalp. This constant electric current induces shifts in neuronal membrane excitability, resulting in secondary changes in cortical activity. Although tDCS has most of its neuromodulatory effects on the underlying cortex, tDCS effects can also be observed in distant neural networks. Therefore, concomitant EEG monitoring of the effects of tDCS can provide valuable information on the mechanisms of tDCS. In addition, EEG findings can be an important surrogate marker for the effects of tDCS and thus can be used to optimize its parameters. This combined EEG-tDCS system can also be used for preventive treatment of neurological conditions characterized by abnormal peaks of cortical excitability, such as seizures. Such a system would be the basis of a non-invasive closed-loop device. In this article, we present a novel device that is capable of utilizing tDCS and EEG simultaneously. For that, we describe in a step-by-step fashion the main procedures of the application of this device using schematic figures, tables and video demonstrations. Additionally, we provide a literature review on clinical uses of tDCS and its cortical effects measured by EEG techniques.

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a non-invasive brain stimulation technique that has shown initial therapeutic effects in several neurological conditions. The main mechanism underlying these therapeutic effects is the modulation of cortical excitability. Therefore, online monitoring of cortical excitability would help guide stimulation parameters and optimize its therapeutic effects. In the present article we review the use of a novel device that combines simultaneous tDCS and EEG monitoring in real time.

経頭蓋直流刺激中同時脳波モニタリング

Transcranial  direct current stimulation (tDCS) is a technique that delivers weak electric  currents through the scalp. This constant electric current ...

Irrelevant Stimuli and Action Control: Analyzing the Influence of Ignored Stimuli via the Distractor-Response Binding Paradigm

Selection tasks in which simple stimuli (e.g. letters) are presented and a target stimulus has to be selected against one or more distractor stimuli are frequently used in the research on human action control. One important question in these settings is how distractor stimuli, competing with the target stimulus for a response, influence actions. The distractor-response binding paradigm can be used to investigate this influence. It is particular useful to separately analyze response retrieval and distractor inhibition effects. Computer-based experiments are used to collect the data (reaction times and error rates). In a number of sequentially presented pairs of stimulus arrays (prime-probe design), participants respond to targets while ignoring distractor stimuli. Importantly, the factors response relation in the arrays of each pair (repetition vs. change) and distractor relation (repetition vs. change) are varied orthogonally. The repetition of the same distractor then has a different effect depending on response relation (repetition vs. change) between arrays. This result pattern can be explained by response retrieval due to distractor repetition. In addition, distractor inhibition effects are indicated by a general advantage due to distractor repetition. The described paradigm has proven useful to determine relevant parameters for response retrieval effects on human action.

The distractor-response binding paradigm is described. It can be used to shed light on the influence irrelevant stimuli, competing with targets for a response, can have on human action. Both response retrieval effects and distractor inhibition effects can be analyzed within the paradigm.

無関係な刺激と行動制御：ディストラクタ - 応答パラダイムを結合することにより無視された刺激の影響を分析

Selection tasks in which simple stimuli (e.g. letters) are presented and a target stimulus has to be selected against one or more distractor stimuli are ...

fMRI Validation of fNIRS Measurements During a Naturalistic Task

We present a method to compare brain activity recorded with near-infrared spectroscopy (fNIRS) in a dance video game task to that recorded in a reduced version of the task using fMRI (functional magnetic resonance imaging). Recently, it has been shown that fNIRS can accurately record functional brain activities equivalent to those concurrently recorded with functional magnetic resonance imaging for classic psychophysical tasks and simple finger tapping paradigms. However, an often quoted benefit of fNIRS is that the technique allows for studying neural mechanisms of complex, naturalistic behaviors that are not possible using the constrained environment of fMRI. Our goal was to extend the findings of previous studies that have shown high correlation between concurrently recorded fNIRS and fMRI signals to compare neural recordings obtained in fMRI procedures to those separately obtained in naturalistic fNIRS experiments. Specifically, we developed a modified version of the dance video game Dance Dance Revolution (DDR) to be compatible with both fMRI and fNIRS imaging procedures. In this methodology we explain the modifications to the software and hardware for compatibility with each technique as well as the scanning and calibration procedures used to obtain representative results. The results of the study show a task-related increase in oxyhemoglobin in both modalities and demonstrate that it is possible to replicate the findings of fMRI using fNIRS in a naturalistic task. This technique represents a methodology to compare fMRI imaging paradigms which utilize a reduced-world environment to fNIRS in closer approximation to naturalistic, full-body activities and behaviors. Further development of this technique may apply to neurodegenerative diseases, such as Parkinson&#8217;s disease, late states of dementia, or those with magnetic susceptibility which are contraindicated for fMRI scanning.

We present a method to compare functional brain activity recorded during a naturalistic task using fNIRS with activity recorded during fMRI.

自然主義タスク中fNIRS計測のfMRIの検証

We present a method to compare brain activity recorded with near-infrared spectroscopy (fNIRS) in a dance video game task to that recorded in a reduced ...

Quantifying Learning in Young Infants: Tracking Leg Actions During a Discovery-learning Task

Task-specific actions emerge from spontaneous movement during infancy. It has been proposed that task-specific actions emerge through a discovery-learning process. Here a method is described in which 3-4 month old infants learn a task by discovery and their leg movements are captured to quantify the learning process. This discovery-learning task uses an infant activated mobile that rotates and plays music based on specified leg action of infants. Supine infants activate the mobile by moving their feet vertically across a virtual threshold. This paradigm is unique in that as infants independently discover that their leg actions activate the mobile, the infants&#8217; leg movements are tracked using a motion capture system allowing for the quantification of the learning process. Specifically, learning is quantified in terms of the duration of mobile activation, the position variance of the end effectors (feet) that activate the mobile, changes in hip-knee coordination patterns, and changes in hip and knee muscle torque. This information describes infant exploration and exploitation at the interplay of person and environmental constraints that support task-specific action. Subsequent research using this method can investigate how specific impairments of different populations of infants at risk for movement disorders influence the discovery-learning process for task-specific action.

A method is described in which 3-4 month old infants learn a task by discovery and their leg movements are captured to quantify the learning process.

乳児で学習を定量化：追跡脚アクションを発見学習タスクの実行中に

Task-specific actions emerge from spontaneous movement during infancy. It has been proposed that task-specific actions emerge through a discovery-learning ...

Electrophysiological Motor Unit Number Estimation (MUNE) Measuring Compound Muscle Action Potential (CMAP) in Mouse Hindlimb Muscles

Compound muscle action potential (CMAP) and motor unit number estimation (MUNE) are electrophysiological techniques that can be used to monitor the functional status of a motor unit pool in vivo. These measures can provide insight into the normal development and degeneration of the neuromuscular system. These measures have clear translational potential because they are routinely applied in diagnostic and clinical human studies. We present electrophysiological techniques similar to those employed in humans to allow recordings of mouse sciatic nerve function. The CMAP response represents the electrophysiological output from a muscle or group of muscles following supramaximal stimulation of a peripheral nerve. MUNE is an electrophysiological technique that is based on modifications of the CMAP response. MUNE is a calculated value that represents the estimated number of motor neurons or axons (motor control input) supplying the muscle or group of muscles being tested. We present methods for recording CMAP responses from the proximal leg muscles using surface recording electrodes following the stimulation of the sciatic nerve in mice. An incremental MUNE technique is described using submaximal stimuli to determine the average single motor unit potential (SMUP) size. MUNE is calculated by dividing the CMAP amplitude (peak-to-peak) by the SMUP amplitude (peak-to-peak). These electrophysiological techniques allow repeated measures in both neonatal and adult mice in such a manner that facilitates rapid analysis and data collection while reducing the number of animals required for experimental testing. Furthermore, these measures are similar to those recorded in human studies allowing more direct comparisons.

Electrophysiological Motor Unit Number Estimation MUNE Measuring Compound Muscle Action Potential CMAP in Mouse Hindlimb Muscles

We present refined protocols that allow in vivo monitoring of motor unit function in the mouse. Techniques to measure compound muscle action potential (CMAP) and motor unit number estimation (MUNE) in the mouse hind limb muscles innervated by the sciatic nerve are described.

電気生理学的運動単位数の推定（MUNE）マウス後肢の筋肉に複合筋活動電位（CMAP）の測定

Compound muscle action potential (CMAP) and motor unit number estimation (MUNE) are electrophysiological techniques that can be used to monitor the ...

Non-Invasive Electrical Brain Stimulation Montages for Modulation of Human Motor Function

Non-invasive electrical brain stimulation (NEBS) is used to modulate brain function and behavior, both for research and clinical purposes. In particular, NEBS can be applied transcranially either as direct current stimulation (tDCS) or alternating current stimulation (tACS). These stimulation types exert time-, dose- and in the case of tDCS polarity-specific effects on motor function and skill learning in healthy subjects. Lately, tDCS has been used to augment the therapy of motor disabilities in patients with stroke or movement disorders. This article provides a step-by-step protocol for targeting the primary motor cortex with tDCS and transcranial random noise stimulation (tRNS), a specific form of tACS using an electrical current applied randomly within a pre-defined frequency range. The setup of two different stimulation montages is explained. In both montages the emitting electrode (the anode for tDCS) is placed on the primary motor cortex of interest. For unilateral motor cortex stimulation the receiving electrode is placed on the contralateral forehead while for bilateral motor cortex stimulation the receiving electrode is placed on the opposite primary motor cortex. The advantages and disadvantages of each montage for the modulation of cortical excitability and motor function including learning are discussed, as well as safety, tolerability and blinding aspects.

Non-invasive electrical brain stimulation can modulate cortical function and behavior, both for research and clinical purposes. This protocol describes different brain stimulation approaches for modulation of the human motor system.

人間の運動機能の調節のための非侵襲的電気脳刺激モンタージュ

Non-invasive electrical brain stimulation (NEBS) is used to modulate brain function and behavior, both for research and clinical purposes. In particular, ...

Combining Multiple Data Acquisition Systems to Study Corticospinal Output and Multi-segment Biomechanics

Transcranial magnetic stimulation techniques allow for an in-depth investigation into the neural mechanisms that underpin human behavior. To date, the use of TMS to study human movement, has been limited by the challenges related to precisely timing the delivery of TMS to features of the unfolding movement and, also, by accurately characterizing kinematics and kinetics. To overcome these technical challenges, TMS delivery and acquisition systems should be integrated with an online motion tracking system. The present manuscript details technical innovations that integrate multiple acquisition systems to facilitate and advance the use of TMS to study human movement. Using commercially available software and hardware systems, a step-by-step approach to both the hardware assembly and the software scripts necessary to perform TMS studies triggered by specific features of a movement is provided. The approach is focused on the study of upper limb, planar, multi-joint reaching movements. However, the same integrative system is amenable to a multitude of sophisticated studies of human motor control.

The use of transcranial magnetic stimulation (TMS) to study human motor control requires the integration of data acquisition systems to control TMS delivery and simultaneously record human behavior. The present manuscript provides a detailed methodology for integrating data acquisition systems for the purpose of investigating human movement via TMS.

皮質脊髄出力とマルチセグメントのバイオメカニクスを研究するために、複数のデータ・アクイジション・システムを組み合わせます

Transcranial magnetic stimulation techniques allow for an in-depth investigation into the neural mechanisms that underpin human behavior. To date, the use ...

Concurrent Electroencephalography Recording During Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS)

Oscillatory brain activities are considered to reflect the basis of rhythmic changes in transmission efficacy across brain networks and are assumed to integrate cognitive neural processes. Transcranial alternating current stimulation (tACS) holds the promise to elucidate the causal link between specific frequencies of oscillatory brain activity and cognitive processes. Simultaneous electroencephalography (EEG) recording during tACS would offer an opportunity to directly explore immediate neurophysiological effects of tACS. However, it is not trivial to measure EEG signals during tACS, as tACS creates a huge artifact in EEG data. Here we explain how to set up concurrent tACS-EEG experiments. Two necessary considerations for successful EEG recording while applying tACS are highlighted. First, bridging of the tACS and EEG electrodes via leaking EEG gel immediately saturates the EEG amplifier. To avoid bridging via gel, the viscosity of the EEG gel is the most important parameter. The EEG gel must be viscous to avoid bridging, but at the same time sufficiently fluid to create contact between the tACS electrode and the scalp. Second, due to the large amplitude of the tACS artifact, it is important to consider using an EEG system with a high resolution analog-to-digital (A/D) converter. In particular, the magnitude of the tACS artifact can exceed 100 mV at the vicinity of a stimulation electrode when 1 mA tACS is applied. The resolution of the A/D converter is of importance to measure good quality EEG data from the vicinity of the stimulation site. By following these guidelines for the procedures and technical considerations, successful concurrent EEG recording during tACS will be realized.

Concurrent Electroencephalography Recording During Transcranial Alternating Current Stimulation tACS

In this article we explain how to set up a concurrent transcranial alternating current stimulation and EEG experiment.

経頭蓋交流電流刺激中に同時脳波記録（TACS）

Oscillatory brain activities are considered to reflect the basis of rhythmic changes in transmission efficacy across brain networks and are assumed to ...

Gaze in Action: Head-mounted Eye Tracking of Children's Dynamic Visual Attention During Naturalistic Behavior

Young children's visual environments are dynamic, changing moment-by-moment as children physically and visually explore spaces and objects and interact with people around them. Head-mounted eye tracking offers a unique opportunity to capture children's dynamic egocentric views and how they allocate visual attention within those views. This protocol provides guiding principles and practical recommendations for researchers using head-mounted eye trackers in both laboratory and more naturalistic settings. Head-mounted eye tracking complements other experimental methods by enhancing opportunities for data collection in more ecologically valid contexts through increased portability and freedom of head and body movements compared to screen-based eye tracking. This protocol can also be integrated with other technologies, such as motion tracking and heart-rate monitoring, to provide a high-density multimodal dataset for examining natural behavior, learning, and development than previously possible. This paper illustrates the types of data generated from head-mounted eye tracking in a study designed to investigate visual attention in one natural context for toddlers: free-flowing toy play with a parent. Successful use of this protocol will allow researchers to collect data that can be used to answer questions not only about visual attention, but also about a broad range of other perceptual, cognitive, and social skills and their development.

Gaze in Action: Head-mounted Eye Tracking of Children&#039;s Dynamic Visual Attention During Naturalistic Behavior

Young children do not passively observe the world, but rather actively explore and engage with their environment. This protocol provides guiding principles and practical recommendations for using head-mounted eye trackers to record infants' and toddlers' dynamic visual environments and visual attention in the context of natural behavior.

アクションの視線: 自然主義的な行動の中に子供の動的視覚的注意のヘッド マウント型の目の追跡

Young children's visual environments are dynamic, changing moment-by-moment as children physically and visually explore spaces and objects and interact ...