Гиперсканирование ЭЭГ на дому для социального взаимодействия между младенцем и воспитателем

Резюме

В этом протоколе описывается, как синхронизированная электроэнцефалография, электрокардиография и поведенческие записи были собраны из диад младенца-воспитателя в домашних условиях.

Аннотация

Предыдущие исследования гиперсканирования, которые одновременно записывали активность мозга воспитателей и детей, в основном проводились в пределах лаборатории, что ограничивало возможность обобщения результатов в реальных условиях. Здесь предлагается комплексный протокол для захвата синхронизированной электроэнцефалографии (ЭЭГ), электрокардиографии (ЭКГ) и поведенческих записей из диад младенца-воспитателя во время выполнения различных интерактивных задач в домашних условиях. Этот протокол демонстрирует, как синхронизировать различные потоки данных и сообщать о показателях хранения данных ЭЭГ и проверках качества. Кроме того, обсуждаются критические вопросы и возможные решения, связанные с экспериментальной установкой, задачами и сбором данных в домашних условиях. Протокол не ограничивается диадами «младенец-воспитатель», но может быть применен к различным диадическим констелляциям. В целом, мы демонстрируем гибкость установок гиперсканирования ЭЭГ, которые позволяют проводить эксперименты за пределами лаборатории, чтобы зафиксировать активность мозга участников в более экологически обоснованных условиях окружающей среды. Тем не менее, движение и другие типы артефактов все еще ограничивают экспериментальные задачи, которые могут быть выполнены в домашних условиях.

Введение

С помощью одновременной записи мозговой активности двух или более взаимодействующих субъектов, также известной как гиперсканирование, стало возможным выяснить нейронную основу социальных взаимодействий в их сложной, двунаправленной и быстро развивающейся динамике^. Этот метод сместил акцент с изучения индивидуумов в изолированных, строго контролируемых условиях на изучение более натуралистических взаимодействий, таких как взаимодействие родителей и детей во время свободной игры ^{2,3, решение} головоломок 4 и кооперативные компьютерные игры ^5,6

протокол

Описанный протокол был одобрен Советом по институциональному обзору (IRB) Наньянского технологического университета в Сингапуре. Информированное согласие было получено от всех взрослых участников и от родителей от имени их младенцев.

1. Соображения по оборудованию и пространству на домашних сеансах

1. Приготовьтесь к различным условиям влажности и температуры в зависимости от страны и сезона. В условиях с высокой температурой и уровнем влажности убедитесь в достаточном потоке воздуха и по возможности включите кондиционер дома.
2. Держитесь на расстоянии от передатчиков Wi-Fi, оборудования Bluetooth (например, ....

Результаты

В этом исследовании приняли участие дети в возрасте от 8 до 12 месяцев, как правило, развивающиеся, а также их мать и/или бабушка, которые говорили дома на английском или английском и втором языке. 7-электродная ЭЭГ и ЭКГ в одном отведении взрослых и младенцев, а также видео- и аудиозаписи с ?.......

Обсуждение

В этом протоколе мы проводим измерения в домах участников, где младенцы и воспитатели могут чувствовать себя более комфортно, а их поведение может быть более репрезентативным для их взаимодействия в реальной жизни, в отличие от лабораторных условий, тем самым повышая экол?.......

Материалы

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