Name: an electrophysiology protocol to measure reward anticipation and processing in children
Uploaded: 2018-10-04T14:30:00
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Agradecemos a todos los niños y familias que participaron en los protocolos descritos. Editorial honorarios fueron pagados por productos de cerebro.

<ol>
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Los autores no tienen nada que revelar.

El actual artículo describe los estímulos, proceso de recolección de datos y análisis de datos ERP en un paradigma de recompensa para los niños. En este paradigma, los niños juegan un juego de adivinanzas similar a pick-a-la-mano en el ordenador y ver comentarios acerca de si su suposición es correcta o incorrecta. Resultados ERP para la anticipación de la recompensa (actividad cerebral antes del inicio de la regeneración) eran constantes con la negatividad de estímulo precedente (SPN). Entre las condiciones, los resultados sugieren que los niños TD anticipan estímulos de recompensa acompañados por las caras más fuertemente que estímulos de recompensa acompañados por imágenes de la cara no6. Entre los grupos de niños, los resultados sugieren que los niños TD anticipan estímulos cara que significativamente más que los niños con autismo hacen. Estos resultados son emocionantes, ya que proporcionan importante información sobre lo social y con la información se prevé en los niños con autismo. Esto es particularmente importante para promover la comprensión de los mecanismos neuronales del autismo y el apoyo para la hipótesis de motivación social. Estos resultados proporcionan información útil para la creación y el refinamiento de las intervenciones, como subraya la importancia de la motivación social para los niños con TEA; por ejemplo, puede ser importante para las intervenciones explícitamente tratar de aumentar el valor de la recompensa de los interlocutores sociales que afectan directamente a la motivación social en esta población.
Este protocolo es útil para medir la actividad cerebral anticipatoria en niños con y sin Tea, y los datos proporcionan la evidencia que este tipo de actividad cerebral puede ser confiablemente y con éxito produce en niños mayores de 6 años. Además, este método permite social y confunde con condiciones para ser comparado directamente sin la presencia de relacionados con propiedades de la recompensa (ya que la recompensa de respuestas correctas fue goldfish en condiciones). En el protocolo actual, caras estaban revueltos y se creó una forma de flecha. Este procedimiento preserva las propiedades del estímulo físico de caras en la condición de nonsocial (no cara). Este protocolo puede ser útil para futuras investigaciones en subgrupos de ASD (por ejemplo, algunos niños con TEA son socialmente más motivados que otros) y podría ser utilizada para comprender mejor por qué algunos niños responden más eficazmente que otros ciertas intervenciones.
Existen limitaciones al enfoque actual que debe tenerse en cuenta. En primer lugar, el paradigma descrito anteriormente es útil para los niños entre 6 y 11 años de edad con y sin Tea que tienen las habilidades cognitivas en la gama media. Datos experimentales de desarrollo por lo general los niños menores de 6 no fue exitosos, como los niños fueron confundidos por las indicaciones y no entendía las instrucciones del juego. En el protocolo actual, criterios de exclusión incluyeron un puntaje de IQ a gran escala por debajo de 70. Por lo tanto, el paradigma actual no puede ser apropiado para los niños con un mental o edad cronológica por debajo de 6. Sin embargo, es posible modificar el protocolo actual, por lo que es apropiado para individuos con el IQs más bajos y los niños más pequeños. Actualmente se están investigando algunas modificaciones para que sea más apropiado para los niños pequeños como los niños pequeños. Tales modificaciones incluyen el cambio de la tarea de ser pasivo (por ejemplo, tener niños reloj estímulos que aparecen a intervalos predecibles en un diseño de bloques) y usando un paradigma de S1/S224. En tal diseño, el contenido de S1 fiable proporciona información sobre el contenido de S2 (por ejemplo, si S1 es un cuadrado, entonces S2 será un rostro, si S1 es un círculo, entonces S2 será una flecha). Por otra parte, la estructura de distribución del actual paradigma podría utilizarse para crear un anticipación protocolo auditivo.
En ASD, sería de interés para utilizar discurso versus no intervención grupos y medir la actividad cerebral en niños con TEA que son no-verbal y tienen dificultad para responder a las instrucciones o atendiendo a estímulos visuales31. Relacionadas con la primera limitación, cabe señalar que los resultados de los niños con TEA que tienen habilidades cognitivas en la gama media no son probablemente representante de autistas todo - que, por definición, captura una amplia gama de niveles de funcionamiento. Por lo tanto, estos resultados representativos no pueden extrapolarse a todos los niños con TEA. Finalmente, es importante tener en cuenta que los estímulos utilizados en el protocolo actual fueron normados por adultos en lugar de los niños. Por lo tanto, los estudios futuros deben considerar mediante un conjunto de estímulos de expresiones faciales normados por los niños.

Trastorno del espectro autista (ASD) es una discapacidad del desarrollo caracterizada por deficiencias en la comunicación social (verbal y no verbal) y la presencia de intereses restringidos o comportamientos repetitivos1. Dado que ASD se presume para ser neurológicamente basado en2,3, no es de extrañar que investigaciones de la neurociencia con niños con TEA se ha convertido en altamente prevalente en la última década. Aunque se han propuesto muchas teorías sobre la base del cerebro de ASD, uno en particular que ha atraído la atención considerable de la investigación es la hipótesis de motivación social4. Brevemente, la hipótesis de motivación social plantea que los niños con TEA participan en la interacción social menos que compañeros de su por lo general en vías de desarrollo (TD) porque la interacción social no es como gratificante para ellos. Chevallier et al proporcionar una revisión de la hipótesis de motivación social5. Porque esta hipótesis se relaciona directamente con el sistema de recompensa, especialmente si el sistema ASD responde a la información social, múltiples estudios han investigado el sistema de recompensa social en ASD6,7, 8 , 9 , 10 , 11 , 12. los resultados de estos estudios han diferenciado, algunos proporcionan evidencia que el sistema de recompensa en ASD es hipoactivo social y con la información, y otros que sugieren que el sistema de recompensas funciona típicamente nonsocial información pero es hipoactivo a estímulos sociales. Una de las razones posibles para estos resultados inconsistentes se refiere a los estímulos y la metodología utilizados en los protocolos. Es difícil coincidir con recompensas sociales y con en un contexto experimental; por ejemplo, varios estudios han utilizado una imagen de un rostro sonriente como la recompensa social, y la recompensa con es monetaria (por ejemplo, conseguir dinero después de que el experimento sea completa7,8,11). Aunque estos estudios proporcionan una base importante para la investigación futura, es difícil determinar si los resultados se refieren a diferencias sociales versus respuesta con recompensa en ASD o si son debido a las diferencias entre la recompensa condiciones.
El protocolo actual está diseñado para investigar el sistema de recompensa en niños de alto funcionamiento con TEA mediante electrofisiología. Para explorar las diferencias entre niños con y sin Tea basado sobre expectativa de recompensa, se midió la negatividad anterior estímulo (SPN). El SPN es un componente de la onda lenta que refleja una expectativa de una recompensa estímulo13. La importancia de la SPN típicamente se conceptualiza como anticipación emocional14,15,16 y se cree que se refleja en la actividad en la ínsula17,18. El SPN se mide a menudo después de que los participantes realizan una respuesta de motor y antes del inicio de la regeneración durante una tarea de toma de decisiones19,20. El SPN es sensible a la magnitud de la recompensa y es constantemente mayor en recompensa frente a condiciones no recompensa15,16,21. Si el SPN se mide típicamente durante las tareas de toma de decisiones, los investigadores han informado de que el SPN se puede observar cuando anticipar estímulos afectivos próximos sin cualquier tarea22,23,24. Un objetivo fundamental del protocolo actual es a realizar una tarea experimental en el que las recompensas entre las condiciones sociales y con se combinan para eliminar el potencial confunde. Otro objetivo es a prueba de niños entre 6 y 11 años de edad. Por lo tanto, el protocolo puede servir como una tarea de recompensa adecuados a la edad que los niños pueden encontrar atractivos sin frustrarse.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:876px;" width="876">
	<tbody>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:248px;">EEG cap</td>
			<td style="width:252px;">ElectroCap International</td>
			<td style="width:209px;">E1-SM/ E1-S/XSM</td>
			<td style="width:167px;">Electro-Cap - Small (50-54 cm)/Electro-Cap -Small/Extra Small</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:248px;">NeuroScan 4.5</td>
			<td style="width:252px;">Neuro Scan</td>
			<td style="width:209px;">https://compumedicsneuroscan.com/tag/scan/</td>
			<td style="width:167px;">EEG Recording Software</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:248px;">Stim2</td>
			<td style="width:252px;">Neuro Scan</td>
			<td style="width:209px;">https://compumedicsneuroscan.com/product/stim2-precise-stimulus-presentation/</td>
			<td>Stimulus Presentation Software</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">JMP Pro 11&#160;</td>
			<td style="width:252px;">SAS</td>
			<td style="width:209px;">https://www.jmp.com/en_us/software/buy-jmp.html</td>
			<td>Statistical analysis software</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:248px;">NimStim Face Stimulus Set&#160;</td>
			<td style="width:252px;">N/A, open source images&#160;</td>
			<td style="width:209px;">Open source, Available at https://www.macbrain.org/resources.htm&#160;</td>
			<td>Face Images&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">EEGlab</td>
			<td style="width:252px;">N/A, free software</td>
			<td style="width:209px;">N/A, free software</td>
			<td>EEG analysis software (free download)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ERPlab</td>
			<td style="width:252px;">N/A, free software</td>
			<td style="width:209px;">N/A, free software</td>
			<td>EEG analysis software (free download)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Photoshop</td>
			<td style="width:252px;">Photoshop</td>
			<td style="width:209px;">https://www.photoshop.com</td>
			<td>Adobe Photoshop, image editing software</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:248px;">Photoshop &#39;scramble&#39; plug-in</td>
			<td style="width:252px;">Telegraphics</td>
			<td style="width:209px;">http://telegraphics.com.au/sw/product/Scramble</td>
			<td>photoshop plug-in to scramble images&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:248px;">NUAMPS EEG AMPLIFIERd</td>
			<td style="width:252px;">Neuro Scan</td>
			<td style="width:209px;">http://compumedicsneuroscan.com/wp-content/uploads/NuAmps-Brochure.pdf</td>
			<td>EEG amplifier&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an electrophysiology protocol to measure reward anticipation and processing in children

Presentamos un protocolo diseñado para medir los correlatos neuronales de recompensa en los niños. El protocolo permite a los investigadores medir la expectativa de recompensa y procesamiento. Su propósito es crear una tarea de recompensa que es apropiada para niños con y sin autismo mientras que el control de propiedades de recompensa entre las dos condiciones: sociales y con. El protocolo actual permite comparaciones de la actividad cerebral entre las condiciones sociales y con recompensa manteniendo la recompensa sí mismo idéntico entre condiciones. Mediante este protocolo, se encontraron pruebas de que los niños neurotípicos demuestran actividad cerebral anticipatoria mejorada durante la condición social. Además, se encontró que los niños neurotípicos prever retribución social más robusta que los niños con diagnóstico de autismo. Como la tarea utiliza aperitivos como una recompensa, es más apropiado para los niños pequeños. Sin embargo, el protocolo puede ser adaptado para su uso con población adolescente o adulto si meriendas son sustituidas por incentivos monetarios. El protocolo está diseñado para medir eventos electrofisiológicos (potenciales acontecimiento-relacionados), pero puede ser modificado para requisitos particulares para el uso con eye-tracking o fMRI.

Diseño de experimentos para comparar sistemáticamente la actividad cerebral con social frente a estímulos de recompensa no-social es compleja, debido a la dificultad inherente en recompensas no sociales y la comparación. La figura 1 representa los estímulos de un protocolo experimental diseñado para investigar las respuestas neuronales de recompensa mientras que el control de propiedades de recompensa. Este paradigma fue diseñado específicamente, (i) mantener recompensas coherentes entre los ensayos sociales y con, (ii) control de propiedades físicas del estímulo entre sociales y con los ensayos y (iii) ser adecuados a la edad de 6 a 11 años de edad los niños con y sin autismo.
Figura 2 muestra las respuestas ERP como participantes anticipan estímulos sociales y no sociales. Cabe señalar que ya el actual protocolo fue diseñado para medir la expectativa de recompensa (SPN), las épocas mostradas son en gran parte antes del inicio de la regeneración (que ocurren en 0 ms en las figuras). Estos resultados sugieren que por lo general en desarrollo de los niños (TD) anticipan estímulos de recompensa acompañados por las caras más enérgicamente que los niños con TEA. Además, aunque los niños TD anticipan cara estímulos significativamente más no-face estímulos, los niños con TEA no evidentemente muestran diferencias significativas en la actividad cerebral entre las condiciones.

<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58348/58348fig1.jpg"> Figura 1 : Esquema de presentación del estímulo y el tiempo. Regeneración de la condición social (cara) se muestra en la columna de la izquierda. Retroalimentación para la condición (no cara) con se muestra en la columna de la derecha. Feedback de respuestas "correctas" se muestra en la parte superior, y a continuación se muestra la retroalimentación para las respuestas "incorrectas". Esta cifra es nuevamente impresa con permiso de12. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58348/58348fig1large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58348/58348fig2.jpg"> Figura 2 : Grand un promedio de formas de onda para los niños de TD y los ASD del SPN en respuesta a social/caras (izquierdas) y flechas de nonsocial (derecha). Los niños TD están representados por una línea sólida y los niños con TEA por una línea discontinua. El área entre-210 y ms-10, utilizados para el análisis estadístico, se resalta con un cuadro gris. Esta cifra se modifica una anterior publicación6. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58348/58348fig2large.jpg">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>

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An Electrophysiology Protocol to Measure Reward Anticipation and Processing in Children

Un protocolo de electrofisiología a medida recompensa anticipación y tratamiento en niños

Este protocolo está diseñado para medir la expectativa de recompensa y tratamiento en niños con y sin autismo. Específicamente, el protocolo está diseñado para estudiar los correlatos neuronales de recompensa durante las condiciones sociales y con mientras que el control de la recompensa entre las condiciones.

We present a protocol designed to measure the neural correlates of reward in children. The protocol allows researchers to measure both reward anticipation ...

Este método puede ayudar a responder preguntas clave sobre la motivación social y el sistema de recompensas en el autismo. Por ejemplo, ¿los niños con autismo son menos recompensados por las imágenes sociales en comparación con sus pares típicamente en desarrollo? La principal ventaja de esta técnica es que las propiedades de estímulo físico se controlan entre condiciones y la recompensa en sí es la misma entre condiciones.Estos son controles experimentales importantes. Ayudarme con el protocolo de hoy será mi estudiante de doctorado, Laura Alba. Comience creando dos bloques de estímulos en un paquete de software de presentación EEG.Un bloque social y el otro no social. Configure cada prueba para que contenga lo siguiente: una cruz de fijación, dos cuadros con signos de interrogación, una flecha que apunta al cuadro que el participante elija a través de la pulsación del botón y un estímulo de retroalimentación. Por último, una vez creados los estímulos, asegúrese de que una caja de botones estará disponible para proporcionar al participante durante el ensayo experimental.Comience escoltando al participante a una sala de pruebas. Administrar pruebas cognitivas al participante para confirmar que el niño tiene una puntuación cognitiva dentro del rango promedio bajo a promedio. A continuación, si el participante es elegible para el estudio, escolte a la sala de pruebas.Ajuste la silla para que el participante esté a 72 centímetros de la pantalla del ordenador. Mida la cabeza del participante para determinar qué tamaño es apropiado para el tamaño de la cabeza. A continuación, seleccione una tapa EEG con 32 electrodos de cloruro de plata/plata en el sistema internacional 10-20, y ajuste la tapa EEG a la cabeza del participante de modo que el electrodo CZ se coloque en el centro del cuero cabelludo, según el sistema 10-20.A continuación, inyecte gel conductor en los electrodos. Conecte la tapa EEG al amplificador con un filtro de paso bajo a 70 hercios, un filtro de paso alto acoplado directamente, un filtro de muesca de 60 hercios y una frecuencia de muestreo de 500 hercios. Luego usa una aguja contundente o un palo de madera estéril para girar dentro del electrodo para mover cualquier cabello y permitir que el gel entre en contacto con el cuero cabelludo.Utilice un medidor de impedancia para asegurarse de que la impedancia está por debajo de 10 kilomios para un sistema de baja impedancia y por debajo de 50 kilomios para un sistema de alta impedancia. Después de que todos los electrodos en la tapa muestran niveles aceptables de impedancia, coloque electrodos horizontales, o HEOG, de movimiento ocular en el canthus de cada ojo, y coloque los electrodos verticales, o VEOG, por encima y por debajo del ojo. A continuación, asegúrese de que el participante entiende las instrucciones para la tarea y cómo utilizar el cuadro de botón.Compruebe que el ordenador EEG está grabando y, a continuación, comience los bloques experimentales. Proporcione breves descansos de 30 segundos, después de cada 15 pruebas para permitir que el participante se mueva, si es necesario. Después de cada bloque, pida al participante que rellene una escala Likert sobre cuánto disfrutaron del juego de adivinanzas y la frecuencia con la que sentía que podía obtener respuestas correctas.Una vez completado el experimento, quítate la tapa del EEG y deja que el participante se lave y se seque el cabello. Por último, limpie y esterilizar la tapa del EEG para el siguiente participante. Estos resultados sugieren que, por lo general, los niños en desarrollo, o TD, anticipan estímulos de recompensa acompañados de rostros más robustos que los niños con TEA.Mientras que los niños con TD anticipan estímulos faciales significativamente más que los estímulos no faciales, los niños con TEA evidentemente no muestran diferencias significativas en la actividad cerebral entre las condiciones. Al intentar este procedimiento, es importante recordar comprobar que el participante entiende completamente las instrucciones y cómo funciona el juego. Siguiendo este procedimiento, otros métodos, por ejemplo, el seguimiento ocular o la FMRI, podrían realizarse simultáneamente con el fin de responder a preguntas adicionales como, ¿dónde están los niños con y sin autismo mirando durante este tipo de tareas o, qué áreas del cerebro se activan en niños con y sin autismo durante esta tarea?

Research

JoVE Journal

Behavior

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Investigación

Comportamiento

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