Name: conducting hyperscanning experiments with functional near-infrared spectroscopy
Uploaded: 2019-01-19T14:45:00
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이 작품은 독일 연방 국가 및 정부 (ERS 씨앗 기금, OPSF449)의 우수 이니셔티브에 의해 투자 되었다. 히타치 적외선 시스템은 독일 연구 재단 DFG (INST 948/18-1 FUGG)의 자금에 의해 지원 되었다.

이전에 참여, 모든 부모 어린이 제공 동의 / 동의 /. 연구는 RWTH 아 헨 대학교의 의학 교수진의 윤리 위원회에 의해 승인 되었다.
1입니다. 준비 참가자 도착 하기 전에
<ol><li>적외선 모자를 준비 합니다.<ol>
<li>같은 크기 또는 참가자의 머리 둘레 보다 약간 큰 같은 모자 크기를 선택 하십시오.</li>
		<li>2 원시 EEG 모자 ( 재료의 표참조)의 각이 마 영역에 가로 3 x 5 격?...

<ol>
	<li>Babiloni, F., Astolfi, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Social+neuroscience+and+hyperscanning+techniques:+past,+present+and+future.">Social neuroscience and hyperscanning techniques: past, present and future.</a> Neuroscience &amp; Biobehavioral Reviews. 44, 76-93 (2014).</li><li>Hari, R., Henriksson, L., Malinen, S., Parkkonen, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Centrality+of+social+interaction+in+human+brain+function.">Centrality of social interaction in human brain function.</a> Neuron. 88 (1), 181-193 (2015).</li><li>Funane, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synchronous+activity+of+two+people's+prefrontal+cortices+during+a+cooperative+task+measured+by+simultaneous+near-infrared+spectroscopy.">Synchronous activity of two people's prefrontal cortices during a cooperative task measured by simultaneous near-infrared spectroscopy.</a> Journal of Biomedical Optics. 16 (7), 077011 (2011).</li><li>Lindenberger, U., Li, S. -. C., Gruber, W., M&#252;ller, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brains+swinging+in+concert:+cortical+phase+synchronization+while+playing+guitar.">Brains swinging in concert: cortical phase synchronization while playing guitar.</a> BMC Neuroscience. 10, 22 (2009).</li><li>Jiang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+synchronization+during+face-to-face+communication.">Neural synchronization during face-to-face communication.</a> Journal of Neuroscience. 32 (45), 16064-16069 (2012).</li><li>Dikker, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain-to-brain+synchrony+tracks+real-world+dynamic+group+interactions+in+the+classroom.">Brain-to-brain synchrony tracks real-world dynamic group interactions in the classroom.</a> Current Biology. 27 (9), 1375-1380 (2017).</li><li>Liu, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NIRS-based+hyperscanning+reveals+inter-brain+neural+synchronization+during+cooperative+Jenga+game+with+face-to-face+communication.">NIRS-based hyperscanning reveals inter-brain neural synchronization during cooperative Jenga game with face-to-face communication.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 10, 82 (2016).</li><li>Hoshi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+near-infrared+spectroscopy:+current+status+and+future+prospects.">Functional near-infrared spectroscopy: current status and future prospects.</a> Journal of Biomedical Optics. 12 (6), 062106 (2007).</li><li>Lloyd-Fox, S., Blasi, A., Elwell, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Illuminating+the+developing+brain:+the+past,+present+and+future+of+functional+near+infrared+spectroscopy.">Illuminating the developing brain: the past, present and future of functional near infrared spectroscopy.</a> Neuroscience &amp; Biobehavioral Reviews. 34 (3), 269-284 (2010).</li><li>Huppert, T. J., Hoge, R. D., Diamond, S. G., Franceschini, M. A., Boas, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+temporal+comparison+of+BOLD,+ASL,+and+NIRS+hemodynamic+responses+to+motor+stimuli+in+adult+humans.">A temporal comparison of BOLD, ASL, and NIRS hemodynamic responses to motor stimuli in adult humans.</a> NeuroImage. 29 (2), 368-382 (2006).</li><li>Reindl, V., Gerloff, C., Scharke, W., Konrad, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain-to-brain+synchrony+in+parent-child+dyads+and+the+relationship+with+emotion+regulation+revealed+by+fNIRS-based+hyperscanning.">Brain-to-brain synchrony in parent-child dyads and the relationship with emotion regulation revealed by fNIRS-based hyperscanning.</a> NeuroImage. 178, 493-502 (2018).</li><li>Cui, X., Bryant, D. M., Reiss, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NIRS-based+hyperscanning+reveals+increased+interpersonal+coherence+in+superior+frontal+cortex+during+cooperation.">NIRS-based hyperscanning reveals increased interpersonal coherence in superior frontal cortex during cooperation.</a> NeuroImage. 59 (3), 2430-2437 (2012).</li><li>Baker, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sex+differences+in+neural+and+behavioral+signatures+of+cooperation+revealed+by+fNIRS+hyperscanning.">Sex differences in neural and behavioral signatures of cooperation revealed by fNIRS hyperscanning.</a> Scientific Reports. 6, 26492 (2016).</li><li>Cheng, X., Li, X., Hu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synchronous+brain+activity+during+cooperative+exchange+depends+on+gender+of+partner:+a+fNIRS-based+hyperscanning+study.">Synchronous brain activity during cooperative exchange depends on gender of partner: a fNIRS-based hyperscanning study.</a> Human Brain Mapping. 36 (6), 2039-2048 (2015).</li><li>Pan, Y., Cheng, X., Zhang, Z., Li, X., Hu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cooperation+in+lovers:+an+fNIRS-based+hyperscanning+study.">Cooperation in lovers: an fNIRS-based hyperscanning study.</a> Human Brain Mapping. 38 (2), 831-841 (2017).</li><li>Kleiner, M., Brainard, D., Pelli, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What's+new+in+Psychtoolbox-3?.">What's new in Psychtoolbox-3?.</a> Perception. 36, (2007).</li><li>Huppert, T. 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D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensor+space+group+analysis+for+fNIRS+data.">Sensor space group analysis for fNIRS data.</a> Journal of Neuroscience Methods. 264, 103-112 (2016).</li><li>Scholkmann, F., Spichtig, S., Muehlemann, T., Wolf, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+to+detect+and+reduce+movement+artifacts+in+near-infrared+imaging+using+moving+standard+deviation+and+spline+interpolation.">How to detect and reduce movement artifacts in near-infrared imaging using moving standard deviation and spline interpolation.</a> Physiological Measurement. 31 (5), 649-662 (2010).</li><li>van der Kant, A., Biro, S., Levelt, C., Huijbregts, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Negative+affect+is+related+to+reduced+differential+neural+responses+to+social+and+non-social+stimuli+in+5-to-8-month-old+infants:+a+functional+near-infrared+spectroscopy-study.">Negative affect is related to reduced differential neural responses to social and non-social stimuli in 5-to-8-month-old infants: a functional near-infrared spectroscopy-study.</a> Developmental Cognitive Neuroscience. 30, 23-30 (2018).</li><li>Bastos, A. M., Schoffelen, J. -. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+tutorial+review+of+functional+connectivity+analysis+methods+and+their+interpretational+pitfalls.">A tutorial review of functional connectivity analysis methods and their interpretational pitfalls.</a> Frontiers in Systems Neuroscience. 9, 175 (2016).</li><li>Grinsted, A., Moore, J. C., Jevrejeva, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+the+cross+wavelet+transform+and+wavelet+coherence+to+geophysical+time+series.">Application of the cross wavelet transform and wavelet coherence to geophysical time series.</a> Nonlinear Processes in Geophysics. 11, 561-566 (2004).</li><li>Aguiar-Conraria, L., Soares, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+continuous+wavelet+transform:+moving+beyond+uni-and+bivariate+analysis.">The continuous wavelet transform: moving beyond uni-and bivariate analysis.</a> Journal of Economic Surveys. 28 (2), 344-375 (2014).</li><li>Nozawa, T., Sasaki, Y., Sakaki, K., Yokoyama, R., Kawashima, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interpersonal+frontopolar+neural+synchronization+in+group+communication:+an+exploration+toward+fNIRS+hyperscanning+of+natural+interactions.">Interpersonal frontopolar neural synchronization in group communication: an exploration toward fNIRS hyperscanning of natural interactions.</a> NeuroImage. 133, 484-497 (2016).</li><li>Burgess, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+interpretation+of+synchronization+in+EEG+hyperscanning+studies:+a+cautionary+note.">On the interpretation of synchronization in EEG hyperscanning studies: a cautionary note.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 7, 881 (2013).</li><li>Tsuzuki, D., Dan, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+registration+for+functional+near-infrared+spectroscopy:+from+channel+position+on+the+scalp+to+cortical+location+in+individual+and+group+analyses.">Spatial registration for functional near-infrared spectroscopy: from channel position on the scalp to cortical location in individual and group analyses.</a> NeuroImage. 85, 92-103 (2014).</li><li>Tachtsidis, I., Scholkmann, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=False+positives+and+false+negatives+in+functional+near-infrared+spectroscopy:+issues,+challenges,+and+the+way+forward.">False positives and false negatives in functional near-infrared spectroscopy: issues, challenges, and the way forward.</a> Neurophotonics. 3 (3), 031405 (2016).</li><li>Palumbo, R. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interpersonal+autonomic+physiology:+a+systematic+review+of+the+literature.">Interpersonal autonomic physiology: a systematic review of the literature.</a> Personality and Social Psychology Review. 21 (2), 99-141 (2016).</li><li>Pinti, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+present+and+future+use+of+functional+near-infrared+spectroscopy+(fNIRS)+for+cognitive+neuroscience.">The present and future use of functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) for cognitive neuroscience.</a> Annals of the New York Academy of Sciences. , (2018).</li><li>Brigadoi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motion+artifacts+in+functional+near-infrared+spectroscopy:+a+comparison+of+motion+correction+techniques+applied+to+real+cognitive+data.">Motion artifacts in functional near-infrared spectroscopy: a comparison of motion correction techniques applied to real cognitive data.</a> NeuroImage. 85 (1), 181-191 (2014).</li><li>Cooper, R. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+systematic+comparison+of+motion+artifact+correction+techniques+for+functional+near-infrared+spectroscopy.">A systematic comparison of motion artifact correction techniques for functional near-infrared spectroscopy.</a> Frontiers in Neuroscience. 6, 147 (2012).</li><li>Hirsch, J., Zhang, X., Noah, J. A., Ono, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frontal+temporal+and+parietal+systems+synchronize+within+and+across+brains+during+live+eye-to-eye+contact.">Frontal temporal and parietal systems synchronize within and across brains during live eye-to-eye contact.</a> NeuroImage. 157, 314-330 (2017).</li><li>Scholkmann, F., Holper, L., Wolf, U., Wolf, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+methodical+approach+in+neuroscience:+assessing+inter-personal+brain+coupling+using+functional+near-infrared+imaging+(fNIRI)+hyperscanning.">A new methodical approach in neuroscience: assessing inter-personal brain coupling using functional near-infrared imaging (fNIRI) hyperscanning.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 7, 813 (2013).</li></ol>

이 프로토콜에서 우리는 동시에 옥 시 Hb의 두 과목의 정면 두뇌 지구에 의하여 Hb 농도 변화를 측정 fNIRS hyperscanning 실험 및 뇌-투-두뇌 synchrony를 분석 하는 한 가지 방법은 수행 하는 방법을 보여줍니다. FNIRS hyperscanning는 상대적으로 쉽게 적용: 단일 적외선 장치는 그들 사이 optodes를 분할 하 여 두 과목의 뇌 활동을 측정 하기에 충분. 따라서, 다른 장치 간에 아무 동기화 필요1입?...

최근 몇 년 동안, 신경은 동시에 두 개 이상의 사람의 두뇌 활동을 기록 하 여 사회적 상호 작용을 공부 하기 시작 했습니다, 그리고 접근 되 나 hyperscanning1. 이 기술은 이러한 상호 작용을 기본 neurobiological 메커니즘을 명료 하 게 새로운 기회를 엽니다. 사회적 상호 작용을 완전히 이해 하려면 격리 하지만 오히려 상호 작용 인2의 두뇌의 공동 활동에 단일 두뇌를 공부 하기에 충분 하지 않을 수 있습니다. 다른 neuroimaging 기술을 사용 하 여, hyperscanning 연구는 두뇌 상호 작용 개인 또는 그룹의 활동을 동기화, 예를 들어, 그들은 그들의 작업3조정, 음악4,5, 통신 확인 교실 활동6 에 관여 또는 협조7.
문서 기능 근처-적외선 분광학 (fNIRS)와 동시 녹음을 실시 하기 위한 프로토콜을 제공 합니다. 기능적 자기 공명 영상 (fMRI)와 마찬가지로, fNIRS 두뇌 활성화에 hemodynamic 응답을 측정합니다. 산소 하 고 deoxygenated 헤모글로빈 (Hb 옥 시와 의하여 Hb)에 변화는 조직8diffusively 전송된 근처-적외선 빛의 금액에 따라 계산 됩니다. fNIRS은 fMRI 보다 덜 제한 하 고 더 자연 스러운 설정에서 적용 될 수 있기 때문에 아이 들, 특히과 hyperscanning 실험을 실시 하기 위한 적합 합니다. 또한, 그것은 모두, fMRI, EEG9보다 운동 유물에 적은 경향이입니다. 또한 높은 샘플링 주파수 (예, 10 Hz)에서 fNIRS 데이터를 얻을 수 있다, 따라서 그것은 매우 상대적으로 느린 hemodynamic 응답 oversamples 그리고 그로 인하여 잠재적으로 두뇌 hemodynamics10의 더 완전 한 임시 그림을 제공 합니다. .
이 프로토콜은 Reindl 그 외 여러분 의 연구에서 개발 되었다 11 약간 수정 되었습니다 (특히 채널 배치 및 나쁜 채널 식별)에 최근 고. 연구의 목표는 부모-자식 점수의 동기화 된 두뇌 활동을 조사 했다. 뇌-투-두뇌 synchrony (세 5 ~ 9 세) 어린이의 전 두 엽 두뇌 지역에서 및 그들의 부모, 대부분 어머니, 협동 및 경쟁 컴퓨터 작업 하는 동안 평가 fNIRS hyperscanning를 사용 하 여, 우리. 전 두 엽 두뇌 지역으로 이전 hyperscanning 연구1사회 대화형 프로세스에 대 한 중요 한 영역으로 발견 되었습니다 했다 표적으로 했다. 협동과 경쟁 작업 Cui 그 외 여러분 에 의해 원래 개발 되었다 12 과 최근 여러 이전 연구13,,1415. Reindl 그 외 여러분 의 연구에 대 한 11, 작업 어린이 적합 하도록 수정 했다. 참가자 중 응답 공동 통해 버튼을 누르면 대상 (협력)에 응답 하거나 다른 플레이어 (경쟁) 보다 더 빨리 응답을 지시 했다. 각 아이 부모와 함께 한 번 부모로 동일한 성의 성인 낯선 각 작업을 한 번 수행. 각 아이-성인 양자 관계 내에서 잔물결 일관성 뇌-투-두뇌 synchrony의 측정으로 해당 채널의 옥 시 Hb 신호에 대 한 계산 했다.
이 프로토콜에서는 협력 하 고 경쟁력 있는 게임 중 부모와 자식 fNIRS hyperscanning 데이터를 수집 하는 절차를 설명 합니다. 그러나 전반적인 절차,이 연구 설계에는 하지만 (예:성인 낯선, 낭만적인 파트너, 형제, 등) 다른 인구에 대 한 적절 한 이며 다양 한 다른 실험 작업에 대 한 적응 시킬 수 있다. 이 프로토콜은 또한 한 가능한 분석 절차는 필수 및 선택적 데이터 분석 단계, fNIRS 데이터 전처리, 나쁜 채널 감지, 웨이블렛 일관성 분석 및 유효성 검사를 포함 하 여 무작위 쌍 분석에 의해 커버를 설명 합니다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:872px;" width="873">
	<tbody>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:222px;">NIRS measurement system with probe sets and probe holder grids</td>
			<td style="width:125px;">Hitachi Medical Corporation, Tokyo, Japan</td>
			<td style="width:355px;">ETG-4000 Optical Topography System&#160;</td>
			<td style="width:171px;">The current study protocol requires an optional second adult probe set for 52 channels of measurement in total as well as two 3x5 probe holder grids.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">raw EEG caps</td>
			<td>EASYCAP GmbH, Herrsching, Germany</td>
			<td>C-SCMS-56; C-SCMS-58</td>
			<td>Caps must be provided with holes for NIRS probes by the experimenter. Choose cap size the same size or slightly larger than participant&#39;s head circumference.</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Technical computing software</td>
			<td>The MathWorks, Inc., Natick, MA</td>
			<td>MATLAB R2014a (or later versions)</td>
			<td>Serves as base for Psychophysics Toolbox extensions (stimulus presentation), SPM for fNIRS toolbox&#160; (fNIRS data analysis), and ASToolbox (WTC computation).</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

conducting hyperscanning experiments with functional near-infrared spectroscopy

동시 브레인 녹음의 두 개 이상의 상호 작용, hyperscanning, 불리 한 접근 사회적 상호 작용, 그리고 가능 하 게 대 인 관계의 neurobiological 토대에 대 한 우리의 이해에 대 한 증가 중요성을 얻고 있다 . 기능성 근 적외선 분광학 (fNIRS)은 로컬 hemodynamic 효과 높은 샘플링 속도를 측정 하 고, 중요 한 것은, 엄격한 동작을 요구 하지 않는 자연 스러운 설정에서 적용 될 수 있기 때문에 hyperscanning 실험을 실시 하는 데 적합 제한 사항입니다. 이 문서에서는, 우리는 부모-자식 점수와 fNIRS hyperscanning 실험 및 분석 뇌-투-두뇌 synchrony 프로토콜 제시. 또한, 우리는 중요 한 문제와 미래의 방향, 실험 설계, 공간 등록 fNIRS 채널, 생리 적 영향 및 데이터 분석 방법에 관한 논의. 설명된 프로토콜 특정 부모-자식 점수, 하지만 다양 한 성인 낯선, 낭만적인 파트너 또는 형제 자매와 같은 다른 양자 별자리에 적용할 수 있습니다. 결론, fNIRS hyperscanning 가능성이 무엇 개별 두뇌의 활동을 검토 하 여 공부 될 수 있다 저쪽에는 지속적인 사회적 상호 작용의 역학에 대 한 새로운 통찰력을 얻을 수가 있다.

협력 상태 동안 한 부모-자식 양자 관계의 대표적인 데이터는 그림 1에 표시 됩니다. 협력 작업 순서를 번갈아 제시 3 30의 나머지 블록 및 각, 20 재판 두 작업 블록의 구성 됩니다. 각 시험에서 참가자를 적립 포인트11신호를 동시에 반응 해야 합니다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/f...

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Conducting Hyperscanning Experiments with Functional Near-Infrared Spectroscopy

Hyperscanning 기능성 근 적외선 분광학 실험 실시

현재 프로토콜 fNIRS hyperscanning 실험을 실시 하 고 뇌-투-두뇌 synchrony를 분석 하는 방법을 설명 합니다. 또한, 우리는 문제 및 가능한 해결 논의.

Concurrent brain recordings of two or more interacting persons, an approach termed hyperscanning, are gaining increasing importance for our understanding ...

두 명 이상의 사람들의 뇌 활동을 동시에 측정함으로써,이 방법은 사회적 상호 작용의 근본적인 신경 생물학적 메커니즘에 빛을 비출 수 있습니다. 기능적인 근적외선 분광법 또는 fNIRS는 높은 샘플링 속도로 뇌 혈역학 반응을 측정하고 비교적 자연스러운 환경에서 적용할 수 있기 때문에 이러한 하이퍼스캐닝 실험을 수행하는 데 적합합니다. 이 프로토콜은 성인 - 어린이 dyads의 동시 fNIRS 녹음을 수행하는 방법을 보여 주지만, 그것은 낭만적 인 파트너와 같은 다른 dyadic 별자리와 다른 실험 작업에 적응 할 수 있습니다.먼저 참가자의 머리 둘레보다 크기가 같거나 약간 큰 캡 크기를 선택합니다. 직경 이 약 15mm의 15홀을 잘라서 수평 3x5 격자로 각 2개의 원시 EEG 캡의 이마 영역으로 배열합니다. 구멍이 어떤 방향으로든 서로 30밀리미터 간격이 있는지, 구멍의 중간 기둥이 이마의 중앙에 있는지 확인합니다.캡을 보다 편안하고 압력 표시를 최소화하기 위해 프로브 소켓과 가장자리 사이의 홀더 그리드 안쪽에 부드러운 폼 재료를 부착합니다. 다음으로, 빈 3x5 프로브 홀더 그리드를 각 수정된 EEG 캡에 장착하여 홀더 그리드 자체가 캡 의 안쪽에 배치되고 홀더 소켓이 구멍에 달라 붙습니다. 그런 다음 각 프로브의 첫 번째 능선만 소켓에 장착되어 한 번의 클릭 소리가 발생하는 그리드의 적절한 홀더 소켓에 프로브를 부드럽게 삽입합니다.가장 가까운 측정 시스템에서 프로브 세트 모니터 창을 열고 각각 3대 5 그리드에 배치된 프로브 세트 2개를 선택하고 참여자용, 성인용 프로브 세트를 하나씩 선택합니다. 두 캡의 프로브 배열이 프로브 세트 창의 배열에 해당하는지 확인합니다. 다음으로, 측정 30분 전에 가장 가까운 측정 시스템의 레이저 다이오드를 켜서 시스템이 안정적인 작동 온도에 도달할 수 있도록 합니다.가장 가까운 측정 시스템에서 필요한 모든 옵션을 설정합니다. 장치가 이벤트 관련 측정으로 설정되어 있는지 확인하고 실험 패러다임에서 트리거를 수신하는 데 필요한 RS232 직렬 입력이 활성화되어 있는지 확인합니다. 그런 다음 정신 물리학 도구 상자 확장의 기본 역할을하는 기술 컴퓨팅 소프트웨어를 시작하고 패러다임이 저장된 폴더에 현재 디렉토리를 설정하여 실험 패러다임을 준비합니다.마지막으로, 실험 중에 머리 움직임을 방지하기 위해 두 개의 턱 받침대를 컴퓨터 화면 앞에 놓습니다. 두 참가자를 시험실로 안내하고 실험적인 설정을 설명하는 것으로 시작합니다. 그런 다음 참가자를 컴퓨터 화면 앞에 나란히 앉습니다.턱 받침대의 높이를 조정하여 두 참가자가 편안하게 앉을 수 있도록 합니다. 협동 및 경쟁 게임 모두의 지침을 제공하고 연습 시험을 관리할 수 있습니다. 다음으로, 측정하고 각 참가자의 머리에 내침과 이온 사이의 거리의 10 %인 10-20 시스템에 따라 Fpz 지점을 표시합니다.그런 다음 레이저를 끄고 프로브가 있는 캡을 참가자의 머리에 조심스럽게 놓습니다. 맨 아래 행의 가운데 프로브가 Fpz에 배치되고 중간 프로브 컬럼이 적정 참조 곡선을 따라 정렬되었는지 확인합니다. 가장 가까운 측정 시스템에 부착된 홀더 암에 섬유 끈을 놓아 참가자 나 의자와 접촉하지 않고 느슨하게 매달려 캡을 당기지 않도록합니다.다음으로, 프로브 케이스 의 상단에 있는 작은 흰색 코가 보일 때까지 각 프로브를 소켓에 더 밀어 넣습니다. 그런 다음 레이저를 다시 켜고 가장 가까운 측정 시스템의 모니터 창에서 자동 게인 버튼을 클릭하여 신호 품질을 테스트합니다. 채널이 노란색으로 표시되면 신호가 충분하지 않으므로 주변 프로브 팁 아래에 머리카락을 부드럽게 놓습니다.프로브를 조정하고 자동 게인 버튼을 다시 클릭하여 신호 품질이 향상되었는지 또는 녹색으로 표시되었는지 확인합니다. 신호 품질이 만족스럽으면 참가자의 손에 수건을 놓아 각 게임 파트너의 손 움직임을 볼 수 없습니다. 그런 다음 실험을 시작합니다.그런 다음 실험이 완료되면 텍스트를 파일 아웃 버튼을 클릭하여 데이터를 저장하고 원시 광 강도 데이터를 텍스트 파일로 내보냅니다. 마지막으로 프로브, 프로브 홀더 및 턱을 ethnol로 청소하고 뚜껑을 가벼운 세제로 씻습니다. 뇌대뇌 동기화의 척도로서, 웨이블렛 일관성은 상호 작용하는 피사체의 fNIRS 신호 사이에서 계산됩니다.웨이블렛 일관성 계수는 파란색, 거의 또는 전혀 일관성이 없는 색상 맵을 사용하여 녹색 으로 시각화되어 있어 강력하거나 최대 일관성을 의미합니다. 결과는 피사체의 심장 리듬에서 유래 할 가능성이 약 1 초의 기간 길이까지 고주파 대역에서 실험 전반에 걸쳐 강한 일관성을 보여줍니다. 또한 2초에서 8초 사이의 낮은 주파수 대역에 강한 일관성이 나타납니다.이 저주파 범위의 일관성은 작업 중에 두 피험자의 뇌 활동의 동기화를 반영할 가능성이 높습니다. 이 절차를 시도하는 동안 캡이 참가자의 머리에 올바르게 배치되었는지 다시 확인하고 좋은 신호 품질을 보장하는 것이 중요합니다. 개발 후, 이 기술은 사회 신경 과학 분야의 연구원들이 다양한 작업에서 뇌 대 뇌 동기화를 탐구하고, 행동과 관련이 있는지, 개인과 그들의 관계의 특성과 연관된 관계를 조사하는 길을 열었습니다.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Functional Mapping with Simultaneous MEG and EEG

동시 MEG와 EEG와 기능 매핑

We use magnetoencephalography (MEG) and electroencephalography (EEG) to locate and determine the temporal evolution in brain areas involved in the ...

연구

신경과학

Combining Computer Game-Based Behavioural Experiments With High-Density EEG and Infrared Gaze Tracking

결합 컴퓨터 게임 기반 고밀도 뇌파와 적외선 가즈 추적 Behavioural 실험

Experimental paradigms are valuable insofar as the timing and other parameters of their stimuli are well specified and controlled, and insofar as they ...

Using MazeSuite and Functional Near Infrared Spectroscopy to Study Learning in Spatial Navigation

공간 탐색 구역에서 &#39;학습 연구에 적외선 분광학 가까이 MazeSuite 및 기능 사용

MazeSuite is a complete toolset to prepare, present and analyze navigational and spatial experiments1. MazeSuite can be used to design and edit adapted ...

Micron-scale Resolution Optical Tomography of Entire Mouse Brains with Confocal Light Sheet Microscopy

공 초점 빛 시트 현미경 전체 마우스 두뇌의 마이크론 규모의 해상도 광학 단층 촬영

Understanding the architecture of mammalian  brain at single-cell resolution is one of the key issues of neuroscience.  However, mapping neuronal soma and ...

Functional Interrogation of Adult Hypothalamic Neurogenesis with Focal Radiological Inhibition

초점 방사선 억제와 성인 시상 하부의 신경 발생의 기능 심문

The functional characterization of adult-born neurons remains a significant challenge. Approaches to inhibit adult neurogenesis via invasive viral ...

Neuroimaging Field Methods Using Functional Near Infrared Spectroscopy (NIRS) Neuroimaging to Study Global Child Development: Rural Sub-Saharan Africa

Neuroimaging Field Methods Using Functional Near Infrared Spectroscopy NIRS Neuroimaging to Study Global Child Development: Rural Sub-Saharan Africa

글로벌 아동 발달 연구에 적외선 분광학 (적외선) Neuroimaging 근처 기능 사용 하 여 Neuroimaging 필드 방법: 농촌 사하라 사막 이남의 아프리카

Portable neuroimaging approaches provide new advances to the study of brain function and brain development with previously inaccessible populations and in ...

Lipid Bilayer Experiments with Contact Bubble Bilayers for Patch-Clampers

패치-Clampers에 대 한 연락처 거품 Bilayers 지질 Bilayer 실험

Lipid bilayers provide a unique experimental platform for functional studies of ion channels, allowing the examination of channel-membrane interactions ...

Functional Magnetic Resonance Spectroscopy at 7 T in the Rat Barrel Cortex During Whisker Activation

7 기능 자기 공명 분광학 수염 활성화 중 쥐 신 피 질에서 T

Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy offers the opportunity to measure cerebral metabolite contents in vivo and noninvasively. Thanks to ...

Using Near-infrared Fluorescence and High-resolution Scanning to Measure Protein Expression in the Rodent Brain

근 적외선 형광 및 고 분해능 주사를 사용 하 여 설치류 뇌의 단백질 발현 측정

Neuroscience is the study of how cells in the brain mediate various functions. Measuring protein expression in neurons and glia is critical for the study ...