Name: conducting hyperscanning experiments with functional near-infrared spectroscopy
Uploaded: 2019-01-19T14:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Conducting Hyperscanning Experiments with Functional Near-Infrared Spectroscopy at JoVE.com

Bu eser Alman federal devlet ve hükümetler (ERS tohum fonu, OPSF449) mükemmellik girişimi tarafından finanse edildi. Hitachi NIRS sistem bir Alman Araştırma Vakfı DFG (INST 948/18-1 FUGG) fon tarafından desteklenmiştir.

Katılım, tüm Ebeveynler önce / çocuk sağlanan aydınlatılmış onam / onay. Çalışma RWTH Aachen Üniversitesi Tıp Fakültesi Etik Komitesi tarafından kabul edildi.
1. katılımcı gelmeden önce hazırlık
<ol><li>NIRS kapaklar hazırlayın.<ol>
<li>Cap boyutları aynı boyutta veya biraz daha geniş katılımcının baş çevresi seçin.</li>
		<li>15 çapı yaklaşık 15 mm her, ile yatay bir 3 x 5 kılavuz, her biri 2 ham EEG kapaklar ( Tablo malzemelerigörme...

<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. J., 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=HomER:+a+review+of+time-series+analysis+methods+for+near-infrared+spectroscopy+of+the+brain.">HomER: a review of time-series analysis methods for near-infrared spectroscopy of the brain.</a> Applied Optics. 48 (10), D280-D298 (2009).</li><li>Santosa, H., Zhai, X., Fishburn, F., Huppert, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+NIRS+Brain+AnalyzIR+Toolbox.">The NIRS Brain AnalyzIR Toolbox.</a> Algorithms. 11 (5), 73 (2018).</li><li>Tak, S., Uga, M., Flandin, G., Dan, I., Penny, W. 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>

Bu protokol için gösterdiğimiz fNIRS hyperscanning deneyler ve beyin beyin senkronizasyonu, analiz için bir şekilde nasıl oksi-Hb ve deoksi-Hb iki konu ön beyin bölgelerinde, konsantrasyon değişiklikleri aynı anda ölçme. FNIRS hyperscanning nispeten kolaydır uygulamak: bir tek NIRS optodes aralarında bölerek her iki konuyu beyin faaliyetleri ölçmek için yeterli bir cihazdır. Böylece, farklı cihazlar arasında eşitleme gerekli1' dir. Ayrıca, fNIRS sıkı hareket kısıtlama ...

Son yıllarda, nörologlar sosyal etkileşimler aynı anda iki veya daha fazla kişi beyin faaliyetleri kayıt tarafından çalışmaya başladı, bir yaklaşım olarak adlandırdığı hyperscanning1. Bu tekniği bu etkileşimler temel nörobiyolojik mekanizmaları aydınlatmak için yeni fırsatlar açar. Tamamen sosyal etkileşimleri anlamak için bu yalıtım ama daha doğrusu ortak faaliyetler, beyinlerinin etkileşen kişi2tek beyinlerinde eğitim yeterli olmayabilir. Farklı beyin görüntüleme teknikleri kullanarak, Örneğinfaaliyetleri etkileşen kişiler veya gruplar eşitlemek, beynini hyperscanning çalışmalar göstermiştir, onların eylemleri3koordine ederken, müzik45iletişim, yapmak, Sınıf etkinlikleri6 ' meşgul veya7işbirliği.
Makale eşzamanlı kayıtları ile fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi (fNIRS) yürütmek için bir protokol sunar. Benzer şekilde fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI), fNIRS beyin harekete geçirmek için hemodinamik yanıt ölçer. Oksijenli ve deoxygenated hemoglobin (Hb oksi ve deoksi-Hb) değişimler ile doku8diffusively iletilen yakın kızılötesi ışık miktarına göre hesaplanır. Çünkü daha az kısıtlanmış ve daha doğal ayarları fMRI daha uygulanabilir fNIRS hyperscanning, özellikle çocuklu, deneyler için son derece uygundur. Ayrıca, daha az hareket yapılara hem, fMRI ve EEG9daha eğilimli olduğunu. Ayrıca, yüksek örnekleme frekansları (Örneğin, 10 Hz) fNIRS veri elde edilebilir, böylece nispeten yavaş hemodinamik yanıt son derece oversamples ve böylece potansiyel olarak beyin hemodinami10 daha tam bir geçici resim sağlar .
Bu iletişim kuralı Reindl ve ark. çalışma içinde geliştirilmiştir 11 ve biraz (özellikle kanal yerleştirme ve kötü kanal kimliği ile ilgili olarak) son zamanlarda değiştirilmiş olabilir. Üst-alt dyads eşitlenmiş beyin aktivitesini incelemek için çalışmanın amacı oldu. FNIRS hyperscanning kullanarak, biz beyin beyin senkronizasyonu (5-9 yaş) çocuklar prefrontal beyin alanlarında ve onların aile, çoğunlukla Anne, bir kooperatif ve rekabetçi bilgisayar görevi sırasında değerlendirildi. Onlar önceki hyperscanning çalışmalar1sosyal etkileşimli işlemler için önemli bölgeleri olarak tespit edilmiştir gibi prefrontal beyin bölgeleri hedefleyen. İşbirliği ve rekabet görev aslında Cui vd tarafından geliştirilmiştir 12 ve son zamanlarda birkaç önceki çalışmalar13,14,15tarafından istihdam. Reindl ve ark. çalışma için 11, görevleri çocuklar için uygun olarak değiştirildi. Katılımcılar da ortaklaşa düğmelerine basılmasını yanıt olarak bir hedef (işbirliği) üzerinden yanıt vermek için ya da diğer oyuncu (yarışma) daha hızlı yanıt vermek için talimatlarda vardı. Her çocuk her görev bir kez gerçekleştirilebilir üst ve bir kez üst olarak aynı cinsiyetten yetişkin bir yabancıyla. Her çocuk-yetişkin ikilisinin içinde dalgacık tutarlılık karşılık gelen kanalları oksi-Hb sinyalleri için beyin beyin senkronizasyonu bir ölçüsü olarak hesaplanır.
Bu iletişim kuralı kooperatif ve rekabetçi oyun sırasında üst ve alt fNIRS hyperscanning veri toplamak için yordamlar açıklanır. Genel yordam, ancak, bu araştırma tasarım özgü değildir ama farklı popülasyonlar (Örneğin, Yetişkin yabancı, romantik ortaklar, kardeşler, vb) için uygundur ve farklı deneysel görevleri bir dizi için adapte edilebilir. Bu iletişim kuralı da fNIRS veri ön işleme, kötü kanal algılama, Dalgacık tutarlılık analiz ve doğrulama göre rasgele çifti analizi de dahil olmak üzere gerekli ve isteğe bağlı veri çözümleme adımları kapsar bir olası analitik yordam özetlenmektedir.

<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

Eşzamanlı beyin kayıt iki ya da daha fazla etkileşen kişiden, hyperscanning, olarak adlandırılan bir yaklaşım sosyal etkileşimler ve muhtemelen kişilerarası ilişkiler nörobiyolojik underpinnings anlayışımız artan önem kazanıyor vardır . Fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi (fNIRS) hyperscanning çünkü bu yerel hemodinamik etkileri yüksek örnekleme oranı ile ölçer ve önemlisi, katı hareket gerektirmeyen doğal ayarları'nda, uygulanabilir, deneyler için uygundur kısıtlamalar. Bu makalede, biz bir protokol çözümlenirken beyin beyin senkronizasyonu ve üst-alt dyads ile fNIRS hyperscanning deneyler için mevcut. Ayrıca, biz kritik sorunları ve gelecekteki yönelimler, deneysel tasarım, uzamsal kayıt fNIRS kanalları, fizyolojik etkiler ve veri analiz yöntemleri ile ilgili tartışıyorlar. Açıklanan protokol-üst dyads için belirli değil ama farklı dyadic takım yıldızları, Yetişkin yabancı, romantik ortaklar veya kardeşleri gibi çeşitli uygulanabilir. Sonuç olarak, fNIRS hyperscanning muhtemelen ne bireysel beyin faaliyetlerini inceleyerek okudu ötesinde gitmek dynamics devam eden sosyal etkileşim, yeni görüşler verim potansiyeline sahiptir.

Bir üst-alt ikilisinin kooperatif durumu sırasında temsilcisi veri Şekil 1' de gösterilir. Sipariş alternatif olarak sunulan üç 30 s geri kalan blok ve iki görev blokları, 20 deneme her, ile kooperatif görev oluşur. Her deneme olarak, katılımcıların bir sinyal noktası11kazanmak için mümkün olduğunca aynı anda tepki zorunda.
<img alt="Figure 1" class="xfi...

Watch this Scientific Journal Video about Conducting Hyperscanning Experiments with Functional Near-Infrared Spectroscopy at JoVE.com

Conducting Hyperscanning Experiments with Functional Near-Infrared Spectroscopy

Hyperscanning deneyler fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi ile

Mevcut iletişim kuralı, fNIRS hyperscanning deneyler ve beyin beyin senkronizasyonu analiz açıklar. Daha fazla, sorunlar ve olası çözümleri tartışmak.

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

Aynı anda iki veya daha fazla insanın beyin aktivitelerini ölçerek, bu yöntem sosyal etkileşimlerin altında yatan nörobiyolojik mekanizmalara ışık tutabilir. Fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi, ya da fNIRS, yüksek örnekleme hızı ile beyin hemodinamik yanıtı ölçer ve nispeten doğal ortamlarda uygulanabilir, çünkü bu tür hipertarama deneyleri yapmak için uygundur. Bu protokol, yetişkin-çocuk dyadlarının eşzamanlı fNIRS kayıtlarının nasıl yapılacağını gösterirken, romantik ortaklar gibi farklı dyadik takımyıldızlarına ve farklı deneysel görevlere uyarlanabilir.Katılımcının baş çevresi ile aynı boyutta veya biraz daha büyük bir kapak boyutu seçerek başlayın. Her biri yaklaşık 15 milimetre çapında 15 delik kesip, iki ham EEG kapaklarıher alın alanına yatay bir üç-beş ızgara düzenlenmiş. Deliklerin herhangi bir yönde birbirinden 30 milimetre aralıklı olduğundan emin olun, deliklerin orta sütun alın merkezinde yer almaktadır.Kapakları daha rahat hale getirmek ve basınç izlerini en aza indirmek için, tutucu ızgaranın iç tarafına prob soketleri ile kenarlar arasında yumuşak köpük malzeme takın. Daha sonra, değiştirilmiş EEG kapaklarının her birine boş bir üçe beş prob tutucu ızgara yerleştirin, böylece tutucu ızgara kapağın içine yerleştirilir ve tutucu soketleri deliklere yapışır. Daha sonra, probları ızgaradaki uygun tutucu soketlere hafifçe takın, böylece her probun yalnızca ilk sırtı yuvaya monte edilmiştir ve bu da tek bir tıklatma sesiyle sonuçlanır.En yakın ölçüm sistemindeki sonda seti monitör penceresini açın ve her biri katılımcı çocuk ve diğeri yetişkin için olmak üzere üçe beş ızgara halinde düzenlenmiş iki prob kümesi seçin. İki kapağın sonda düzenlemelerinin sonda kümesi penceresindeki düzenlemelere karşılık gelir. Daha sonra, en yakın ölçüm sisteminin lazer diyotlarını 30 dakika önce açın, böylece sistem kararlı bir çalışma sıcaklığına ulaşır.En yakın ölçüm sisteminde gerekli tüm seçenekleri ayarlayın. Aygıtın olayla ilgili ölçüme ayarlandıktan ve deneysel paradigmadan tetikleyiciler almak için gerekli RS232 seri girişinin etkin olduğundan emin olun. Ardından, Psychophysics Toolbox uzantıları için temel görevi gösteren teknik bilgi işlem yazılımını başlatarak ve geçerli dizini paradigmanın kaydolduğu klasöre ayarlayarak deneysel paradigmayı hazırlayın.Son olarak, deneme sırasında kafa hareketlerini önlemek için bilgisayar ekranının önüne iki çene dayama yerleştirin. İki katılımcıyı test odasına kadar eşlik ederek ve deneysel kurguyu açıklayarak başlayın. Ardından, katılımcıları bilgisayar ekranının önünde yan yana oturtun.Çenenin yüksekliğini ayarla, her iki katılımcı da rahatça oturacak şekilde dinlenir. Talimatlar sağlayın ve hem kooperatif hem de rekabetçi oyunun uygulama denemelerini yönetin. Daha sonra, fpz noktasını 10-20 sistemine göre ölçün ve işaretleyin, bu da her katılımcının kafasındaki nasion ve inion arasındaki mesafenin %10'udur.Daha sonra lazeri kapatın ve sondalarla birlikte kapakları katılımcıların kafalarına dikkatlice yerleştirin. Alt satırın orta sondasının Fpz'e yerleştirildiğinden ve orta prob sütununun sagittal referans eğrisi boyunca hizalandığından emin olun. Fiber dizeleri en yakın ölçüm sistemine bağlı tutucu kol üzerine yerleştirin, böylece katılımcı veya sandalyeile temas etmeden gevşek bir şekilde asılı kalırlar ve kapakları çekmezler.Daha sonra, prob kasasının üst kısmındaki küçük beyaz burun görünene kadar her prob'u soketine daha fazla itin. Ardından lazeri tekrar açın ve en yakın ölçüm sisteminin sonda seti monitör penceresindeki Otomatik Kazanç düğmesine tıklayarak sinyal kalitesini test edin. Bir kanal sarı ile işaretlenmişse, yani sinyal yetersizse, saçı çevredeki sonda ucunun altına hafifçe koyun.Sonda ayarlamaları yapın ve sinyal kalitesinin iyileştiğini veya yeşil olarak işaretlendiğini görmek için Otomatik Kazanç düğmesini yeniden tıklatın. Sinyal kalitesi tatmin edici olduğunda, katılımcıların ellerinin üzerine bir havlu yerleştirin, böylece kendi oyun partnerlerinin el hareketlerini göremezler. O zaman deneye başlayın.Deneme tamamlandıktan sonra, Metin Dosyası Çıkış düğmesini tıklatarak verileri kaydedin ve ham ışık yoğunluğu verilerini metin dosyası olarak dışa aktarın. Son olarak, probları, sonda tutucuları ve çeneyi etnol ile temizleyin ve kapakları hafif deterjanla yıkayın. Beyin-to-beyt senkronizasyonu bir ölçüsü olarak, dalgacı tutarlılık etkileşimli nesnelerin fNIRS sinyalleri arasında hesaplanır.Dalgacık tutarlılık katsayıları mavi, çok az veya hiç tutarlılık, kırmızı, güçlü veya maksimum tutarlılık anlamına değişen bir renk haritası kullanılarak görselleştirilmiştir. Sonuçlar, deney boyunca yüksek frekanslı bir bantta bir saniyelik bir süre ye kadar güçlü bir tutarlılık gösterir, bu da deneklerin kardiyak ritimlerinden kaynaklanır. Ayrıca, iki ve sekiz saniyelik dönem uzunluğu arasında daha düşük bir frekans bandında güçlü bir tutarlılık görünür.Bu düşük frekans aralığında tutarlılık muhtemelen görev sırasında her iki deneğin beyin faaliyetlerinin senkronizasyon yansıtır. Bu yordamı denerken, kapakların katılımcıların kafalarına doğru yerleştirilip yerleştirilmediğini iki kez kontrol etmek ve iyi bir sinyal kalitesi sağlamak önemlidir. Bu teknik, geliştirildikten sonra, sosyal nörobilim alanındaki araştırmacıların çeşitli görevlerde beyin-beyin senkronizasyonunu keşfetmelerinin yolunu açmış, davranış ilişkili ve bireylerin özellikleri ve ilişkileri ile ilişkilendirilmelerini incelemiştir.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Functional Mapping with Simultaneous MEG and EEG

Eşzamanlı MEG ve EEG Fonksiyonel Haritalama

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

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

Birleştiren Bilgisayar Oyun-Tabanlı Yüksek Yoğunlukta EEG ve Kızılötesi Gaze Takip Davranışsal deneyler

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

Mekansal Navigasyon Öğrenme Eğitim için Infrared Spektroskopisi civarında MazeSuite ve Fonksiyonel kullanma

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

Eşodaklı Işık Sac Mikroskobu ile Tüm Fare Brain mikron çaplı Çözünürlük Optik Tomografi

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

Odak Radyolojik Geciktiricisinin Erişkin Hipotalamus nöron Fonksiyonel Sorgulama

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

Kullanarak küresel çocuk gelişimi eğitimi için kızılötesi spektroskopi (NIRS) Nörogörüntüleme fonksiyonel beyin görüntüleme alanı yöntemleri: kırsal Sahra Güneyi Afrika

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

Lipid Bilayer deneyler ile iletişim balonu Bilayers yama-Clampers için

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

Fonksiyonel Manyetik rezonans spektroskopi 7 fare varil kortekste bıyık etkinleştirme sırasında 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

Kemirgen beyninde protein Ifadesini ölçmek için yakın kızılötesi floresan ve yüksek çözünürlüklü tarama kullanma

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 ...