Summary

Un entro soggetti protocollo sperimentale per valutare gli effetti di Input sociale in Infant EEG

Published: May 03, 2017
doi:

Summary

Questo nuovo protocollo è stato progettato per valutare le basi neurali di interazione sociale nei neonati. Il paradigma è progettato per tease oltre come i vari ingressi sociali come linguaggio, attenzione congiunta, e l'interazione faccia a faccia riguardano l'attivazione neuronale infantile. potere EEG Infant viene registrato durante entrambe le condizioni sociali e non sociali.

Abstract

Nonostante l'importanza delle interazioni sociali per lo sviluppo cerebrale infantile, poca ricerca ha valutato attivazione neurale funzionale mentre i bambini interagiscono socialmente. Elettroencefalografia (EEG) di alimentazione è una tecnica vantaggiosa per valutare infante attivazione neurale funzionale. Tuttavia, molti studi di registrazione EEG bambino solo in una condizione di base. Questo protocollo descrive un paradigma che è stato progettato per valutare complessivamente l'attività EEG infantile sia in contesti sociali e non sociali, così come prendere in giro a parte come i diversi tipi di ingressi sociali differenziale riguardano EEG infantile. Il paradigma entro soggetti comprende quattro condizioni controllate. Nella condizione non sociale, i bambini vedono gli oggetti su schermi di computer. La condizione di attenzione congiunta comporta uno sperimentatore dirigere l'attenzione del bambino di immagini. La condizione di attenzione congiunta comprende tre tipi di input sociali: linguaggio, interazione faccia a faccia, e la presenza di attenzione congiunta. differenzein EEG infante tra le condizioni di attenzione non sociali e congiunte potrebbe essere dovuto a uno di questi tre tipi di input. Pertanto, due condizioni supplementari (uno con ingresso lingua mentre lo sperimentatore è nascosto dietro uno schermo e una con interazione faccia a faccia) sono stati inclusi per valutare i fattori contestuali guida in pattern di attivazione neuronale infantile. Risultati rappresentativi dimostrano che infante dell'EEG variate dalla condizione, complessivamente e differenzialmente per regione del cervello, sostenendo la natura funzionale del potere EEG infantile. Questa tecnica è vantaggiosa in quanto comprende condizioni che sono chiaramente sociale o non sociale e permette di esaminare come tipi specifici di ingresso sociale riferiscono al potere EEG. Questo paradigma può essere usato per valutare come le singole differenze di età, influenzare, status socio-economico, e genitore-bambino qualità interazione riguardano lo sviluppo del cervello sociale. Sulla base del carattere funzionale ha dimostrato di potere infantile EEG, studi futuri shoULD considerano il ruolo di condizioni di contesto di registrazione e di design EEG che sono chiaramente sociale o non sociale.

Introduction

Le interazioni sociali sono fondamentali per l'infante sviluppo neurale 1, 2. Anche se la ricerca recente ha iniziato a concentrarsi sullo sviluppo del cervello sociale 3, 4, i processi neurali coinvolti in impegno sociale non sono ben compresi. L'obiettivo del metodo riportato è stato quello di valutare come elettroencefalografia infantile (EEG) di potenza, una misura della tensione rilasciato dalla comunicazione neuronale, varia a seconda dei contesti sociali e non sociali controllati. Questo metodo permette di valutare in che modo gli aspetti di ingresso sociale specifica differenziale riguardare attivazione neurale e ha implicazioni per studi futuri a prendere in considerazione il ruolo del contesto di registrazione in sede di valutazione attivazione neurale funzionale.

EEG è un metodo particolarmente adatto per misurare l'attività cerebrale infantile, come è invasiva e robusto per neonato movimento. Un tappo composto di elettrodi è pcucita sulla testa del bambino per registrare attività elettrica della corteccia cerebrale rilasciato durante la comunicazione neuronale. dell'EEG è una misura di tensione in ogni sito elettrodo per un periodo di tempo. EEG è una misura funzionale dell'attività neurale e riflette così parzialmente contesto immediato in cui EEG è registrato. Grazie alla sua natura funzionale, dell'EEG ha il potenziale per essere confrontati tutti i contesti usando un disegno entro soggetti e quindi di attivazione specifica del contesto indice. Pertanto, EEG può essere utilizzato per valutare sia le basi neurali delle interazioni sociali in modo specifico e di attivazione specifica del contesto più generale. Tuttavia, questo potenziale non è stato pienamente realizzato come EEG infantile è spesso registrato durante una sola condizione.

Molti studi hanno registrato neonato potere EEG durante uno "stato di riposo" o al basale, che non sempre è necessario differenziare chiaramente tra ingresso sociale e non sociale. In alcuni casi, EEG viene registrata come infantiles guardare uno sperimentatore girare una ruota tombola 5, 6, 7, guardare un colpo sperimentatore bolle 8 o guardare uno sperimentatore scuotere un sonaglio 9, 10. Tuttavia, i bambini potranno assistere a uno sperimentatore o l'oggetto, e le caratteristiche infantili potrebbero influenzare il modo dirigono la loro attenzione. Così, per alcuni bambini la linea di base potrebbe essere sociale se frequentano per lo sperimentatore e per altri bambini la linea di base potrebbe essere non sociale se frequentano principalmente per l'oggetto. Come EEG riflette il contesto di registrazione, osservate differenze individuali nella linea di base EEG che i ricercatori potrebbero interpretare come stabile o evolutivamente significativo potrebbe semplicemente essere dovuto a differenze di quello che i bambini stavano assistendo al al momento della registrazione. Infatti, uno studio ha registrato EEG, mentre i neonati guardavano una donna che canta mentre si tiene un oggetto <supclass = "xref"> 11. potere EEG Infant variava a seconda che il bambino prestato attenzione alla donna o l'oggetto. Questo dimostra sia la natura funzionale del potere EEG infantile per valutare le basi neurali di interazione sociale e anche l'importanza metodologica di utilizzare condizioni controllate durante la registrazione EEG.

L'interazione sociale è complessa e sfaccettata. Pertanto, se EEG è stato registrato durante un'interazione naturalistico, potrebbe essere difficile tease oltre l'elaborazione neurale di diversi aspetti della interazione (ad esempio, la lingua dell'udito, interagenti faccia a faccia, o impegnati in attenzione congiunta). Una strategia per affrontare questo problema coinvolge comprese diverse condizioni che ogni coinvolgono un certo aspetto di interazione sociale. Così, questo paradigma è progettato per confrontare sistematicamente come dell'EEG varia a seconda del tipo di input specifico sociale.

Il segnalati entro soggetti paradigma comporta recording infante EEG durante 4 condizioni. Le condizioni sono state progettate sia per esaminare la natura funzionale del potere EEG infantile – come varia a seconda del contesto registrazione – e valutare i ruoli di tipi specifici di ingressi sociali. In primo luogo, una condizione non sociale è stato incluso in cui il bambino ha visto gli oggetti su due schermi di computer. Presentando oggetti su schermi di computer invece di avere uno sperimentatore manipolare un oggetto, questa condizione è chiaramente non sociale e non comporta forma di input sociale. Successivamente, una condizione di attenzione congiunta è stato incluso in cui lo sperimentatore ha diretto l'attenzione del bambino di immagini e ha parlato delle immagini. La condizione di attenzione congiunta comporta quindi tre tipi di input sociale: faccia a faccia di interazione, di ingresso di lingua, e il componente aggiuntivo di attenzione congiunta. Pertanto, le condizioni di attenzione non sociali e congiunte differiscono su tre dimensioni (faccia a faccia di interazione, lingua di immissione, e la presenza di attenzione congiunta). Pertanto, qualsiasi differenze in dell'EEG tra le condizioni di attenzione non sociali e comuni potrebbero essere attribuibile a una di queste tre ingressi sociali. Pertanto, 2 condizioni sono state aggiunte a tease oltre quale aspetto dell'ingresso sociale spiegato eventuali differenze osservate nell'attività neurale tra le condizioni di attenzione non sociali e congiunte. Per valutare l'effetto del linguaggio, una condizione linguaggio solo è stato incluso in cui il bambino poteva sentire il commento sperimentatore sulle immagini sui computer, ma non riusciva a vedere lo sperimentatore. Così, se il potere EEG era simile durante l'attenzione congiunta e le condizioni di lingua solo rispetto alla condizione non sociale, questo effetto potrebbe essere attribuito al linguaggio. Infine, per valutare l'effetto di interazione faccia a faccia, una condizione impegno sociale è stato incluso in cui lo sperimentatore era faccia a faccia con il neonato e contingente impegnato con il bambino. Se il potere EEG era simile durante l'attenzione congiunta e condizioni di impegno sociali rispetto al ncondizione onsocial, la differenza tra l'attenzione congiunta e condizioni non sociali potrebbe essere attribuito alla faccia a faccia interazione. Se la differenza tra l'attenzione congiunta e le condizioni non sociali non è stato spiegato dal linguaggio-only e condizioni sociali di fidanzamento, questo suggerirebbe che la presenza di attenzione congiunta specificamente era spiegare le differenze nel potere EEG. Questo paradigma è stato pilotato con 12 mesi di età i bambini, in quanto questo è un tempo in cui la capacità di attenzione congiunta è ben consolidata 12. Inoltre, l'attenzione congiunta durante questo periodo è particolarmente importante per lo sviluppo del linguaggio nel 2 ° anno di vita 13, 14, così attivazione neurale in questo contesto è di particolare interesse a questa età.

Il paradigma è progettato per mantenere l'interesse infanti garantendo al contempo che le condizioni sono standardizzate e differiscono solo per il tipo di socingresso ial. Ciascuna delle quattro condizioni viene ripetuto una volta per un totale di otto blocchi, che si alternano tra sperimentatore essere presente (attenzione condivisa e condizioni di impegno sociali) o assenti (condizioni non sociali e linguistiche sola). Per mantenere la coerenza, le fotografie degli oggetti sono presentati in tutte le condizioni e gli stessi discorsi vengono utilizzati in blocchi. Durante ogni blocco, 10 fotografie di oggetti non sociali sequenza appaiono sullo schermo del computer. Ci sono 10 categorie di oggetti (ad esempio, fiore, guanti) e quattro colori di ogni oggetto. Pertanto, gli stessi 10 categorie di oggetti sono presentati in ogni blocco con il colore degli oggetti variabili di tutti i blocchi. Gli stimoli sono stati selezionati per essere interessante per i bambini. Durante le condizioni di joint-attenzione e lingua sola, lo sperimentatore fa un enunciato sceneggiato come appare ogni oggetto sullo schermo. Ci sono 10 espressioni specifiche (con le indicazioni specificate per puntare lo schermo del computer a sinistra oa destra nel giuntocondizione di attenzione). Esternazioni sono gli stessi per l'attenzione congiunta e le condizioni lingua sola, ma si dice in un ordine variabile per mantenere l'interesse dei neonati e per evitare che associa categorie particolari di oggetto con particolari espressioni. L'ordine degli enunciati è lo stesso per il primo blocco attenzione congiunta e primo blocco di lingua sola. L'ordine cambia poi per la seconda attenzione congiunta e blocca lingua sola. Infine, la direzione di puntamento varia per ogni blocco attenzione articolare e pseudo-casuale in modo che i bambini non può prevedere la direzione.

Protocol

Tutte le procedure sono state approvate dalla University Institutional Review Board Boston (IRB). 1. Reclutamento Identificare i potenziali partecipanti attraverso banche dati dei partecipanti (se disponibili), attraverso atti di nascita dello stato a disposizione del pubblico, attraverso la pubblicità on-line, e attraverso eventi di reclutamento faccia a faccia. Chiama potenziali partecipanti e invitarli a partecipare allo studio. Spiegare che lo studio sta gu…

Representative Results

Infant Behavior Looking I risultati rappresentativi sono da 73 x 12 mesi vecchi bambini 12. Le condizioni erano efficaci nel modificare il comportamento di sguardo neonati 16. Nella condizione di impegno sociale, i bambini hanno trascorso la maggior parte del tempo a guardare lo sperimentatore, come previsto (in media, 60.06% del tempo durante la condizione di impegno sociale). Inol…

Discussion

In primo luogo, è fondamentale che l'applicazione rete sia corretta e che impedenze vengono abbassati. In secondo luogo, è importante spiegare al padre ciò che l'applicazione rete EEG e paradigma comporterà e come il genitore può aiutare a calmare il bambino, se esse sono pignola senza parlare o un contatto visivo con il bambino, che avrebbe offuscare i confini tra la condizioni sociali e non sociali. Inoltre, istruire i genitori a tenere i neonati di tirare in rete, che può influenzare i dati di EEG e cau…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Ringraziamo Ryan Johnson e Leah Miller per la loro assistenza nella raccolta dei dati.

Materials

EEG Amplifier EGI N/A We used a net amps 300 system. Contact EGI for more information or to purchase. https://www.egi.com/
EEG Sensor Nets EGI N/A We used HDGSN 130 nets with 128 channels in pediatric sizes. Contact EGI for more information or to purchase. https://www.egi.com/clinical-division/geodesic-sensor-nets
EEG Recording Software Netstation N/A Contact EGI for more information or to purchase. https://www.egi.com/clinical-division/net-station
EEG Recording Computer Apple N/A An apple computer is required to run the Netstation software. The operating system just has to match the version of Netstation used.
Stimulus Presentation Computer Dell N/A E-Prime 2.0 is compatible with PCs running Microsoft Windows
XP SP3, Vista SP1, 7 SP1, 8/8.1 and 10
Stimulus Presentation Software – E-Prime 2.0 Professional Edition Psychology Software Tools, Inc. http://www.psychology-software-tools.mybigcommerce.com/e-prime-2-0-professional/
Stimulus Presentation Monitors Dell N/A LCD monitors are appropriate.
Potassium Chloride Sigma-Aldrich http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/p9541?lang=en&region=US
Pipettes Karter Scientific Labware Manufacturing Co. http://www.kartersci.com/7ml_Volume_3ml_Graduated_Transfer_Pipette_Karter_p/206h2.htm
Disinfectant-Control 3 Disinfectent Germicide Maril Products Inc https://www.amazon.com/Control-Disinfectant-Germicide-Cntrl3-Concntr/dp/B007AZ37VC
EEG Processing Software MATLAB https://www.mathworks.com/products/matlab/
Data Analysis Software SPSS https://www.ibm.com/marketplace/cloud/statistical-analysis-and-reporting/purchase/us/en-us#product-header-top
Coding Software – The Observer XT Noldus http://www.noldus.com/
General Note: This equipment list includes what was used in the presented study, however other systems and products with the same capabilities are also appropriate.

Referências

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St. John, A. M., Kao, K., Chita-Tegmark, M., Liederman, J., Grieve, P. G., Tarullo, A. R. A Within-subjects Experimental Protocol to Assess the Effects of Social Input on Infant EEG. J. Vis. Exp. (123), e55596, doi:10.3791/55596 (2017).

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