Summary
この新しいプロトコルは、乳児の社会的相互作用の神経基盤を評価するために設計されています。パラダイムは、言語、共同注意、および対面相互作用などの社会入力が乳児神経の活性化にどのように関係するか、様々な離間いじめるように設計されています。幼児EEGパワーは、社会的、非社会的条件の両方の中に記録されます。
Abstract
乳幼児が社会的に相互に作用しながら、乳児の脳の発達のための社会的相互作用の重要性にもかかわらず、少し研究は、機能的な神経の活性化を評価しました。脳波（EEG）の電力は、乳児機能神経の活性化を評価するための有利な技術です。しかし、多くの研究記録幼児唯一のベースライン状態時の脳波。このプロトコルは、包括的に差次乳児EEGにどのように関係するか、異なる社会的入力の種類離れ乳児EEGの両方の社会的、非社会的文脈における活性ならびにいじめを評価するために設計されたパラダイムを記述する。被験者内パラダイムは4つの制御された条件を含んでいます。非社会的条件では、乳児はコンピュータ画面上のオブジェクトを表示します。共同注意条件は、画像に乳児の注意を向ける実験を必要とします。言語、対面の相互作用、および共同注意の有無：共同注意条件は、社会的な入力の3種類が含まれています。違い非社会的および共同注意条件間の乳児EEGに入力これらの3つのタイプのいずれかが原因である可能性があります。したがって、2つの追加条件（実験者が画面の背後に隠れている間言語入力を有するものと対面相互作用を有するもの）は乳児神経活性化のパターンで駆動コンテキスト要因を評価するために含まれていました。代表的な結果は、幼児EEG電力の機能的な性質をサポートする、脳領域の両方によって、全体と差別、条件によって変化させること幼児EEGパワーを発揮します。この技術は、それが明らかに社会的または非社会的な条件を含むことに有利であり、社会的な入力の特定のタイプは、EEG電力の関係についての検討を可能にします。このパラダイムは、社会経済的地位を、時代にどのように個人差を評価に影響するために使用することができ、かつ親と幼児の相互作用の質が社会の脳の発達に関連しています。幼児EEG力の実証された機能的性質に基づいて、今後の研究では、SHOULDは明らかに社会的または非社会的ですEEG記録コンテキストと設計条件の役割を検討します。
Introduction
社会的相互作用は、乳児の神経発達1、2のために重要です。最近の研究は、社会的脳3、4の開発に注力し始めているものの、社会的な関与に関わる神経回路のプロセスはよく理解されていません。報告された方法の目的は乳児脳波（EEG）電源、神経通信から解放電圧の測定値が、制御された社会的、非社会的コンテキストにどのように変化するかを評価することでした。この方法は、差動神経の活性化にどのように関係するか、特定の社会的な入力の側面の評価を可能にし、機能的な神経の活性化を評価する際に記録コンテキストの役割を検討するために、将来の研究のための意味を持っています。
EEGは、それが幼児運動に非侵襲的かつ堅牢であるとして、幼児の脳の活動を測定するために非常に適し方法です。電極からなるキャップをPニューロンの通信中に放出された大脳皮質からの電気的活動を記録するために、乳児の頭の上に混入。 EEGパワーは、ある期間にわたって各電極部位における電圧の測定値です。 EEGは、神経活動の機能的尺度であり、従って、部分的にEEGを記録した下即時コンテキストを反映しています。 、その機能的性質のために、EEGパワーは、被験者内デザインを使用してコンテキストを横切って、従って、インデックスコンテキスト固有の活性化と比較する可能性を有します。したがって、EEGは、具体的には、コンテキスト固有の活性化のより一般的に社会的相互作用の神経基盤の両方を評価するために使用することができます。幼児EEGは、多くの場合、1つの条件のみの間に記録されているようしかし、この可能性は完全には実現されていません。
多くの研究は、常に明確に社会的、非社会的入力を区別しない「休止状態」またはベースライン、中に乳児EEGパワーを記録しています。いくつかのケースでは、EEGは幼児として記録されますSは、実験者がビンゴホイール5、6、7を回転時計実験ブローを見る8を気泡や実験者はガラガラ9、10を振る時計。しかし、乳児は実験者またはオブジェクトのいずれかに参加することができ、かつ幼児特性は、彼らが彼らの注意を向けどのように影響を与える可能性があります。このように、彼らは実験に参加している場合、一部の乳児のためのベースラインは、社会的な可能性があり、それらが対象に主に出席した場合、他の幼児のためのベースラインは、非社会的である可能性があります。 EEG記録コンテキストを反映したように、研究者が原因の乳児は記録時に出席していたものの違いとして、安定または単に可能性があり、発達意味の解釈可能性があるベースラインEEGの個人差を観察しました。オブジェクトを保持しながら、幼児が女性の歌を見ながら実際に、一つの研究は、脳波記録しました 社会的相互作用は複雑かつ多面的です。 EEGは自然の相互作用の間に記録された場合そのため、（ 例えば 、言語聴覚対面相互作用、または共同注意に従事）の相互作用の異なる側面の神経処理を離れていじめるすることは困難かもしれません。この問題に対処するための戦略は、それぞれが社会的相互作用の特定の側面を伴うさまざまな条件を含むが含まれます。したがって、このパラダイムは、EEGパワーが社会入力の特定の種類に応じてどのように変化するかを体系的に比較するように設計されています。 報告された被験者内パラダイムは、RECが含ま4つの条件の間に乳児EEGをオルディング。それは記録コンテキストに応じてどのように変化するか - - 条件が幼児EEG電力の機能的な性質を調べるために、両方を設計し、社会的な入力の特定の種類の役割を評価すること。幼児が2つのコンピュータの画面上のオブジェクトを見たところまず、非社会的条件が含まれていました。コンピュータ画面上のオブジェクトを提示する代わりに、実験者は、オブジェクトを操作有することによって、この条件は、明らかに非社会的であり、社会的な入力のno形式を伴いません。実験者が画像に乳児の注意を向けられ、絵の話どこ次に、共同注意条件が含まれていました。対面相互作用、言語入力、及び共同注意の追加成分：共同注意条件は、このように、社会的入力、3つのタイプを含みます。したがって、非社会的及び共同注意条件は、三次元（対面相互作用、言語入力、及び共同注意の存在）に異なります。したがって、任意の差分非社会的および共同注意条件間のEEGパワーのerencesは、これらの3つの社会の入力のいずれかに起因する可能性があります。したがって、2つの追加条件は、非社会的及び共同注意条件の間の神経活動の任意の観察された差異を説明している社会的入力の局面離れいじめるために含めました。言語の影響を評価するために、言語唯一の条件は、幼児がコンピュータ上の写真の実験者のコメントを聞くことができるが、実験者を見ることができなかった場所を含めました。 EEGパワーが非社会的条件に比べて共同注意および言語のみ状態の間類似していた場合にこのように、この効果は、言語に起因し得ます。実験者は乳児と対面し、偶発的に乳児に係合さここ最後に、対面の相互作用の効果を評価するために、社会的な係合条件が含まれていました。 EEGパワーはNに比べ共同注意および社会係合状態時に類似していた場合onsocial条件、共同注意と非社会的条件の違いは、対面の相互作用に起因する可能性があります。共同注意と非社会的条件の差は、言語専用で、社会的なエンゲージメント条件では説明されなかった場合、これは共同注意の存在は、特にEEGパワーの違いを説明していることを示唆しています。これは、共同注意のための容量はウェル12を確立されている年齢であるとして、このパラダイムは、12カ月齢の乳児で操縦ました。また、この期間中に共同注意は人生13、14の2 年目での言語発達のために特に重要であるので、この文脈では、神経の活性化は、この年齢で特に興味深いものでした。 また、条件が標準化されていることを確認し、SOCのみのタイプが異なっている間パラダイムは乳児の関心を維持するように設計されてIAL入力。 4つの条件のそれぞれは、実験の間に交互に存在する（共同注意および社会係合条件）または不在（非社会的及び言語のみ条件）である8つのブロックの合計回繰り返されます。一貫性を維持するために、オブジェクトの写真は全ての条件で提示され、同一の発話は、ブロック全体で使用されています。各ブロックの間に、非社会的オブジェクト10枚の写真は、コンピュータの画面上に順次表示されます。オブジェクト（ 例えば、花、手袋）の10個のカテゴリーと、各オブジェクトの4色があります。したがって、オブジェクトの同じ10個のカテゴリがブロックを横切って変化するオブジェクトの色を有する各ブロックに示されています。刺激は、幼児のために興味深いものにするために選択しました。各オブジェクトは、画面に表示される共同注意と言語のみの状態の間、実験者はスクリプト発声します。関節における左右コンピュータ画面を指し示すために、指定された方向と10回の特定の発話が（ありますアテンション状態）。発話は、共同注意および言語のみの条件で同じであるが、幼児の興味を維持し、特定の発話でオブジェクトの特定のカテゴリを関連付ける防止する変数順序に言われています。発話の順序は、第一関節注目ブロックと第一言語のみのブロックについても同様です。順序は、第2の共同注意と言語のみのブロックのために変更されます。最後に、ポインティングの方向は、各関節注目ブロックの変化と幼児が方向を予想することができないように、擬似ランダム化されます。
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Protocol
すべての手順は、ボストン大学の治験審査委員会（IRB）によって承認されました。
1.募集
- 公に利用可能な状態の出生記録を通じて、オンライン広告を通じて、および対面募集のイベントを通じて、参加者データベース（利用可能な場合）を介して潜在的な参加者を識別します。
- 潜在的な参加者を呼び出し、研究に参加するためにそれらを招待します。
- この研究は、社会的な経験を見て、どのように脳の発達に関係していることを説明します。
- 訪問は柔らかいスポンジで作られた伸縮性のあるキャップを使用して幼児の脳活動の測定値を取得するためにEEGを使用して関与することを説明してください。幼児がコンピュータモニタ上の写真を見て、実験者といないいないばあを再生しながら、親の膝の上に座って、これは脳の活動を見ることができるということだろうと説明してください。
- 訪問はどのくらい続き、ほとんどのコがある時はいつでも訪問がスケジュールすることができますことを説明乳児のスケジュールに基づいて、親のためのnvenient、。 （いずれかが提供されている場合）と補償について（無料の駐車場や償還が公共交通機関のためにそこにあるかどうか、など ）交通機関のオプションについての情報を提供します。
2.訪問を実行します
注：幼児は、アラート、よく休養になります時間のための訪問をスケジュールします。 2人の実験者が用意します。リード実験者はネットアプリケーションを実行すると、脳波記録中の状態を管理します。第二実験者は、ネットアプリケーションを支援EEG記録と刺激提示のコンピュータを制御し、それが記録されているとして、生のEEGを監視します。
- 研究室では、設定します
- EEG信号との干渉を防止することができる場合は、電気的に遮蔽ブースにEEGを記録します。
- ブースでは、テーブルの上に（14.5×12インチの）二つの隣接するコンピュータモニタを置きます。モニターに18インチを配置離れてね。 24テーブルからインチとコンピュータのモニタが直面している（ここで、親と幼児が座って）椅子を置きます。テーブルやブースの奥壁との間に少なくとも24インチを残す（その実験者は乳児が直面しているテーブルの後ろに立つことができます）。椅子とテーブルがコンピュータのモニタは、乳児の目の高さであるような高さであることを確認してください。
- 親と幼児が座って椅子に向け、テーブルの両側に地面に2つのスピーカーを配置します。
- テーブルの下に三脚ビデオカメラを置き、幼児の顔は、クリアな視界であるように上を向きます。
- 実験者が背後に立つために非社会的および言語のみの条件の間に乳児の観点から非表示にするために、テーブルのすぐ後ろに不透明なカーテンを掛けます。
- ブースでのガラガラ、小さなぬいぐるみ、および穀物を置きます。すべての参加者のための同じガラガラと動物を使用してください。
- FAMを歓迎ILY
- 到着時に、親に開始する前に、乳児を供給し、変更する機会を提供します。
- 情報に親の同意を得ます。
- EEGとパラダイムを説明します。
- EEGは脳の活動を測定暖かい水に浸している柔らかいスポンジ製のネットを伴うことを説明します。 EEGネットが何かを発するが、ちょうど互いに通信、脳内の神経細胞から放出される電気的活動を測定していないことを説明します。
- 幼児が画面上に絵を見て、実験者と相互作用する親に知らせます。
- 時々、実験者が視界から隠されカーテン、の後ろになることを説明します。それは、このような幼児に話したり、対面接触を行うよう、幼児との社会的ではないと親のために重要であることを強調。
- （20分は長い時間がかかることがあることを説明し、幼児が退屈かうるさい取得した場合、親は彼におもちゃを与えることができる例えば、ガラガラやぬいぐるみのANIMAL）または穀物。
- 親にネット申請手続きを説明します。
- EEGネットが水泳キャップのようなもので、幼児は、一般的に帽子を好きではないということを親に通知します。
注：実験者が上のネットを置くと、ほとんどの乳児は大騒ぎとネットをやってのけるしようとします。心配して、これは正常であり、幼児は、一般的にネットに慣れることを強調、泣いて停止し、すぐに沈静化していない親に知らせます。 - 彼らの助けは幼児がネットを引っ張らず、幼児がそっと離れネットから自分の腕をプッシュするために、彼らの頭に向けて腕を上に移動した場合に確認することが重要である親に説明してください。
- 実験者は非常に迅速にネットを置くで実施されていることを説明します。第二実験者がガラガラとぬいぐるみを使ってネットアプリケーションの間に幼児をそらすだろうことを説明します。
- 彼らは時間を取るためにEEGネットを身に着けている彼らの幼児の撮影した写真をご希望の場合は、親に尋ねますOME。
- ネットが削除された乳児の頭の上に小さな円のように見えるかすかな圧力マークがあるかもしれないことを親に通知し、彼らはすぐにフェードインすること。また、乳児の髪が少し湿っなることを言及。
注：この研究のために、親は$ 40補償ました。
- EEGネットが水泳キャップのようなもので、幼児は、一般的に帽子を好きではないということを親に通知します。
- Netアプリケーション
- ソフト巻尺を使用して最も広いポイントで、CMでの乳児の頭を測定します。適切なサイズのEEGネットを選択してください。
- 電子レンジで3分間電解液（6 CCの塩化カリウム（KCl）/ L蒸留水）。ベビーシャンプーのティースプーンを追加します。
- 加熱された電解質溶液中で10分間;（64リードネットも好適である。この研究では、128リードネットを使用した）正しいサイズの高密度ネットを浸します。これは、頭皮と電極との間の電気的接触を容易にします。
- 電解液をピペットを記入し、ブースに入れます。
- 余分な水分をオフなでるためにタオルを使用して、ブリッジングを防ぐために、ネットから。タオルの上にネットを運び、親にネットを示しました。 （興味があれば）親がネットに触れています。
- 親は自分のラップで乳児とブースに椅子に座っています。
- 幼児が動揺になることがあり、親を思い出させる、これが正常であること。第二実験者がガラガラとぬいぐるみと乳児をそらすます親を思い出させます。触れたり、ネットを引っ張るから幼児を保つために親を思い出させます。 EEG記録中の乳児との社会的相互作用に従事していない親を思い出させます。
- ネットの内側に両手を置き、そっとネットを伸ばし、それが乳児の頭の上に収まるように、それを下げます。頭の頂点にCzを電極を配置してください。位置決め中のネットの内側に両手を保管してください。
- ネットは、乳児の頭の上に配置されたとき、ネットの内側から手を削除して、ネットが安全であるように、ヒゲを締めます。 Cのためのネットを点検orrect位置付け、必要に応じて調整を行います。
- EEG記録ソフトウェアを使用して、電極のインピーダンスを測定する（ハイインピーダンスシステムを使用する場合、各電極は、50kΩの下にあるべきです）。接触不良で、電極への数滴を絞ることによってピペットを使用して電解液を管理します。必要に応じて電極が頭皮との良好な接触になるように、優しく幼児の髪を移動します。
- インピーダンスが許容レベルになると、インピーダンス情報を保存します。
- 脳波記録
- 記録パラメータ
- 製造業者の仕様に従ってレコードデータ。示されるデータは、500 Hzで全チャンネルからサンプリングしました。
- 刺激プレゼンテーション
- （ - 2.0 S 0.5）可変刺激間間隔で、14.5秒 - 13.0コンピュータモニタ上のオブジェクトの10枚のカラー写真のシリーズを提示します。両方の画面で同じ写真を表示します。 SIとして写真を提示画面の中央にmilarサイズ（各ブロックでの刺激と刺激ファイルのリストのための補足資料を参照してください）。
注：微妙と簡単なクリック音が発症を刺激するために実験者に警告します。写真は、共通の非社会的オブジェクト（ 例えば、花、手袋）及びブロックにわたって繰り返されるオブジェクトの同じ10個のカテゴリです。カテゴリ内の個々のオブジェクトは、色の点で異なります。ブロックを横切るそれらの分布が相殺され、同じ色が乳児の視聴体験（例えば図1参照 ）の一貫性を維持するために、各ブロックに表されています。
- （ - 2.0 S 0.5）可変刺激間間隔で、14.5秒 - 13.0コンピュータモニタ上のオブジェクトの10枚のカラー写真のシリーズを提示します。両方の画面で同じ写真を表示します。 SIとして写真を提示画面の中央にmilarサイズ（各ブロックでの刺激と刺激ファイルのリストのための補足資料を参照してください）。
- 条件
- コンピュータの画面やテーブルの後ろのブースに入り、乳児に直面しています。
- 幼児が実験者を見ることができるように共同注意と社会の関与条件の間にカーテンを開きます。実験者は、非社会的およびラ中に乳児の視界から隠されているので、カーテンを閉めnguage-条件のみ。
- 非社会的、共同注意、社会的関与、および言語のみ：4つの条件を管理します。 8つのブロックの合計2回の条件を提示。幼児の注意を維持するために、2.5分間の各ブロックを管理します。
- 次の順序でブロックを管理する：社会的関与、非社会的、共同注意、言語だけで、共同注意、非社会的、社会的関与、および言語のみ。コンピューター上で白い画面を提示し、次のブロックを開始するために実験者に警告するために鐘の音を使用しています。
- 社会的な係合のために、コンピュータのモニタの間にテーブルの上に傾きます。対面幼児とのこと。 （同一のオブジェクトが出現し続けて）幼児が画面に焦点を当てないように、乳児の注意を維持します。唯一の条件を通して幼児を見てください。画面を見たりポイントはいけません。
注：写真で乳児ポイント場合は、乳児の注意bを引っ張ってみてくださいACKが、幼児の視線に従っていません。共同注意が存在しないことを確認してください。正の影響を与え、偶発的に応えています。各ブロックでは、手の動き、（ 例えば、静かな湖畔の森の影から、バスの車輪）と子供たちの歌を歌い、ピーカブーを再生します。幼児の関心を維持するために必要に応じて適応します。ブロック全体で正の影響を与え維持します。 - 非社会的条件のために、（幼児ビューから非表示にする）カーテンの後ろに行きます。状態全体で静かに滞在。
- 共同注意条件のため、コンピュータのモニタの間にテーブルの上に傾くと対面幼児有すること。モニター上の画像に乳児の注意を向けや写真にコメント。 表1に記載したように各試験用の発話やポインティング方向の指定されたスクリプトに従います。ブロックと各試行のための具体的な発話のリストについては、表1を参照してください。
- 各トリアの開始時lは、幼児とのアイコンタクトを作り、幼児が見えるまで、乳児の注目を集めるための入札を継続します。同時に各試験のための特定の発声を言いながら、予め指定された方向に回転（左または右）、適切な画面を見て、ポイント画像です。
- 幼児の背中を見て、裁判が終わるまで絵や幼児の顔との間の代替視線に進みます。
- 言語のみの状態の場合は、カーテンの後ろに移動して、コンピュータ画面上の写真にコメント。各試験のために、表1に列挙された指定された発話従う（ 表1;言語のみ）。共同注意条件のような声の同じトーンを使用してください。
- 社会的な係合のために、コンピュータのモニタの間にテーブルの上に傾きます。対面幼児とのこと。 （同一のオブジェクトが出現し続けて）幼児が画面に焦点を当てないように、乳児の注意を維持します。唯一の条件を通して幼児を見てください。画面を見たりポイントはいけません。
- 次の順序でブロックを管理する：社会的関与、非社会的、共同注意、言語だけで、共同注意、非社会的、社会的関与、および言語のみ。コンピューター上で白い画面を提示し、次のブロックを開始するために実験者に警告するために鐘の音を使用しています。
- 記録パラメータ
図1：非社会的オブジェクトの例。オブジェクトの種類（花）は、Tであります同じブロック間彼が、色が変化します。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
| 1.社会貢献活動（オープンカーテン）：乳児の注意を維持します。乳児に暖かく話し、偶発的に反応します。戦略は、インタラクティブな子供のようにitsy-bitsyスパイダーなどのジェスチャーと歌、そしてバスの車輪が含まれます。 |
| 2.非社会的（カーテンが閉じた状態）：静かな滞在します。 |
| 3.共同注意（カーテンオープン） |
| 右画面でR =一見。 L =左の画面を見てください。実験者の権利を指定します。 |
| こっちにクールな絵で1を見て！あなたはそれがあまりにもクールな絵だと思いますか？ （R） |
| 2. I本当にこっちにこの絵のように。どう思いますか？ （L） |
| 3.こんにちは、両方が一緒に、この画面を見てみましょう！あなたは私が指してる絵を見ることができますか？ （L） |
| 4.うわー、この絵は本当に素晴らしいです！あなたも絵が好きですか？ （R） |
| 5.ねえ、こっち見て！それは愚かな絵ではないですか？ （L） |
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| 8.こんにちは、両方が一緒に、この画面を見てみましょう！あなたは私が指してる絵を見ることができますか？ （R） |
| 9.うわー、この絵は本当に素晴らしいです！あなたも絵が好きですか？ （L） |
| 4.言語のみ（カーテンが閉じ） |
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| 10.ねえ、こっち見て！それは愚かな絵ではないですか？ |
| 5.共同注意（カーテンオープン） |
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| 6.非社会的（カーテンが閉じた状態）：静かな滞在します。 |
| 7.社会貢献活動（オープンカーテン）：乳児の注意を維持します。乳児に暖かく話し、偶発的に反応します。 StrategiESは、このようなitsy-bitsyスパイダーなどのジェスチャー、およびバス上のホイールでインタラクティブな子供の歌が含まれています。 |
| 8.言語のみ（カーテンが閉じ） |
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表1：ブロックとスクリプトの順序。
- 掃除
- EEG記録に続き、幼児の頭からネットを削除します。
- 製造業者のプロトコルに従ってネットを消毒。
- EEG記録ファイルを保存します。プログラムが自動的にパラダイムの最後に閉じたときに、このパラダイムでは、EEG記録ファイルが自動的に保存されます。
- 脳波データ処理
- ノッチは60Hzで生EEGデータをフィルタリングした後、0.1ヘルツのハイパスフィルタを適用します。
- セグメント短い長さのエポックに生データ。
注：目標は婚約の異なる状態の間、乳児EEG力を評価することであったとして、このパラダイムは、30秒エポックにデータをセグメント化。あまりにも多くのデータの損失が懸念される場合は、短いエポックは、次のような1から3秒を使用することができます。 - 各エポックのアーティファクト拒絶反応を実行します。ルートは、EEG電圧データの正方形175μVを超えて又は増幅器はエポック内の任意の時点で飽和されている場合を意味する場合には、各エポックから電極を除外する。さらなる分析から> 20除外した電極とのエポックを拒否します。残りの電極の平均基準にEEGを再度参照します。
- 選択された周波数帯域のための各エポック内の各電極のためのEEGパワーを計算するために、フーリエ変換を使用します。関心領域のためのEEGの電力平均値を計算します。平均良いですエポックは各条件、領域、及び周波数帯域の平均パワー値を得ました。自然対数を用いた電力変換値を記録します。
注：幼児が与えられた条件で使用可能なEEGデータを持っているために、彼らはその条件でのデータの少なくとも一つの使用可能な30秒エポックを持っている必要があります。このプロトコルは、液-生理食塩水ベースの電極を有する高密度EEGシステム（ 材料表を参照）を使用して開発されました。その他のEEGシステムが適切であるが、特定の手順が異なる場合があります。
- 幼児ルッキング行動16のコーディング
- 動画のフレーム・バイ・フレーム（秒ごとに30 番目 ） をコードする能力を行動コーディングソフトウェアを使用してください。各ブロックの開始は、（ 例えば、パラダイムのブロック遷移を示してベル音を使用する）際にマークするために、各幼児のビデオファイルにコードを追加します。
注：共同注意のブロックについて、各試行の始まりをマークし、DIR（パラダイムであるトライアル開始音を使用）（;方向各試験における実験点を概説スクリプトを使用左または右）実験ポイントはection。 - 乳幼児が社会的関与と共同注意条件の中に見えるコード。
注：たとえば、本研究ではコード（またはイベント）の一部が含ま：幼児は親の顔を見て」、「幼児が実験者を見て」、「幼児右の画面を見ている」、「乳児は左の画面を見ています」他の場所で見ている」、 『幼児』（ 例えば、幼児がスクリーン、実験者、または親以外の場所を見ているとき）、および『（幼児は、カメラの視野の外にいたとき）』行方不明。評価者間信頼性を評価するためのビデオの0.80カッパとダブルコードの20％の信頼限界まで電車コーダ。 2つのコーダーは、同じ期間に同じ見て行動をコーディング程度を評価するためのコーディングソフトウェアを使用してください。発症またはオフセットするように1秒の許容ウィンドウを使用します互いの1秒以内探し行動が合意として採点されます。 - 社会的な締結状態で幼児探しの挙動を定量化します。
- ソーシャル・エンゲージメントブロックの合計時間のうち、（社会的関与ブロック×100の実験/総時間を見ている時間）幼児が実験を見た時間の割合を計算します。この変数のインデックスはどの程度幼児が意図したとおりように、社会の係合状態に従事する、実験者に出席します。
- 共同注意条件で幼児探しの挙動を定量化します。
- 幼児が実験のポイントと視線を追った時間の割合を評価します。
- 実験者が左指摘したときに、ビデオの時間を秒単位で選択します。その時間ウィンドウ内では、幼児が左画面と右画面を見て時間を計算します。次に、実験者は右の指摘時間を選択し、時間を計算します幼児は、左画面と右画面を見ました。
- 幼児が正しい画面（実験者が左指摘し、幼児が左画面を見て、実験者は、右の指摘や幼児が右の画面を見て時間すなわち時間）を見て時間を合計します。
- 幼児が誤ってスクリーン（実験者が左指摘し、幼児が右の画面を見て、実験者は、右の指摘や幼児が、左画面を見て時間すなわち時間）を見て時間を合計します。
- 幼児は共同注意ブロックの合計探している時間のうち、正しい画面と間違った画面を見た時間の割合を計算します。この変数のインデックスはどの程度に幼児を正確に共同注意のための実験者の入札を行いました。
- 幼児が電子見共同注意のブロックのうち時間の割合を計算しますxperimenter。
- 幼児が正しい画面と実験者を見て過ごした時間の割合を合計します。この変数インデックス幼児は共同注意に従事している程度。
- 幼児が実験のポイントと視線を追った時間の割合を評価します。
- 動画のフレーム・バイ・フレーム（秒ごとに30 番目 ） をコードする能力を行動コーディングソフトウェアを使用してください。各ブロックの開始は、（ 例えば、パラダイムのブロック遷移を示してベル音を使用する）際にマークするために、各幼児のビデオファイルにコードを追加します。
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Representative Results
幼児ルッキング行動
代表的な結果は、73×12カ月齢の乳児12からです。条件は、乳児の探し行動16を変更することに有効でした。意図したように、社会の係合状態では、幼児は、実験者を見ている時間の大半を費やした（平均で、社会的な締結状態中の時間の60.06パーセント）。さらに、すべての幼児は、実験時間の50％以上を見ました。共同注意条件では、乳児は正確に実験者の視線とポインティングを追っ：乳児は実験者が不正な画面に比べて指摘していた正しい画面を見ているより多くの2.88倍を費やしました。乳児はまた、両方の実験の平均67.93パーセントの正しい画面（見て時間の量として定義される、共同注意に従事する時間の大半を費やし、MOため詳細再、元の記事16）を参照してください。パラダイムはまた、さまざまな気質の幼児の間で幼児の関心を維持するのに有効でした。親レポート測定値17と各条件について使用可能なEEGデータの量で評価されるような具体的には、幼児の気質との間には関係がありませんでした。これは、パラダイムは、気質の個人差に応じて、使用可能なEEGデータの異なる量を得るためにバイアスされていないことを示しています。
脳波データ分析戦略
反復測定は、本研究で使用した反復測定とボンフェローニ補正と事後比較として条件と領域と分散（ANOVAを）の分析します。しかし、混合モデリングも適切です。彼らはいくつかの寸法に異なるように、初期モデルでは、共同注意と非社会的条件が含まれていた：共同ATTを非社会的条件は、これらの入力のどれを持っていない間entionは、言語、対面の相互作用、および共同注意の存在を含んでいます。個別のモデルは、各周波数帯域のために使用されました。条件と条件の主効果や相互作用は、この初期モデルで観察されたときはいつでも、モデルが2回繰り返された：かつてのソーシャルエンゲージメント条件を追加した言語のみの状態と第二の時間を追加します。これは、社会的な入力の寸法は共同注意と非社会的条件との間のEEGパワーの差を説明するかを決定することです。モデルでの言語のみの条件を含めると、言語入力が共同注意と非社会的条件の間にEEGパワーの違いを説明するかどうかを評価することです。両方の言語のみと共同注意条件におけるEEGパワーは非社会的条件と異なる場合、これは共同注意と非社会的条件の差が部分的LANGUの神経処理によって説明されていることを示唆しています年齢入力。モデルの社会の係合状態を含めると対面相互作用が共同注意と非社会的条件の間にEEGパワーの違いを説明するかどうかを検討することです。社会的な関与と共同注意の条件の両方におけるEEGパワーは非社会的条件と異なる場合、これは対面相互作用が共同注意と非社会的条件の違いを説明することを示唆しています。
EEGパワー
提示パラダイムを検証予想パターン16に条件によって変化乳児EEGパワー（全体および領域内の両方）。 6 Hzから6 - -広く幼児研究6、18、19、20で使用されている9 Hzの周波数帯域、乳児EEGパワーは4で評価しました。乳幼児では、これらの周波数帯域は、これらの周波数帯域の低電力インデックス大きい神経の活性化6、18、19、21、22に考えられるように、徐波脳活動を反映すると考えられています。乳児4から6 Hzから6から9 Hzの電力は、社会的相互作用6、23、24、25、26、27のためにこれらの領域の提案関与に基づいて、正面、時間的、および頭頂領域で評価しました。条件によって変化し、使用可能なデータの量。平均すると、乳児は非社会的条件で使用可能なデータの78.08 sでした。言語のみの状態で使用可能なデータの82.60秒。共同注意条件で使用可能なデータの125.75秒;社会的engagで使用可能なデータのと118.36秒ement条件。各条件で使用可能なデータの量は、乳児EEGパワーとは無関係でした。
結果は、各周波数帯域16で同様でした。共同注意と非社会的な条件は、初期モデルに含まれていました。電力は、全体及び各領域内の両方の非社会的条件に比べて共同注意条件で低かったです。したがって、言語のみと社会係合条件は言語入力と対面相互作用が共同注意と非社会的条件との間の電力差に寄与したかどうかを離れていじめるモデルに追加された（ 図2および3を参照されたいです）。前頭領域が共同注意条件で、大きな活性化をインデックス、最低であった正面頭皮の領域から記録注目24、27及び電源を配向し、シフトに関与しています他の条件に比べて。これは、共同注意条件における需要と一致している（各地域および条件をもたらすために、 図4および5を参照）との間の前頭頭皮電力の差を説明しない言語入力と対面相互作用を実証共同注意と非社会的条件。時間領域は、時間頭皮領域から記録された顔の処理26と電力の役割を果たしている非社会的条件に比べて対面社会的相互作用（共同注意および社会係）と条件の両方において、より大きな活性化をインデックス、最低でした。これは一時的な頭皮地域における共同注意と非社会的条件の間に神経処理の差が対面の相互作用に起因することができることを実証しています。頭頂領域は、6以下の空間的な向きと視線に関与しています外部参照"> 23、25、26、幼児が注意のための実験者の入札に反応していたとして、共同注意条件に独特だった需要があるため、頭頂頭皮領域から記録パワーは共同で、より大きな神経の活性化をインデックス化、低かったです。全ての他の条件に比べて注目条件したがって言語入力と対面相互作用は、共同注意と非社会的条件との間の頭頂頭皮電力の差を説明していない（自然対数を用いて形質転換された）パワー値が7.21の範囲でした。 - 6 Hzから6.32 - - 6で6.71から4で7.71。9ヘルツこれらは同じEEG記録システムと同等の処理を使用する過去の研究と一致している28パラメータが、EEG電力値は、EEGシステムなどの要因に基づいて変化し得ます。使用して参照し、アーティファクトのパラメータの選択肢。
各条件における6 Hzの電力-図2は、4を意味します。 12ヶ月齢の乳児のこのサンプルでは、4から6 Hzの電力は、他のすべての条件と比較して、より大きな神経の活性化をインデックス、共同注意条件で低かったです。これは、言語入力と対面相互作用の存在は完全に共同注意と非社会的条件との力の差を説明していないことを示しています。エラーバーは標準誤差を表します。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
各条件で9 Hzの電力-図3は、6を意味します。 12ヶ月齢の乳児のこのサンプルでは、6から9 Hzの電源は、共同注意条件にindexi低かったです非社会的および言語のみの条件に比べて、より大きな神経の活性化をngの。共同注意と社会的関与の条件との間に9 Hzの電源 - 6に差はなかったです。エラーバーは標準誤差を表します。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
図4.平均 4 -各条件や地域の6 Hzの電源を入れます。 12ヶ月齢の乳児のこのサンプルでは、4 - 前頭葉及び頭頂領域における6 Hzの電力は、他の条件と比較して、より大きな神経活性化のインデックスを作成、共同注意条件で低かったです。時間4から6 Hzの電力は、非社会的条件に比べて共同注意および社会係合状態の両方で低かったです。エラーバーは標準誤差を表します。このfigureが16から変更されています。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
各条件地域の9 Hzの電力-図5は、6を意味します。 12ヶ月齢の乳児のこのサンプルでは、6 - 前頭領域9 Hzの電力は、言語のみと非社会的条件に比べて、より大きな神経の活性化をインデックス、共同注意条件で低かったです。時間領域では、6から9 Hzの電力は、非社会的条件に比べて共同注意および社会係合状態の両方で低かったです。エラーバーは標準誤差を表します。この図は、16から変更されています。 こちらをクリックしてください。この図の拡大版を表示します。
補足図。パラダイムで使用された刺激 。補足ファイル「各ブロック内の写真の一覧は、」パラダイム内の各ブロックを伴う刺激ファイルの名前が含まれています。刺激のファイルも含まれています。 これらの数字をダウンロードするにはこちらをクリックしてください。
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Discussion
まず、ネットアプリケーションが正しいこととインピーダンスが低下していることが重要です。第二に、EEGネットアプリケーションとパラダイムが伴うだろうとどのように親が彼らが話すか、幼児とのアイコンタクトをすることなく、うるさいとなった場合の境界線をぼかすことになる、幼児を静めることができますどのような親に説明することが重要です社会的、非社会的条件。さらに、EEGデータに影響を与えるとネットへの損傷を引き起こす可能性があり、ネット上で引っ張ってから幼児を保つために両親を指示します。第三に、一貫性のパラダイムの管理は非常に重要です。これは、音声の同じトーンを使用して含まれており、すべての状態の間、すべての参加者に影響を与えます。各共同注意のトライアルを開始する前に、乳児の注意を取得することを確認すること。や社会の係合状態の間、実験者に焦点を当てた幼児を維持します。複数の実験者がある場合はexperimenteを導入しないように、音声のと影響を与える彼らの音が類似していなければなりませんR効果。第四に、プロトコルを通して幼児の協力を維持するために社会的、非社会的条件の交互のシーケンスに従ってください。最後に、社会的な関与と共同注意条件の中に幼児探して行動をコーディングすることにより、意図したとおりの乳児が条件に従事していることを確認。
この技術への複数の変更があります。幼児がうるさいとなった場合、途中で停止することにより、パラダイムを変更することが可能です。全体のパラダイムは、8×2.5分のブロックを含む（各条件を2回繰り返しで）、各条件は、最初の4つのブロックに一度起こります。そのため、幼児や親のために必要であれば、パラダイム半分を終了し、まだ一回、各条件を完了している可能です。このプロトコルではブロックの順序と管理は、すべての乳児のための同じでした。研究者は、ブロックの順序は、神経活動に影響を与えないことを特定することに関係している場合は、ブロックの順序はカウンターすることができ参加者の間でバランス。しかし、操縦に基づいて、平衡は、2つの制約が必要：（1）各状態は、パラダイムが早く終了する必要があり、（2）ブロックが社会（共同注意と社会係合交互する必要がある場合に、最初の4つのブロックで表現する必要があります幼児の興味を維持するための条件）と非社会的（言語のみと非社会的条件）。
14ヶ月齢の乳児 - このパラダイムはわずか11で操縦されています。研究者が興味を持っている場合は、このパラダイムは、他の年齢層で使用することができます。このパラダイムが適切である可能性が最も高い時間ウィンドウは、次の視線のための共同注意と能力を十分に24ヶ月を通じて、29を確立している6ヶ月からです。共同注意が非言語的、社会的コミュニケーションと言語学習13、14にとって最も重要な発達である場合は、この年齢の範囲です。 paradiを使用している場合他の年齢のためのgmは、条件の変更が必要ではない可能性があります。しかし、最も効果的なブロック長は、乳児の年齢に応じて変えることができます。具体的には、ブロックは、幼児の協力と関心を維持するために、若い年齢のために短くする必要があるかもしれません。
研究室の技術力は、2つのコンピュータの画面のプレゼンテーションを可能にしていない場合は、それだけで一つの画面で完了するパラダイムを変更することが可能です。主な考慮事項は、利益が幼児が左または右の画面を見て、実験者の指示に従っているかどうかの評価にあるかどうかです。これは、一つの画面を使用している場合は不可能であろう各幼児が正しいか間違って画面を見る時間の量の評価を可能にするために2つの画面を必要とします。大人の共同注意の入札への対応には個人差が研究課題の一部でない場合は、単一の画面で十分でした。
さらにDまでEEGパワーが社会的文脈によってどのように変化するかisentangle、乳児EEGは、幼児が実験またはコンピュータ画面に参加したかどうかに基づいて共同注意および社会係合条件内で解析することができました。意図したとおりに幼児が条件に従事されたときまた、幼児EEGは、このような幼児が実験者を見ていたときにのみ、ソーシャルエンゲージメント状態からEEGデータを含むものとして、解析することができます。
両親がいない社会的に彼らの幼児と相互作用する指示にほとんど対応しましたが、研究者たちは、EEG記録中に親の干渉に関係することができます。修正は、彼らがEEG記録中に起こったのか分からないように、ヘッドフォンおよび/またはバイザーを着用する親のためになります。幼児は親の膝の上に座っていたとして、また、幼児は親の身体言語によって影響を受ける可能性があります。乳児はしかしTHI、代わりに親の膝の、高い椅子に座ることができSは、幼児がEEG記録を許容することができる時間の量を低下させることができます。別のオプションは、親が乳児に従事し、このデータを含まないとき、EEGデータにマークするイベントマーカを使用することです。しかし、親の相互作用のための可能性にもかかわらず、代表的なデータの重要な条件の違いがあることは注目に値します。最後に、提示されたプロトコルでは、コーディングのための試験やブロックは、ブロックや裁判発症を意味聴覚トーンに基づいて、ビデオ・事後にマークされていました。代替は、EEGにビデオを同期させ、脳波記録中の遷移をマークするだろう。
乳幼児とEEGを記録することは困難であると、このプロトコルの制限はない全ての乳児が、各条件で使用可能なEEGデータを有するであろうということです。このサンプルでは、EEGが正常に記録された人の85人の幼児（85.88パーセント）のうち73は、少なくとも1つの条件のために使用可能なデータを持っていました。使用可能なEEGデータの可能性を最大化するために、ブロックが頻繁に変更されています幼児の興味を維持するために、NAT変換。しかし、プロトコル全体（20分）の乳児のための興味を維持するための乳児のための挑戦することができ、実験者は、カーテン（非社会的及び言語のみ条件）の背後にあった条件の間fussierました。使用可能なEEGデータ73人の幼児、78.1パーセントは、（57人の乳幼児）非社会的条件で使用可能なEEGを有し、71.20パーセント（52人の乳幼児）言語のみの状態のデータを有していました。これとは対照的に、乳幼児の91.80パーセント（67幼児）は共同注意条件で使用可能なデータを持っていたし、87.85パーセント（63幼児）は、ソーシャルエンゲージメント状態で使用可能なデータを持っていました。最後に、幼児は、ブロックごとに異なる可能性に影響を与える可能性があります。これに対処するため、乳児に影響が条件にわたって符号化して比較することができました。 EEG研究の全体的な制限は、頭皮から記録されたEEG活性が皮質内から生成された場所を正確に知ることは困難であるということです。しかし、それはEEG ACTIVにおける地域差の報告模様ことは注目に値します条件にわたってityが大人のfMRI研究24、27、30、12と一致しています。
報告されたEEGパラダイムの主要な重要性を系統的社会的相互作用の間に機能的神経活性化を検討する制御社会的、非社会的条件を含むことです。乳児EEG電力のパターンで異なる社会入力の寄与を理解する - そのような言語と対面相互作用の非存在下に対して存在など - の条件は、社会的相互作用の異なる要素の影響を離れていじめるように設計しました。条件は、意図したように、社会的に従事した乳児を確保するために、幼児探して行動をコーディングすることによって検証されました。多くの乳児の脳波の研究では、両方の社会的、非社会的要素5を含めたり、ベースラインの記録条件「休止状態」を使用します小娘= "外部参照"> 8、9。このパラダイムは、幼児期に社会的関与の開発を評価するために、このパラダイムの関連性を示唆し、社会的、非社会的条件の間に乳児EEGパワーの有意差を示しています。両方の社会的、非社会的刺激が録音中に存在する場合に出席しているものの乳児に変動があるかもしれないとしてさらに、それは、幼児間の一貫性を最大化するために、EEG記録中に明確に社会的または非社会的条件を使用しての重要性を示しています。
このパラダイムと結果は、コンテキストがEEG電力で評価した機能神経の活性化を、どのように影響するかを示しています。今後の研究では、アカウントに記録コンテキストの役割を取る機能神経の発達を調べるために、この技術を活用することができます。これは明らかに、社会的または非社会的条件を使用してだけでなく、機能的NEのより包括的かつ徹底的に理解を持っている複数のコンテキストを使用することを含みますウラル活性化。加えて、今後の研究は、さらに社会的入力に関連する脳活動の差パターンを調べるために、このような脳波コヒーレンス又はクロス周波数結合のような他の手段を使用して、このパラダイムの結果に構築すべきです。さらに、乳児の発達の異なるドメインは、おそらくリンクされています。このように、社会的相互作用の神経基盤を評価するこのパラダイムは、認知および運動発達31をタップする他のEEGパラダイムを使用することができます。これらの複数のドメイン間での幼児のEEGを評価するだけでなく、複数の神経の対策を使用して、幼児開発のより広範な画像を提供し、これらのドメインは、脳内でどのように関連しているかの理解を深めます。また、このようなfMRIのようなその他の神経回路技術とのペアリングEEGは、より良い皮質活動のパターンが根底にある脳領域にどのように関係するかを理解するのに役立つだろう。
このパラダイムはunderl可能性がある要因を離れてからかうの最初の一歩を踏み出しました言語入力と対面相互作用を含めた共同注意と非社会的条件の間すなわち違い。しかし、共同注意は複雑かつ多面的です。これは、次のような視線のような成分、交互に視線、及びポインティングを含みます。今後の研究はさらに、共同注意の異なる成分が乳児EEGの関係について解析するために、そのようなポインティング専用状態のみ視線を交互実験の条件を有するような異なる条件にこれらの成分を分解できました。また、このような乳児の年齢や社会経済的地位など個人差がこのパラダイムの各条件の間に乳児EEGパワーとコヒーレンスのパターンにどのように関係するかを評価することはもう一つの重要な今後の方向性です。これは、非社会的文脈に対する社会的な中に記録されたEEGは、貧困や文化などの環境要因に対する感度が異なるたことを、例えば、ある可能性があります。このように、いくつかの制御記録コンテキスト間でEEGを調べることは、より微妙なPを可能にしてもよいです幼児機能の神経活性化に及ぼす環境の影響のicture。
報告されたパラダイムでは、実験者は社会的に幼児に従事します。幼児が社会的に脳波記録中にその介護者との対話持つことは、親と幼児の相互作用の質には個人差がEEG電力のパターンにどのように関係するかの検査を可能にします。加えて、そのような自閉症スペクトラム障害（ASD）のような臨床診断は、典型的には、社会的相互作用における障害と関連しています。社会的な困難のリスクが高い臨床集団で、このパラダイムを使用すると、このようなASDなどの特定の診断、神経生物学の基盤をさらに理解でしょう。また、多くの研究は、一般的にASDを持つものに個人を開発するEEGを比較するときにも特に関連があると思われる、明らかに社会的、非社会的でないベースラインを使用します。これらのグループ間の脳波の違いは、部分的にFUNCされる可能性がありグループは、（ 例えば 、実験者で、またはオブジェクトで）、ベースライン時に見ている場所の違いション。最後に、報告されたパラダイムのコンセプトとデザインは、社会的な入力を超えて他の州にも適用することができます。このパラダイムでは、非社会的及び共同注意条件は、以下の3つの方法が異なっていた：共同注意条件は言語入力、対面の相互作用、および共同注意の存在がありました。追加の条件が社会的な入力が共同注意と非社会的条件の違いを運転している離れていじめる含まれていました。異なる環境貢献を分離するための条件を使用してのこの被験者内デザインは、他のドメインに適用することができます。
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Disclosures
著者は、報告する一切開示していません。
Acknowledgments
私たちは、データの収集での支援のためにライアン・ジョンソンとリア・ミラー感謝します。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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®ion=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. | |||
References
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