Synchronisation de groupe pendant le dessin collaboratif à l’aide de la spectroscopie fonctionnelle dans le proche infrarouge
Summary
Le présent protocole combine la spectroscopie fonctionnelle dans le proche infrarouge (fNIRS) et l’observation vidéo pour mesurer la synchronisation interpersonnelle en quatuors au cours d’une tâche de dessin collaborative.
Abstract
La spectroscopie fonctionnelle dans le proche infrarouge (fNIRS) est une méthode non invasive particulièrement adaptée à la mesure de l’activation du cortex cérébral chez plusieurs sujets, ce qui est pertinent pour étudier les interactions interpersonnelles de groupe dans des contextes écologiques. Bien que de nombreux systèmes fNIRS offrent techniquement la possibilité de surveiller plus de deux individus simultanément, l’établissement de procédures de configuration faciles à mettre en œuvre et de paradigmes fiables pour suivre les réponses hémodynamiques et comportementales dans l’interaction de groupe est toujours nécessaire. Le présent protocole combine fNIRS et l’observation vidéo pour mesurer la synchronisation interpersonnelle en quatuors au cours d’une tâche coopérative. Ce protocole fournit des recommandations pratiques pour l’acquisition de données et la conception de paradigmes, ainsi que des principes directeurs pour un exemple illustratif d’analyse de données. La procédure est conçue pour évaluer les différences dans les réponses interpersonnelles cérébrales et comportementales entre les conditions sociales et non sociales inspirées par une activité brise-glace bien connue, la tâche collaborative de dessin de visage. Les procédures décrites peuvent guider les études futures pour adapter les activités d’interaction sociale naturaliste de groupe à l’environnement fNIRS.
Introduction
Le comportement d’interaction interpersonnelle est une composante importante du processus de connexion et de création de liens empathiques. Des recherches antérieures indiquent que ce comportement peut s’exprimer dans l’occurrence de synchronicité, lorsque les signaux biologiques et comportementaux s’alignent pendant le contact social. Les preuves montrent que la synchronicité peut se produire entre les personnes qui interagissent pour la première fois 1,2,3. La plupart des études sur les interactions sociales et leurs mécanismes neuronaux sous-jacents utilisent une approche à une seule personne ou à la deuxième personne2,4, et on sait peu de choses sur la transposition de ces connaissances aux dynamiques sociales de groupe. L’évaluation des réponses interpersonnelles dans des groupes de trois individus ou plus reste un défi pour la recherche scientifique. Cela conduit à la nécessité d’apporter au laboratoire l’environnement complexe des interactions sociales chez les êtres humains de tous les jours dans des conditions naturalistes5.
Dans ce contexte, la technique de spectroscopie proche infrarouge fonctionnelle (fNIRS) est un outil prometteur pour évaluer les relations entre l’interaction interpersonnelle dans des contextes naturalistes et ses corrélats cérébraux. Il présente moins de restrictions sur la mobilité des participants par rapport à l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) et est résistant aux artefacts de mouvement 6,7. La technique fNIRS fonctionne en évaluant les effets hémodynamiques en réponse à l’activation cérébrale (changements dans la concentration sanguine d’hémoglobine oxygénée et désoxygénée). Ces variations peuvent être mesurées par la quantité de diffusion de la lumière infrarouge à travers le tissu du cuir chevelu. Des études antérieures ont démontré la flexibilité et la robustesse de la technique dans les expériences d’hyperbalayage écologique et le potentiel d’élargir les connaissances en neurosciences appliquées 6,8.
Le choix d’une tâche expérimentale pour l’évaluation naturaliste des corrélats neuronaux des processus d’interaction sociale en groupe est une étape cruciale dans l’approche des études en neurosciences appliquées9. Parmi les exemples déjà rapportés dans la littérature avec l’utilisation de fNIRS dans les paradigmes de groupe, citons la performance musicale 10,11,12, l’interaction en classe8 et la communication 13,14,15,16,17.
L’un des aspects non encore explorés par les études précédentes est l’utilisation de jeux de dessin qui ont pour caractéristique principale la manipulation de composants empathiques pour évaluer l’interaction sociale. Dans ce contexte, l’un des jeux fréquemment utilisés pour induire une interaction sociale dans la dynamique entre étrangers est le jeu de dessin collaboratif18,19. Dans ce jeu, les feuilles de papier sont divisées en parties égales, et les participants du groupe sont mis au défi de dessiner des autoportraits partagés de tous les membres. Au final, chaque membre voit son portrait dessiné de manière collaborative par plusieurs mains.
L’objectif est de promouvoir une intégration rapide entre étrangers, provoquée par la direction de l’attention visuelle sur les visages des partenaires du groupe. Il peut être considéré comme une activité « brise-glace » en raison de sa capacité à soutenir la curiosité et les processus empathiques conséquents parmi les membres19.
L’un des avantages de l’utilisation des tâches de dessin est leur simplicité et leur facilité de reproduction20. Ils ne nécessitent pas non plus de formation ou de compétences techniques spécifiques, comme on le voit dans les études utilisant les paradigmes de performance musicale21,22,23,24. Cette simplicité permet également le choix d’un stimulus plus naturaliste dans un contexte social 4,9,25.
En plus d’être un instrument pour induire un comportement social en groupe, le dessin est également considéré comme un outil d’évaluation psychologique26. Certains tests psychologiques graphiques-projectifs, tels que House-Tree-Person (HTP)27,28,29, Human Figure Drawing – Sisto Scale 27 et Kinetic Family Drawing30 sont utilisés de manière complémentaire pour les diagnostics qualitatifs et quantitatifs. Leurs résultats expriment généralement des processus inconscients, donnant des indices sur le système symbolique de l’individu et, par conséquent, ses interprétations du monde, ses expériences, ses affections, etc.
La pratique du dessin fait réfléchir et aide à donner un sens aux expériences et aux choses, en ajoutant des sensations, des sentiments, des pensées et des actions31. Il donne des indices sur la façon de percevoir et de traiter ces expériences de vie26. Le dessin utilise des codes visuels pour permettre de comprendre et de communiquer des pensées ou des sentiments, les rendant accessibles à la manipulation et, ainsi, créant la possibilité de nouvelles idées et lectures31.
En art-thérapie, le dessin est un outil pour travailler l’attention, la mémoire et l’organisation des pensées et des sentiments32, et il peut être utilisé comme moyen de produire une interaction sociale33.
Cette étude visait à développer un protocole expérimental naturaliste pour évaluer les réponses cérébrales vasculaires et comportementales lors d’interactions interpersonnelles en quatuors utilisant une dynamique de dessin collaboratif. Dans ce protocole, l’évaluation des réponses cérébrales du quatuor (individuellement et la synchronicité entre partenaires) et les mesures de résultats possibles, telles que les mesures comportementales (comportement du dessin et du regard) sont proposées. L’objectif est de fournir plus d’informations sur les neurosciences sociales.
Protocol
Representative Results
Discussion
Cette étude visait à créer un protocole utilisant l’hyperbalayage sur quatre cerveaux simultanément dans des conditions naturalistes. Le paradigme expérimental utilisait différentes tâches de dessin et la corrélation de plusieurs mesures de résultats, dessinant des métriques, des comportements et des signaux cérébraux. Les étapes critiques de ce protocole sont la prise en compte des défis découlant de sa grande complexité et le maintien de ses conditions écologiques et naturalistes.
<p class="jove_…Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Les auteurs remercient l’Instituto do Cérebro (InCe-IIPE) et l’Hospital Israelita Albert Einstein (HIAE) pour le soutien apporté à cette étude. Un merci spécial à José Belém de Oliveira Neto pour la relecture anglaise de cet article.
Materials
| 2 NIRSport | NIRx Medizintechnik GmbH, Germany | Nirsport 88 | The equipment belong to InCe ( Instituto do Cérebro – Hospital Israelita Albert Einstein). two continuous-wave systems (NIRSport8x8, NIRx Medical Technologies, Glen Head, NY, USA) with eight LED illumination sources emitting two wavelengths of near-infrared light (760 and 850 nm) and eight optical detectors each. 7.91 Hz. Data were acquired with the NIRStar software version 15.2 (NIRx Medical Technologies, Glen Head, New York) at a sampling rate of 3.472222. |
| 4 fNIRS caps | NIRx Medizintechnik GmbH, Germany | The blackcaps used in the recordings had a configuration based on the international 10-20 | |
| Câmera 360° – Kodak Pix Pro SP360 | Kodak | Kodak PixPro: https://kodakpixpro.com/cameras/360-vr/sp360 | |
| Cameras de suporte – Iphone 8 | Apple | Iphone 8 | Supporting Camera |
| fOLD toolbox (fNIRS Optodes’ Location Decider) | Zimeo Morais, G.A., Balardin, J.B. & Sato, J.R. fNIRS Optodes’ Location Decider (fOLD): a toolbox for probe arrangement guided by brain regions-of-interest. Scientific Reports. 8, 3341 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-21716-z | Version 2.2 (https://github.com/nirx/fOLD-public) | Optodes placement was guided by the fOLD toolbox (fNIRS Optodes’ Location Decider, which allows placement of sources and detectors in the international 10–10 system to maximally cover anatomical regions of interest according to several parcellation atlases. The ICBM 152 head model parcellation was used to generate the montage, which was designed to provide coverage of the most anterior portion of the bilateral prefrontal cortex |
| Notebook Microsoft Surface | Microsoft | Notebook receiver of the fNIRS signals | |
| R platform for statistical computing | https://www.r-project.org | R version 4.2.0 | R is a free software environment for statistical computing and graphics. It compiles and runs on a wide variety of UNIX platforms, Windows and MacOS |
| REDCap | REDCap is supported in part by the National Institutes of Health (NIH/NCATS UL1 TR000445) | REDCap is a secure web application for building and managing online surveys and databases. | |
| software Mangold Interact | Mangold International GmbH, Ed. | interact 5.0 | Mangold: https://www.mangold-international.com/en/products/software/behavior-research-with-mangold-interact.html. Allows analysis of videos for behavioral outcomes and of autonomic monitoring for emotionally driven physiological changes (may require additional software, such as DataView). Allow the use of different camera types simultaneously and hundreds of variations of coding methods. |
| software NIRSite | NIRx Medizintechnik GmbH, Germany | NIRSite 2.0 | For creating the montage and help optode placement and location in the blackcaps. |
| software nirsLAB-2014 | NIRx Medizintechnik GmbH, Germany | nirsLAB 2014 | fNIRS Data Processing |
| software NIRStar | NIRx Medizintechnik GmbH, Germany | version 15.2 | for fNIRS data aquisition: NIRStar software version 15.2 at a sampling rate of 3.472222 |
| software NIRStim | NIRx Medizintechnik GmbH, Germany | For creation and organization of paradigm blocks |
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