A intra-sujeitos Experimental Protocolo para avaliar os efeitos da entrada Social sobre EEG infantil

Summary

Este protocolo novela foi concebido para avaliar as bases neurais de interação social em crianças. O paradigma é projetado para provocar uma separação como várias entradas sociais como a linguagem, a atenção conjunta e interação face-a-face se relacionam com a ativação neural infantil. poder infantil EEG é gravado durante ambas as condições sociais e não sociais.

Abstract

Apesar da importância das interações sociais para o desenvolvimento do cérebro infantil, pouca pesquisa avaliou a ativação neural funcional, enquanto as crianças interagir socialmente. Electroencefalográfica (EEG) de energia é uma técnica vantajosa para avaliar a activação neuronal funcional infantil. No entanto, muitos estudos registro infantil EEG apenas durante um estado inicial. Este protocolo descreve um paradigma que se destina a avaliar exaustivamente a actividade EEG infantil em ambos os contextos sociais e não sociais, bem como provocar uma separação como diferentes tipos de entradas sociais diferencialmente relacionam com EEG infantil. O paradigma dentro-sujeitos inclui quatro condições controladas. Na condição nonsocial, crianças visualizar objetos em telas de computador. A condição atenção conjunta envolve um experimentador dirigir a atenção da criança para fotos. A condição atenção conjunta inclui três tipos de entrada social: a linguagem, interação face-a-face, ea presença de atenção conjunta. diferençasno EEG infantil entre as condições de atenção não-sociais e joint pode ser devido a qualquer um destes três tipos de entrada. Portanto, foram incluídas duas condições adicionais (um com entrada língua, enquanto o experimentador está escondida por trás de um ecrã e um com a interação face-a-face) para avaliar os factores contextuais de condução em padrões de activação neuronal infantil. Os resultados representativos demonstram que a criança poder EEG variada por condição, tanto em termos gerais e diferencialmente pela região do cérebro, suportando o carácter funcional de potência EEG infantil. Esta técnica é vantajosa na medida em que inclui condições que são claramente social e não social e permite a análise de como tipos específicos de entrada sociais se relacionam ao poder EEG. Este paradigma pode ser usado para avaliar as diferenças como individuais em idade, afeto, status socioeconômico e pais-bebê qualidade da interação se relacionam com o desenvolvimento do cérebro social. Com base na natureza funcional demonstrada de infante potência EEG, estudos futuros should considerar o papel do contexto de gravação e design condições EEG que são claramente social e não social.

Introduction

As interações sociais são cruciais para o infante desenvolvimento neural ^{1, 2.} Embora pesquisas recentes começaram a se concentrar no desenvolvimento do cérebro social ^{3, 4,} os processos neurais envolvidos no engajamento social não são bem compreendidos. O objectivo do método relatado foi avaliar como electroencefalográfica infantil (EEG) de alimentação, uma medida de tensão libertado da comunicação neuronal, varia de acordo com os contextos sociais e não sociais controladas. Este método permite a avaliação de como os aspectos da entrada social específico relacionar diferencialmente a ativação neural e tem implicações para estudos futuros a considerar o papel do contexto de gravação quando se avalia a ativação neural funcional.

EEG é um método bem adequados para medir a actividade do cérebro infantil, uma vez que é não invasivo e robusto para movimento infantil. Um tampão composto por eléctrodos é patado na cabeça da criança para registrar a atividade elétrica do córtex cerebral lançado durante a comunicação neuronal. potência do EEG é uma medida da tensão em cada site de eléctrodo ao longo de um período de tempo. EEG é uma medida funcional da actividade neuronal e, portanto, reflecte, em parte, o contexto imediato sob as quais o EEG é gravado. Devido à sua natureza funcional, potência EEG tem o potencial de ser comparados entre contextos utilizando um design intra-sujeitos e, assim, a activação de contexto específico índice. Portanto, EEG pode ser usado para avaliar ambas as bases neurais de interacções sociais e, especificamente, da activação específica do contexto mais geral. No entanto, este potencial ainda não foi totalmente realizado como EEG infantil é frequentemente registrada durante apenas uma condição.

Muitos estudos têm registrado criança poder EEG durante um "estado de repouso" ou linha de base, o que nem sempre diferenciar claramente entre a entrada social e não social. Em alguns casos, EEG é registrado como infantils assistir um experimentador girar uma roda de bingo ^{5, 6, 7,} assistir a um golpe experimentador bolhas ⁸ ou assistir um experimentador agitar uma chocalho ^{9, 10.} No entanto, as crianças podem participar, quer ao experimentador ou o objeto, e as características infantis poderia influenciar a forma como eles dirigem sua atenção. Assim, para algumas crianças a linha de base poderia ser social se eles estão atendendo ao experimentador e para outras crianças da linha de base poderia ser nonsocial se eles assistem principalmente para o objeto. Como EEG reflecte o contexto de gravação, observou diferenças individuais no EEG de base que os pesquisadores poderia interpretar como estável ou developmentally significativa poderia ser simplesmente devido a diferenças no que as crianças estavam freqüentando a no momento da gravação. De fato, um estudo registrou EEG enquanto crianças observava uma mulher cantando, segurando um objeto <supclass = "xref"> 11. poder infantil EEG variou dependendo se a criança prestou atenção à mulher ou o objeto. Isso demonstra a natureza funcional de energia EEG infantil para avaliar as bases neurais de interação social e também a importância metodológica de utilizar condições controladas durante a gravação de EEG.

A interação social é complexo e multifacetado. Portanto, se EEG foi gravado durante uma interação naturalista, poderia ser difícil desmembrar o processamento neural de diferentes aspectos da interação (por exemplo, a língua ouvindo, interagindo face-a-face, ou a prática de atenção conjunta). A estratégia para resolver este problema envolve inclusive as condições diferentes que cada envolvem um certo aspecto de interação social. Assim, este paradigma foi projetado para comparar sistematicamente como o poder EEG varia de acordo com o tipo específico de entrada social.

A relatado intra-sujeitos paradigma envolve recording infantil EEG durante 4 condições. As condições foram projetados tanto para examinar a natureza funcional do poder EEG infantil – como ela varia dependendo do contexto de gravação – e avaliar os papéis de tipos específicos de entradas sociais. Em primeiro lugar, uma condição nonsocial foi incluído onde a criança viu objetos em duas telas de computador. Ao apresentar objetos em telas de computador em vez de ter um experimentador manipular um objeto, esta condição é claramente nonsocial e não envolve nenhuma forma de entrada social. Em seguida, uma condição de atenção conjunta foi incluído, onde o experimentador dirigiu a atenção da criança para fotos e falou sobre as imagens. A condição atenção conjunta, portanto, envolve três tipos de entrada social: a interação face-a-face, de entrada linguagem, e o componente adicional de atenção conjunta. Portanto, as condições de atenção não-sociais e conjuntos diferem em três dimensões (interação face-a-face, de entrada linguagem, ea presença de atenção conjunta). Assim, qualquer diffrências no poder EEG entre as condições de atenção não-sociais e joint pode ser atribuído a qualquer uma destas três entradas sociais. Portanto, foram incluídos 2 condições adicionais para provocar uma separação qual aspecto de entrada sociais explicado quaisquer diferenças observadas na actividade neuronal entre as condições de atenção não sociais e articulares. Para avaliar o efeito da linguagem, uma condição única de língua foi incluída onde a criança pode ouvir o comentário experimentador nas imagens nos computadores, mas não podia ver o experimentador. Assim, se o poder EEG similar durante a atenção conjunta e condições só de língua em comparação com a condição de não social, este efeito poderia ser atribuído à linguagem. Finalmente, para avaliar o efeito da interacção face-a-face, uma condição compromisso social foi incluído onde o experimentador se face-a-face com o bebé e forma contingente engatado com o lactente. Se a energia EEG similar durante a atenção conjunta e condições de engajamento social em relação ao nonsocial condição, a diferença entre a atenção conjunta e condições não sociais poderia ser atribuído a face-a-face interacção. Se a diferença entre a atenção conjunta e condições não-sociais não foi explicada pela linguagem somente e sociais condições de noivado, isso sugeriria que a presença de atenção conjunta especificamente foi explicar as diferenças no poder EEG. Este paradigma foi pilotado com 12 meses de idade as crianças, pois esta é uma idade em que a capacidade de atenção conjunta está bem estabelecida ^12. Além disso, a atenção conjunta durante este tempo é particularmente importante para o desenvolvimento da linguagem no ^2º ano de vida ^{13, 14,} de modo a ativação neural neste contexto foi de particular interesse nesta idade.

O paradigma é projetado para manter o interesse dos bebês ao mesmo tempo, assegurar que as condições são padronizados e só diferem no tipo de socentrada ial. Cada uma das quatro condições é repetido uma vez para um total de oito blocos, que alternam entre experimentador estar presente (atenção conjunta e condições sociais acoplamento) ou (condições não-sociais e apenas em língua) ausentes. Para manter a consistência, fotografias de objectos são apresentados em todas as condições e os mesmos enunciados são usados ​​em blocos. Durante cada bloco, 10 fotografias de objetos não-sociais aparecem sequencialmente em telas de computador. Há 10 categorias de objetos (por exemplo, flor, luvas) e quatro cores de cada objeto. Assim, as mesmas categorias de objectos 10 são apresentadas em cada bloco com a cor dos objectos variando entre blocos. Os estímulos foram selecionados para ser interessante para as crianças. Durante as condições-atenção conjunta e só em língua, o experimentador faz um discurso roteirizado como cada objeto é exibido na tela. Há 10 declarações específicas (com as directrizes para apontar para a tela do computador esquerda ou à direita na articulaçãocondição de atenção). Enunciados são as mesmas para a atenção conjunta e condições só de língua, mas são disse em uma ordem variável para manter o interesse infantil e para evitar associar categorias particulares de objeto com expressões particulares. A ordem dos enunciados é o mesmo para o primeiro bloco atenção conjunta e primeiro bloco única do idioma. A ordem, em seguida, muda para a segunda atenção conjunta e bloqueia apenas de língua. Por último, a direção de apontar varia para cada bloco de atenção conjunta e é por isso que as crianças não podem antecipar a direção pseudo-randomizados.

Protocol

Todos os procedimentos foram aprovados pela Universidade Institutional Review Board Boston (IRB). 1. Recrutamento Identificar potenciais participantes através de bancos de dados participantes (se disponível), por meio de registros de nascimento estado disponíveis ao público, através de publicidade online, e através de eventos de recrutamento face-a-face. Chamada potenciais participantes e convidá-los a participar do estudo. Explique que o estudo está a o…

Representative Results

Comportamento Looking infantil Os resultados representativos são de 73 x 12 meses crianças antigos 12. As condições eram eficazes na mudança de comportamento aparência dos bebês 16. Na condição compromisso social, lactentes passaram a maior parte do tempo de olhar para o experimentador, como pretendido (em média, 60,06% do tempo durante a condição de compromisso social)….

Discussion

Em primeiro lugar, é essencial que a aplicação de líquido está correcta e que as impedâncias são reduzidos. Em segundo lugar, é importante explicar ao pai o que a aplicação líquida EEG e paradigma implica e como os pais podem ajudar a acalmar a criança se tornar exigente sem falar ou fazer contato visual com a criança, o que borrar as linhas entre o condições sociais e não sociais. Além disso, instruir os pais para manter as crianças de puxar na rede, o que pode afetar os dados de EEG e causar danos à…

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.