Sincronización de grupos durante el dibujo colaborativo mediante espectroscopia funcional de infrarrojo cercano
Summary
El presente protocolo combina espectroscopia funcional de infrarrojo cercano (fNIRS) y observación basada en vídeo para medir la sincronización interpersonal en cuartetos durante una tarea de dibujo colaborativo.
Abstract
La espectroscopia funcional de infrarrojo cercano (fNIRS) es un método no invasivo particularmente adecuado para medir la activación de la corteza cerebral en múltiples sujetos, que es relevante para estudiar las interacciones interpersonales grupales en entornos ecológicos. Aunque muchos sistemas fNIRS ofrecen técnicamente la posibilidad de monitorear a más de dos individuos simultáneamente, aún se requiere establecer procedimientos de configuración fáciles de implementar y paradigmas confiables para rastrear las respuestas hemodinámicas y conductuales en la interacción grupal. El presente protocolo combina fNIRS y observación basada en video para medir la sincronización interpersonal en cuartetos durante una tarea cooperativa. Este protocolo proporciona recomendaciones prácticas para la adquisición de datos y el diseño de paradigmas, así como principios rectores para un ejemplo ilustrativo de análisis de datos. El procedimiento está diseñado para evaluar las diferencias en las respuestas interpersonales cerebrales y conductuales entre las condiciones sociales y no sociales inspiradas en una conocida actividad para romper el hielo, la Tarea colaborativa de dibujo facial. Los procedimientos descritos pueden guiar futuros estudios para adaptar las actividades de interacción social naturalista grupal al entorno fNIRS.
Introduction
El comportamiento de interacción interpersonal es un componente importante del proceso de conexión y creación de vínculos empáticos. Investigaciones anteriores indican que este comportamiento puede expresarse en la ocurrencia de sincronicidad, cuando las señales biológicas y de comportamiento se alinean durante el contacto social. La evidencia muestra que la sincronicidad puede ocurrir entre personas que interactúan por primera vez 1,2,3. La mayoría de los estudios sobre interacciones sociales y sus mecanismos neuronales subyacentes utilizan un enfoque de una sola persona o segunda persona2,4, y se sabe poco sobre la transposición de este conocimiento a la dinámica social grupal. La evaluación de las respuestas interpersonales en grupos de tres o más individuos sigue siendo un desafío para la investigación científica. Esto lleva a la necesidad de llevar al laboratorio el complejo ambiente de las interacciones sociales en los seres humanos cotidianos en condiciones naturalistas5.
En este contexto, la técnica de espectroscopia funcional de infrarrojo cercano (fNIRS) es una herramienta prometedora para evaluar las relaciones entre la interacción interpersonal en contextos naturalistas y sus correlatos cerebrales. Presenta menos restricciones en la movilidad de los participantes en comparación con la resonancia magnética funcional (fMRI) y es resistente a los artefactos de movimiento 6,7. La técnica fNIRS funciona evaluando los efectos hemodinámicos en respuesta a la activación cerebral (cambios en la concentración sanguínea de hemoglobina oxigenada y desoxigenada). Estas variaciones se pueden medir por la cantidad de difusión de luz infrarroja a través del tejido del cuero cabelludo. Estudios previos han demostrado la flexibilidad y robustez de la técnica en experimentos de hiperescaneo ecológico y el potencial para ampliar el conocimiento en neurociencia aplicada 6,8.
La elección de una tarea experimental para la evaluación naturalista de los correlatos neuronales de los procesos de interacción social en grupos es un paso crucial en el abordaje de los estudios de neurociencia aplicada9. Algunos ejemplos ya reportados en la literatura con el uso de fNIRS en paradigmas grupales incluyen la interpretación musical 10,11,12, la interacción en el aula8 y la comunicación 13,14,15,16,17.
Uno de los aspectos aún no explorados por estudios previos es el uso de juegos de dibujo que tienen como característica principal la manipulación de componentes empáticos para evaluar la interacción social. En este contexto, uno de los juegos frecuentemente utilizados para inducir la interacción social en dinámicas entre extraños es el juego de dibujo colaborativo18,19. En este juego, las hojas de papel se dividen en partes iguales, y los participantes del grupo tienen el desafío de dibujar autorretratos compartidos de todos los miembros. Al final, cada miembro tiene su retrato dibujado de manera colaborativa por varias manos.
El objetivo es promover una rápida integración entre extraños, provocada dirigiendo la atención visual a las caras de los socios del grupo. Puede considerarse una actividad “rompehielos” debido a su capacidad para apoyar la curiosidad y los consecuentes procesos empáticos entre los miembros19.
Una de las ventajas de utilizar tareas de dibujo es su simplicidad y facilidad de reproducción20. Tampoco requieren ninguna formación técnica o habilidades específicas, como se ve en los estudios que utilizan paradigmas de interpretación musical21,22,23,24. Esta simplicidad también permite elegir un estímulo más naturalista dentro de un contexto social 4,9,25.
Además de ser un instrumento para inducir el comportamiento social en grupos, el dibujo también es considerado una herramienta para la evaluación psicológica26. Algunas pruebas psicológicas gráfico-proyectivas, como House-Tree-Person (HTP)27,28,29, Human Figure Drawing – Sisto Scale 27, y Kinetic Family Drawing30 se utilizan de manera complementaria para diagnósticos cualitativos y cuantitativos. Sus resultados suelen expresar procesos inconscientes, dando pistas sobre el sistema simbólico del individuo y, por tanto, sus interpretaciones del mundo, experiencias, afectos, etc.
La práctica del dibujo hace pensar y ayuda a crear significado para experiencias y cosas, añadiendo sensaciones, sentimientos, pensamientos y acciones31. Da pistas sobre cómo percibir y procesar estas experiencias de vida26. El dibujo utiliza códigos visuales que permiten comprender y comunicar pensamientos o sentimientos, haciéndolos accesibles a la manipulación y, así, creando la posibilidad de nuevas ideas y lecturas31.
En arteterapia, el dibujo es una herramienta para trabajar la atención, la memoria y la organización de pensamientos y sentimientos32, y puede ser utilizado como medio para producir interacción social33.
Este estudio tuvo como objetivo desarrollar un protocolo experimental naturalista para evaluar las respuestas cerebrales vasculares y conductuales durante la interacción interpersonal en cuartetos utilizando una dinámica de dibujo colaborativo. En este protocolo, se propone la evaluación de las respuestas cerebrales del cuarteto (individualmente y la sincronicidad entre parejas) y las posibles medidas de resultado, como las medidas conductuales (dibujo y comportamiento de la mirada). El objetivo es proporcionar más información sobre neurociencia social.
Protocol
Representative Results
Discussion
Este estudio tuvo como objetivo crear un protocolo utilizando hiperescaneo en cuatro cerebros simultáneamente en condiciones naturalistas. El paradigma experimental utilizó diferentes tareas de dibujo y la correlación de múltiples medidas de resultados, dibujando métricas, comportamientos y señales cerebrales. Los pasos críticos dentro de este protocolo son la consideración de los desafíos derivados de su alta complejidad y el mantenimiento de sus condiciones ecológicas y naturalistas.
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The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Los autores agradecen al Instituto do Cérebro (InCe-IIPE) y al Hospital Israelita Albert Einstein (HIAE) por este apoyo al estudio. Un agradecimiento especial a José Belém de Oliveira Neto por la revisión en inglés de este artículo.
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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