개인의 결합 된 두뇌 사이의 역학은 점점 더 뇌 간 동기화에 의해 표현되었습니다 (IBS) 그들은 서로 조정 할 때, 주로 fNIRS와 뇌의 동시 기록 신호를 사용하여 (즉, 하이퍼 스캐닝) fNIRS와. fNIRS 하이퍼스캐닝 연구에서 IBS는 매우 직관적인 방식으로 진동을 볼 수 있는 시간 주파 공간으로 타임시리즈를 확장하는 장점이 있기 때문에 웨이블릿 변환 일관성(WTC) 방법을 통해 일반적으로 평가되었습니다. 관찰된 IBS는 시험, 파트너 및 조건의 순열 기반 무작위 페어링을 통해 더 검증될 수 있습니다. 여기서, fNIRS 기술을 통해 뇌 신호를 얻고, WTC 방법을 통해 IBS를 계산하고, 하이퍼스캐닝 연구에서 순열하여 IBS를 검증하는 방법을 설명하는 프로토콜이 제시된다. 또한 fNIRS 신호 선택, 데이터 전처리 방법 및 계산 옵션 매개 변수를 포함하여 위의 방법을 사용할 때 중요한 문제를 논의합니다. 요약하면 WTC 방법과 순열을 사용하는 것은 fNIRS 하이퍼스캐닝 연구에서 IBS를 분석하기 위한 잠재적으로 표준 파이프라인으로, IBS의 재현성과 신뢰성모두에 기여합니다.
개인의 결합 된 두뇌 사이의 역학은 점점 더 뇌 간 동기화에 의해 표현되었습니다 (IBS) 그들은 서로 조정 할 때, 주로 fNIRS와 뇌의 동시 기록 신호를 사용하여 (즉, 하이퍼 스캐닝) fNIRS와. fNIRS 하이퍼스캐닝 연구에서 IBS는 매우 직관적인 방식으로 진동을 볼 수 있는 시간 주파 공간으로 타임시리즈를 확장하는 장점이 있기 때문에 웨이블릿 변환 일관성(WTC) 방법을 통해 일반적으로 평가되었습니다. 관찰된 IBS는 시험, 파트너 및 조건의 순열 기반 무작위 페어링을 통해 더 검증될 수 있습니다. 여기서, fNIRS 기술을 통해 뇌 신호를 얻고, WTC 방법을 통해 IBS를 계산하고, 하이퍼스캐닝 연구에서 순열하여 IBS를 검증하는 방법을 설명하는 프로토콜이 제시된다. 또한 fNIRS 신호 선택, 데이터 전처리 방법 및 계산 옵션 매개 변수를 포함하여 위의 방법을 사용할 때 중요한 문제를 논의합니다. 요약하면 WTC 방법과 순열을 사용하는 것은 fNIRS 하이퍼스캐닝 연구에서 IBS를 분석하기 위한 잠재적으로 표준 파이프라인으로, IBS의 재현성과 신뢰성모두에 기여합니다.
사람들이 다른 사람들과 조율 할 때, 그들의 두뇌와 몸은 지속적인 상호 적응을 통해 결합 된 단위가된다. 뇌 간의 결합은 동시에 두 개 이상의 개인의 뇌 신호1을기록하는 하이퍼 스캐닝 접근법을 통해 뇌 간 동기화 (IBS)로 표현 될 수 있습니다. 실제로, fNIRS/EEG 하이퍼스캐닝 연구의 성장 몸은 손가락 두드리는2,그룹 워킹3,드럼4연주, 기타 연주5,노래 / 허밍6을포함하여 다양한 협력 컨텍스트에서 IBS를 발견했다. fNIRS는 사회적 상호 작용 동안 IBS의 연구에 널리 사용된다, 그것은 덜 상대적으로 자연 설정에서 머리 / 몸 의 움직임을 제한으로 (fMRI / EEG에 비해)7.
이 문서에서는 fNIRS 하이퍼스캐닝 연구에서 웨이블릿 변환 일관성(WTC) 방법을 통해 IBS를 계산하기 위한 프로토콜을 제시합니다. WTC는 시간 주파수 평면에서 두 이동 신호 간의 교차 상관관계를 평가하는 방법이므로, 따라서 시간 도메인8에만있는 기존의 상관 관계 분석(예: Pearson 상관 관계 및 상호 상관관계)보다 더 많은 정보를 제공할 수 있다. 또한 혈역학 신호는 웨이블릿 구성 요소로 변환되어 저주파 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있습니다. WTC는 시간이 많이 걸리지만, IBS를 액션 모방9,협동 행동10,구두 통신11,의사 결정12및 대화형 학습13에서IBS를 계산하는 가장 일반적으로 사용되는 방법이다.
이 기사는 또한 시험, 조건 및 참가자의 순열 기반 무작위 파잉으로 IBS를 검증하는 방법을 제시합니다. 하이퍼스캐닝 연구의 IBS는 항상 개인 간의 온라인 사회적 상호 작용을 추적하도록 제안되며, 자극 유사성, 운동 유사성 또는 조건 유사성14와같은 다른 설명에 의해 해석될 수도 있다. 무작위화 테스트라고도 하는 순열 테스트는 관찰된데이터(15)를리샘플링하여 위에서 언급한 null 가설을 테스트하기 위해 활용할 수 있다. 순열을 이용하여, 확인된 IBS가 다이드 내IBS의 변조에서파트너(16)의그룹 간까지 대화형 동작에 특정되는지 여부를 조사하는 것이 유용하다.
여기에 설명된 프로토콜은 fNIRS 기술을 통해 뇌 신호를 얻고, WTC 방법을 통해 IBS를 계산하고, 하이퍼스캐닝 연구에서 순열 테스트를 통해 IBS를 검증하는 방법을 자세히 설명합니다. 이 연구는 특권 IBS가 사회 조정 중에 음악 미터에 의해 유도되는지 여부를 조사하는 것을 목표로합니다. 뇌 신호는 전두엽 피질에 기록되었다, 이전 발견에서 IBS의 위치에 따라1. 실험 작업은 원래 Konvalinka와 그녀의 대학에 의해 개발 되었다17,참가자는 미터 또는 비 미터 자극을 듣고 후 파트너 또는 자신에서 청각 피드백으로 그들의 손가락을 탭 하도록 요청 했다.
이 프로토콜은 fNIRS 하이퍼스캐닝 접근 방식을 사용하여 두 참가자의 뇌 신호를 동시에 수집하기 위해 IBS를 계산하고 검증하는 단계별 절차를 제공합니다. fNIRS 데이터 전처리, IBS 계산, 통계 및 IBS 유효성 검사와 관련된 몇 가지 중요한 문제는 다음과 같습니다.
데이터 전처리
가능한 노이즈(예: 모션 아티팩트, 전신 구성 요소)에서 실제 신호를 추출하기 위해 ?…
The authors have nothing to disclose.
이 연구는 중국의 국립 자연 과학 재단 (31872783, 31800951)에 의해 지원되었다.
Computer | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | HP S01-pF157mcn | |
Earphone | Royal Philips Electronics, Eindhoven, The Netherlands | SHE2405BK/00 | |
EEG cap | Compumedics Neuroscan, Charlotte, USA | 64-channel Quik-Cap | |
E-Prime software | Psychology Software Tools, Inc., Pittsburgh, USA | E-Prime 3 | |
fNIRS system | Hitachi Medical Corporation, Tokyo, Japan | ETG-7100 Optical Topography System | |
MATLAB 2014b | The MathWorks, Inc., Natick, MA | MATLAB 2014b | |
MuseScore | Musescore Company, Belgium | MuseScore 3.6.2.548021803 | |
Swimming cap | Decathlon Group, Villeneuve-d'Ascq, France | 1681552 |