。cc-by-nd 4.0国际许可证(未经同行评审证明)获得的是作者/资助者,他已授予Biorxiv的许可证,以永久显示预印本。它是此预印本版本的版权持有人,该版本发布于6月29日,2021年。 https://doi.org/10.1101/2021.06.28.448432 doi:biorxiv preprint
虽然纵向超扫描研究仍然相对罕见,但它对于记录大脑间同步性的变化非常有价值,而大脑间同步性的变化可能反过来决定了行为在社会环境中如何发展和演变。这种实验方法的普遍性和生态效度取决于所选成像技术是否可移动——功能性近红外光谱 (fNIRS) 满足了这一要求。fNIRS 最常用于检查亲子二元组中大脑间同步性和行为的发展。在本文中,我们认为,关注纵向和代际超扫描将更广泛地造福社会和认知神经科学领域。我们认为,这种方法对于理解代际社会动态背后的神经机制特别重要,并且可能对评估心理和社会干预的进展至关重要,其中许多干预措施都处于代际背景下。根据我们的立场,我们强调了跨代研究的领域,这些领域有望通过使用移动设备进行纵向超扫描而得到加强,描述了现实世界中跨代测量可能出现的挑战,并提供了潜在的解决方案。
伦敦大学学院的医学物理与生物医学工程系,纳尔特广场工程大楼,伦敦高尔街,伦敦WC1E 6BT,英国b b认知神经科学研究所,伦敦大学伦敦大学学院,英国伦敦大学,英国c坎布里奇大学,伦敦大学,伦敦大学,伦敦大学,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦。美国康涅狄格州天文,美国f电子和生物信息学系科学技术学院,明治大学,川崎,川崎,卡纳那川,日本神经科学和比较医学部伦敦大学学院的医学物理与生物医学工程系,纳尔特广场工程大楼,伦敦高尔街,伦敦WC1E 6BT,英国b b认知神经科学研究所,伦敦大学伦敦大学学院,英国伦敦大学,英国c坎布里奇大学,伦敦大学,伦敦大学,伦敦大学,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦。美国康涅狄格州天文,美国f电子和生物信息学系科学技术学院,明治大学,川崎,川崎,卡纳那川,日本神经科学和比较医学部伦敦大学学院的医学物理与生物医学工程系,纳尔特广场工程大楼,伦敦高尔街,伦敦WC1E 6BT,英国b b认知神经科学研究所,伦敦大学伦敦大学学院,英国伦敦大学,英国c坎布里奇大学,伦敦大学,伦敦大学,伦敦大学,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦,伦敦。美国康涅狄格州天文,美国f电子和生物信息学系科学技术学院,明治大学,川崎,川崎,卡纳那川,日本神经科学和比较医学部
图 4 凝视运动。 (a) 三种模式下参与者目光注视的示例。屏幕上显示 16 个字母数字字符,由 4×4 矩阵表示。每次试验在 16 个字符中有一个、三个或五个目标与声音呈现的单词相匹配。在单人模式下,屏幕上显示的红色圆圈表示参与者的注视点。在合作和竞争模式下,屏幕上两位参与者的注视点以红色和绿色圆圈区分。 (b) 单次试验中观察到的参与者扫描路径和注视热图的示例。虚线框在实验期间不可见,标记了目标的位置。请注意,观察者的注视点在实验期间不可见。 (c) 40 次试验的注视热图。 (d) 两位参与者眼动追踪热图之间的相似性。每个小提琴图(透明色)上都叠加了一个箱线图,显示了相似性度量的分布,包括单一、合作和竞争模式下的 Pearson's r、结构相似性指数度量 (SSIM) 和 Jaccard 相似性系数。黑色星号和线分别表示相似性的平均值和中位数。使用重复测量方差分析确定任务模式之间相似性的显著差异。
fNIRS 是一种非侵入性光学成像技术,利用近红外光间接评估皮质外层神经元的代谢活动。10 fNIRS 可以测量与神经元代谢活动相关的氧合血红蛋白 (HbO) 和脱氧血红蛋白 (HbR) 的变化,类似于 fMRI 获得的血氧水平依赖性反应。11、12 fNIRS 是一种很有前途的方法,可用于研究自然环境中人际互动与其神经活动之间的关系,具有成本效益、测量限制低、对头部和身体运动的容忍度相对较高等优势。13、14 最近,研究人员可以更好地测量与社会互动相关的脑间耦合,许多关于受试者之间的教育交流、面对面游戏、提高认知表现和身体生理学的研究都已使用基于 fNIRS 的超扫描技术进行了报道。7 – 9、15、16
母子相互作用是高度动态和相互的。在这些来回相互作用中切换角色是相互行为的关键特征,而潜在的神经夹带仍未得到充分研究。在这里,我们设计了一项具有双重脑电图记录的角色控制的合作任务,以研究当母亲和儿童担任不同角色时,两个大脑的相互作用如何不同。当孩子是演员和母亲是观察者时,theta振荡内出现了母子间的同步和额叶,这与儿童对母亲的依恋高度相关。当他们的角色被逆转时,这种同步被转移到了alpha振荡和中心区域,并与母亲对孩子的关系的看法有关。结果表明,参与者的振荡中观察者 - 演员神经对准,这是由演员 - tow or观察者的情感纽带调节的。我们的发现有助于理解如何在母子相互作用期间建立脑部同步和动态变化。
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言语互动和模仿对于幼儿的语言学习和发展至关重要。然而,目前尚不清楚母子二元组如何在轮流言语互动中同步皮质层面的振荡神经活动。我们的研究调查了母子对在轮流言语模仿范式中的脑间同步。使用双 MEG(脑磁图)装置同时测量互动母子对的大脑活动。在社交互动和非互动任务(被动聆听纯音)之间比较了人际神经同步。与非互动条件相比,在 θ 和 alpha 波段,社交互动期间的脑间网络同步性有所提高。在下额回的右角回、右三角回和左岛叶部分观察到了增强的人际大脑同步性。此外,这些顶叶和额叶区域似乎是表现出大量脑间连接的皮质中枢。这些皮质区域可以作为言语社交交流中互动成分的神经标记。本研究首次使用双 MEG 装置研究母子在言语社交互动过程中的脑间神经同步。我们的研究结果加深了我们对母子二人组言语互动过程中轮流发言的理解,并表明社交“门控”在语言学习中发挥着作用。
随着社会环境的不断变化,压力对社会交往产生了重大影响。本研究通过四种假设的路径模型,探讨急性压力如何影响实时合作与竞争互动的潜在认知和神经机制。我们使用基于功能性近红外光谱(fNIRS)设备的超扫描技术,通过特里尔团体社会压力测试操作,检测急性压力下参与模式游戏的二元组的脑间一致性。行为结果显示,在合作会话中,压力组的二元组比对照组的二元组表现出更好的合作表现和更高的自我与他人的重叠水平。与对照组相比,fNIRS 结果发现,压力组在合作会话期间右侧颞顶交界处(r-TPJ)的人际大脑同步性更高,合作伙伴与建造者之间的格兰杰因果关系更强。我们的研究结果证实了在合作环境中有更好的表现,并进一步发现,r-TPJ 中的脑间一致性和自我与他人的重叠连续介导了急性压力对合作表现的影响。