Поскольку портативные устройства fNIRS менее склонны к артефактам движения и просты в использовании, то их можно использовать в широком диапазоне экспериментов, связанных с движением, например, для оценки нейронной активности в спортивных науках или исследованиях гиперсканирования. При использовании гиперсканирования, активность мозга нескольких испытуемых измеряется одновременно, чтобы изучить межмозговые связи во время социальных взаимодействий.
Этот пост, который является первой частью серии статей о гиперсканировании во время совместной игры в пинг-понг. Работа призвана дать общее представление о том, как использовать fNIRS во время экспериментов по гиперсканированию, включающих разнообразные движения.
Функциональная спектроскопия ближнего инфракрасного диапазона (fNIRS) позволяет неинвазивно измерять изменения относительной концентрации оксигенированного и дезоксиенированного гемоглобина, которые отражают нейронную активность в коре головного мозга. По сравнению с другими методами нейровизуализации, fNIRS относительно прост в использовании, доступен и портативен. Разработки портативных устройств дали широкую свободу в передвижениях и движениях испытуемых при проведении измерений. Важно отметить, что по сравнению с другими методами, такими как ЭЭГ и фМРТ, метод fNIRS относительно нечувствителен к артефактам движения. В совокупности своих качеств метод fNIRS является передовой технологией нейровизуализации для исследований, которые проводятся за пределами обычных лабораторных условий, и включают в себя проведение измерений во время движения испытуемых, что нашло активное использование устройств fNIRS в таких областях, как психология, нейробиологии, спортивные науки.
Помимо серьезного преимущества использования портативных устройств во время движения, fNIRS также можно применять к нескольким объектам одновременно. Это позволяет использовать его во время гиперсканирования, т.е. одновременного измерения мозговой активности двух или более субъектов во время социального взаимодействия и/или когнитивных задач. В экспериментах по гиперсканированию оценивается межсубъектная синхронизация активности структур головного мозга (IBS), которая дает информацию о степени синхронизации между мозгами участников взаимодействия. Измерение IBS может использоваться как более объективный инструмент для изучения эффективности совместной работы испытуемых, по сравнению со стандартными применяемыми в настоящее время методами, такими как, например, опросы [1,2]. Таким образом, в последние годы гиперсканирование fNIRS все чаще используется для исследования когнитивного взаимодействия во многих различных приложениях, например, в образовательной или профессиональной командной работе [1,2,3].
Исследовательская группа Artinis провела собственное небольшое исследование гиперсканирования в парных упражнениях. В этом эксперименте, названном «пинг-понг», участники выполняли синхронные упражнения попарно. В ходе эксперимента к обоим испытуемым применялся fNIRS-прибор Brite Frontal для одновременного измерения активности префронтальной коры.
Посмотрите наше новое видео, чтобы узнать больше об исследовании игры в пинг-понг с использованием fNIRS во время экспериментов гиперсканирования включающих физические движения участников.
В дальнейших публикациях нашей новостной ленты будут подробно описаны методы планирования исследования, сбора данных и (базового) анализа данных для исследования испытуемых во время игры в пинг-понг.
Литература:
[1] Wang Y, Dong Y, Leuk JSP, Zhai X, Xu C, Fu Y, Teo WP. The Role of Functional Near-Infrared Spectroscopy in Collaborative Research: A systematic Review. Educ Psychol Rev 36, 1 (2024).
[2] Shih YT, Wang L, Wong CHY, Sin ELL, Rauterberg M, Yuan Z, Chang L. The Effects of Distancing Design Collaboration Necessitated by COVID-19 on Brain Synchrony in Teams Compared to Co-Located Design Collaboration: A Preliminary Study. Brain Sci. 2024 14,60.
[3] Song W, Zhou X, Jiang Z, Li Y, Wang F, Chen J, Zhou X, Lin Y. The performance difference of interdisciplinary teams in the field specific and general innovation tasks. ISCTA 2022. Vol. 1 No. 3
[4] Czeszumski A, Eustergerling S, Lang A, Menrath D, Gerstenberger M, Schuberth S, Schreiber F, Rendon ZZ, König P. Hyperscanning: A Valid Method to Study Neural Inter-brain Underpinnings of Social Interaction. Front Hum Neurosci. 2020 Feb 28;14:39.
