Inferências de conexões intercerebrais com utilização de espectroscopia de infravermelho próximo: investigação de interações adulto-criança

Resumo

Os avanços nos sistemas de aquisição por espectroscopia de infravermelho próximo (fNIRS) possibilitam a coleta de dados de estados hemodinâmicos em várias regiões cerebrais simultaneamente em dois sujeitos enquanto eles interagem entre si. Essa abordagem é chamada de hyperscanning é um dos tópicos mais importantes da neurociência social. As interações entre adulto e criança em que há um vínculo afetivo (por exemplo, mãe e filho, professor e aluno) são de particular interesse no desenvolvimento da neurociência e aprendizagem. Os estudos que investigam a base neurobiológica da interação e do vínculo afetivo com o hiperscanning são escassos. Assim, pouco se sabe sobre os mecanismos funcionais do cérebro e regiões envolvidas. Neste projeto, coletamos os dados do hyperscanning fNIRS de 20 pares de uma criança (3-5 anos de idade) e um adulto (mães e professores) recrutados da comunidade local. Os experimentos serão baseados em atividades em que o adulto irá ler (e interpretar, e explicar as figuras) de um livro infantil, tocar e cantar para a criança, na tentativa de capturar o seu interesse e mantê-lo envolvido. Qualquer voluntário que corresponda a qualquer critério diagnóstico neurológico ou psiquiátrico será excluído como participante. De acordo com as leis federais, a pesquisa será conduzida sob a aprovação do conselho de ética. Todos os pais ou responsáveis fornecerão consentimento por escrito para a participação de seus filhos. Todos os voluntários fornecerão consentimento verbal ao participar deste estudo. O sinal do fNIRS será adquirido utilizando um NIRS com 8 emissores e 8 detectores para cada sujeito, em uma aquisição simultânea. A montagem dos optodos irá cobrir as regiões cerebrais pré-frontal e parietal com base no sistema 10-20 de EEG e um limite. Os sinais captados pelos detectores serão convertidos em estados hemodinâmicos (concentrações de oxi e desoxiemoglobina) e exportados para ASCII para serem pré-processados e analisados em plataforma computacional especializada, como R, Python ou Matlab. As estimativas de conectividade funcional entre cada canal inter e intra-assunto serão realizadas usando o coeficiente de correlação de Spearman. Essas conexões funcionais serão usadas para modelar um grafo, composto de dois subgrafos (adulto e filho). A seguir, utilizaremos os métodos de redes estatísticas desenvolvidas neste projeto temático para analisar essa rede intersubjetiva. Acreditamos que a análise dessas métricas proporcionará mais insights sobre os fundamentos neurobiológicos da interação e do vínculo afetivo. (AU)