Summary
Yoğun dizi elektroensefalografi, bebeklerin ve yetişkinlerin sosyal bilişsel işlevlerin çalışma giderek kullanılmaktadır. Burada geleneksel metodolojiler, bebeklerin ve yetişkinlerin EEG eğitimi için önemli bir gelişme temsil eden bir metodoloji mevcut.
Abstract
Yoğun dizi, beyin aktivitesini ve herhangi bir diğer cari beyin görüntüleme teknolojisi 1,2 eşsiz bir temporal çözünürlük ölçmek için non-invaziv bir pencere sağlar elektroensefalografi (EEG d), giderek bebeklerin ve yetişkinlerin sosyal bilişsel işlevler çalışmada kullanılan . EEG d hassasiyet benzeri görülmemiş düzeyde beyin aktivitesinin modellerini incelemek için sağlayan araştırmacıların iken, geleneksel EEG kayıt sistemleri kötü mekansal çözünürlük ve kaynak yerelleştirme 3,4, 2) kalıcı test denekler için fiziksel rahatsızlığa 1 belirli sınırlamalar da dahil olmak üzere), karşılaşmaya devam sayısız elektrotlar kafa derisi yüzey, ve 3), verileri toplamak ve işlemek için birden fazla yazılım paketi kullanmayı öğrenme araştırmacılar için karmaşıklığı bireysel başvuru. Burada geleneksel metodolojiler, bebeklerin ve yetişkinlerin EEG eğitimi için önemli bir gelişme temsil eden bir metodoloji hakkında genel bir bakış sunuyoruz. EEG d uzaysal çözünürlüğü artırmak için çeşitli analitik yazılım teknikleri kaynak localisation dolaylı endeksleri kurmak için kullanılır olmasına rağmen, Elektrik Geodezikler, Inc (EGI) eşit uzaklıkta tutar yoğun bir duyusal dizi HydroCel Jeodezik Sensör Net (HCGSN) kafa derisi tüm yüzeyleri bitişik kayıt elektrotları arasında mekansal çözünürlükte 4,5,6 standart d EEG sistemleri ile karşılaştırıldığında daha da artırır . Sünger tabanlı HCGSN yetişkin 7,8, 9,10,11 çocuk ve bebeklerin 12, araştırma ve klinik 4,5,6,13,14 ile kullanım için ideal hale getirir, hızlı ve kafa derisi aşınma olmadan uygulanabilir 15 ayar. Bu özellik diğer d EEG sistemleri ile karşılaştırıldığında ortalama net uygulama zamanı azaltarak önemli bir maliyet ve zaman tasarrufu sağlar . Ayrıca, HCGSN veri tüm aşamaları için birleşik, dikişsiz yazılım uygulamaları, büyük ölçüde, toplanması, işlenmesi, ve d EEG veri analizi basitleştirmek içerir .
HCGSN, elektrolit solüsyonu ile dolu, kapalı bir mikro-çevre ve bir elektrot-kafa derisi arabirimi oluşturur düşük profilli bir elektrot kaideli, özellikleri. Tüm Geodesic d EEG sistemleri, EEG sensörler oda ortamında kaynaklanan elektriksel gürültü küçük bir miktarı ile birlikte, katılımcı derisi kaynaklanan gerilim değişiklikleri algılamak. Geodesic sensör ağı tüm sensörlerden gelen elektriksel sinyaller amplifikatör, otomatik olarak işlenmiş, paketlenmiş tarafından aynı anda alınan ve veri toplama bilgisayar (DAC) gönderilir. DAC tarafından alınan, kafa derisi elektriksel aktivite EGI yazılım dahil filtreleme ve artifakı algılama araçları kullanılarak analiz için eserler izole edilebilir. Tipik olarak, zaman içinde elektrolit solüsyonu kurur, çünkü yavaş yavaş kafa derisi elektrot arayüzü kalitesini düşüren HCGSN sadece iki saat boyunca sürekli olarak kullanılması olabilir.
Veli-Bebek Toronto Üniversitesi Araştırma Lab, d sosyal bilişsel bellek dahil süreçleri, duygu, hedefleri, kasıt, beklenti ve yetişkin ve çocuk katılımcılar hem de yürütme işleyişini incelemek için EEG kullanıyor.
Protocol
1. Deneysel Kurulum Hazırlama
- Katılımcı laboratuvar gelişinden önce, Geodesic EEG Sistemi (GES) bileşenleri ve deneme kontrol bilgisayarı ve yazılım (Net İstasyonu) düzgün çalıştığından emin olun.
- Deney odasında tüm gereksiz ve potansiyel olarak dikkat dağıtıcı öğeleri kaldırın.
- Uygulanmakta olan belirli bir deneysel paradigma uygun deney odasında ayarlayın. Burada çeşitli ebeveyn-bebek ve deneyci-bebek etkileşimini paradigmalar E-Başbakan sunum yazılımı ile uygulanan bilgisayar tabanlı görevleri arasında değişen paradigmalar kullanın.
- Video kameralar ücret olduğundan emin olun ve mevcut deneysel kurulum için ideal bir açıda kameralar düzenlemek.
2. Bilgi alışverişi
- Laboratuarda katılımcının varışta, Geodesic Sensör Net uygulama protokolü açıklamak ve deney açıklamak.
- Katılımcı deney protokolünde iyi bir anlayışa sahip olduktan sonra, o (ya da onun yasal vasisi) deneyi ile devam etmeden önce bir onam formunu imzaladı emin olun.
- EEG çalışmaları için, kaydedilen elektriksel beyin aktivitesi üzerine bir etkisi olması beklenen katılımcı bazı bilgileri elde etmek için çok kullanışlıdır. Örneğin, uyku hali, son yemek, ve son uyku hakkında bilgi, ilgi olabilir. Haley laboratuvarda standart anketlerin idare, bu tür bilgiler elde edilir. Zamanında devam deney yardımcı olmak için, iki deneyci mevcut olması tavsiye edilir: Bir anketler yönetmek için, biri aşağıda ayrıntılı HCGSN hazırlıkları yürütmek için.
3. HydroCel Jeodezik Sensör Net Uygulama için hazırlık
- Potasyum klorür tüm çözüm eriyene kadar iyice karıştırın emin olun, distile su, potasyum klorür ve bebek şampuanı HydroCel Tuzlu elektrolit solüsyonu hazırlayın.
- Bir ölçüm bandı kullanarak santimetre olarak ölçüm, kayıt, katılımcı baş çevresi ölçümü.
- Uygun boyutta HCGSN-yani, katılımcının baş çevresi düşer baş çevresi aralığı kapsayan al.
- Batmak sensörü elektrolit solüsyonu HCGSN sonu ve tüm sıvıları uzak konektör ucunu tutmak için emin olmak, 5 dakika için emmek için izin verir. Doğru zamanlama garanti altına almak için bir zamanlayıcı ya da kronometre kullanmanız önerilir.
- Net İstasyonu yazılımı kontrol bilgisayarı açın ve sıfır ve kazanç ölçümleri HCGSN konnektör bağlantı ve veri toplama önce alınan izin vermek için deneysel bir kontrol oturumu başlayacak.
4. HydroCel Geodesic Sensör Net uygulamak
Geçerli ve tutarlı, toplanan EEG verilerin analizi için izin vermek için, net bir uygulama prosedürü oldukça iyi standardize edilmiş olmalıdır. Böyle bir standardizasyon katılımcı katılımcıya elektrot doğru ve tutarlı bir yerleşim sağlamak için katılımcı kafası (yukarıda açıklandığı gibi) ölçümleri alarak elde edilir. Optimal net konumlandırma başlangıçta elde değilse, net kaldırmak ve yeniden uygulayın.
- Elektrolit solüsyonu iliklerine bitirmek için sensör ağı için beklerken, deney odasına katılımcı kılavuzu ve bir sandalye üzerinde oturmak veya ona talimat. Sandalye sensör ağı uygulaması sırasında istenmeyen hareketini önlemek için tekerlekler olmadan olmalıdır. Bir bebek katılımcının söz konusu olduğunda, bebeğin velisi bebeğin tüm kafa erişilebilir ve böylece bebek hala devam bel bebek tutan, onun kucağına bebek dik oturma sandalyeye oturmak zorunda.
- Bir ölçüm bandı ve bir çin işaretleyici kalem kullanarak, bulun ve aşağıdaki ölçümler alarak tepe işareti:
- Başın üstünden kulağından
- Başın üstünden inion için nasion
- Elektrolit kova sensör ağı çıkarın ve temiz, kuru bir havlu üzerine koyun. Aşırı elektrolit solüsyonu kaldırmak için bir havlu ile hafifçe sensör net pat.
- Katılımcıya veya net uygulama sırasında tutmak için ikinci bir deneyci HCGSN konektör ucunu verin.
- Net iç hem de ellerini koyarak, HCGSN Pick up. Başparmaklarınızla, grubun en arka satır elektrot bağlayarak sıkıca itilir merkezi, en ön elektrot ve pinkie parmakları iki tarafında (ama nazikçe) sıkıca itti olduğunu net tutun. Net aşırı gerilmesi için değil dikkatli olun. Net içinde kalan altı parmakları, merkez kısmına gevşek düşmesine izin gevşek olmalıdır.
- Crouch, ya da gözüne o kadar aşağı diz çökmekkatılımcı ile aynı seviyede.
- Ön, katılımcı başının üzerinde sensör ağı çekin. Bu sensör net bir bebek katılımcı uygularken, bebeğin dikkatini ve baş hareketleri en aza indirmek için, ikinci bir deneyci hediyem var çok kullanışlıdır.
- Parmak uçlarınızı kullanarak vertex elektrot çin işaretleyici kalem ile işaretlenmiş tepe noktası üzerinde oturuyor net bandında nazikçe çekin ve ayarlayın. Kulak ve çene askıları sıkın. Net doğru konumda olup olmadığını görmek ve gerekli ayarlamaları yapmak için anatomik dönüm noktası yerleri ve net simetri kontrol edin.
5. Ölçüm Elektrot Empedansları
EEG başvurulan site ve ölçülen site arasındaki potansiyel farkı (gerilim) olarak ölçülür. Kafa derisi elektrot arabirimi, yüksek empedans, ölçülen gerilim, zayıflama, sinyal genlik ve gürültü varlığında bir artış bir düşüşe neden olur. Bazı çalışmalarda ise filtreleme alım sonrası (örneğin, geleneksel ERP çalışmaları) bu gürültüden kurtulmak mümkün olmakla birlikte, genellikle yüksek empedans elde edilen EEG veri sadakat tavizler. EEG verilerini kaydetmek için başlamadan önce emin empedanslar tolere özellikleri içinde yapmak önemlidir.
- Arabirim kablosu içine HCGSN konektör ucunu ve bir yere kilitlemek için kolu çevirin. Fotoğraf makinesini açın.
- Kontrol odası, Net Station yeni bir oturum açmak, katılımcı bilgilerini girmek ve Oturum Başlat'ı tıklatın. Video ve d EEG sinyalleri senkronize olduğundan, deney odasında bir canlı video linki ekranda görünmesi gerekir.
- Paneller açılır menü, açık Empedans seçin ve Ölçü düğmesini tıklatın. HCGSN sensör dizisi montaj ekranda görünecektir. Pencere deney odasında monitörde açılır, böylece ekranın kenarına sürükleyin.
- Bir kenara, her elektrot, doğrudan katılımcı kafa derisi üzerinde oturduğundan böylece katılımcı saç pipet, komisyon kullanma.
- Monitörde HCGSN montaj gösteren Empedans Ölçüm penceresine bakın. Kafa derisi ile iyi temas yapmadan Sensörler kırmızı görünecektir. Elektrot sensör numaralarını not edin. Bu sensörler empedansı artırmak için zaten hazırlanmış elektrolit solüsyonu bir pipet ve az miktarda kullanın. Elektrotlar üzerinde montaj empedans geliştirilmiş olarak yeşile döner.
- Empedanslar tatmin edici (yani, montaj tüm elektrotlar yeşil), kontrol odasında Empedans Ölçüm pencerede Kaydet ve Kapat düğmesini tıklatın.
- Net İstasyonu, Yoğun Waveform Ekran açın. Dalga şekilleri ilerleyin ve kötü kafa derisi temas nedeniyle yüksek genlik gürültü gösteren herhangi bir kanal dikkat.
6. Temel Kayıtlar alınması
Deneysel paradigma başlamadan önce, katılımcının dinlenme elektriksel beyin aktivitesi bazı temel d EEG kayıtları alır. Dinlenme başlangıçtaki kayıtları katılımcı katılımcıya elektrik beyin aktivitesi yüksek derecede değişkenlik olmadığından sürekli d EEG çalışmaları önemlidir. Sonuç olarak, en sürekli d EEG çalışmaları her deneysel bir durum ve bir ön deneme bazal faz arasındaki farkları analiz, içinde konularda deneysel tasarım uygulamak gerekir . , Başlangıç aşaması, olay ile ilgili EEG çalışmalar için gerekli olmayabilir.
- Katılımcı deney odasında yalnız bırakın ve ona talimat veya onu sessizce oturmak ve hareketi en aza indirmek için. Bebek katılımcılar için, veli / vasi bebek onun kucağında sessizce oturma odasında kalmalıdır. Haley laboratuar, Baby Mozart, klasik müzik ve renkli hareketli tasarımlar görsel-işitsel bir kombinasyonu, başlıklı bir film bebekler sakin ve hala kalmasını sağlamak için oynanır . Interaktif bir başlangıç aşamasında her zaman ideal olmayabilir iken, bazal kayıtları almadan önce bebek sakinleştirmek için bazal bir ön aşaması olarak kullanılır.
- Net İstasyonu, video kayıt ve dalga verileri başlamak için Kaydet düğmesine tıklayın. Yoğun Waveform Ekranda, olay işaretleri deney boyunca elektriksel aktivite davranışsal olayları bağlantı eklenebilir. Dalga ekranda bir 'bazal' olay işaretleyici yerleştirin.
- Standartlaştırılmış bir süre için kayıt bazal. Haley laboratuarı, standart temel faz 2 dakika sürer.
7. Denemenizi Çalıştırma
D EEG çalışmalarında, çalışma boyunca en az iki deneyci olması esastır. Bir deneyci ikinci deneyci Yoğun Waveform Ekran izlemek ise, katılımcı ve davranışsal paradigma uygulanması ile etkileşim sorumlu olacak.
- Deneysel para uygulanmasıparadigmasını.
- Artan gürültü seviyelerini gösteren herhangi bir kanal olup olmadığını belirlemek için deney boyunca yoğun Waveform Ekran Monitör. Artan gürültü artan empedanslar yansıtıcı olabilir. Kabul edilebilir empedans düzeyleri daha fazla elektrolit solüsyonu ile kazanmış olabilir. Bu deney protokolünde bir mola yapılmalıdır.
8. Bilgilendirme Katılımcı
- Deney tamamlandığında, dikkatle gevşetin ve katılımcının başını HCGSN kaldırmak. , Durulama, dezenfekte ve net kuru.
- Katılımcı, herhangi bir aşırı elektrolit solüsyonu silmek için bir havlu verin.
- Katılımcı tamamlanması gereken kalan tüm anketler verin.
9 - Analiz
DEEG veri elde etmek için kullanılan aynı EGI yazılım aynı zamanda, veri toplama, veri analizi, pürüzsüz ve kolay bir geçiş için izin verileri analiz etmek için kullanılır. Çünkü HCGSN da çevreden kaynaklanan elektriksel gürültü alır, verileri ilk süzülmüş olmalı ve analiz edilebilir önce temizlenmelidir. Gerekli tüm araçları Net Station dahildir.
- Net Station, tıklayın ve Dalgaformu Araçlar panelini açın. İstenen parametreler ayarlandıktan sonra filtreleme ve artifakı algılama araçları ile elde edilen bir veri dosyasını çalıştırın. Artifakı algılama aracı göz yanıp söner veya göz hareketleri kaynaklanan ani tanımlayan ve kötü kanalları algılar. Pek çok durumda, ek elle düzenleme ve artifakı kaldırılması (özellikle göz yanıp söner ve hareketleri kontrol altına alamaz hangi bebek nüfus, çalışan) gerekli olabilir.
- Segment verileri böylece eklenen olay belirteçlerin bazında farklı deneysel koşullar ayrı.
- Istenen herhangi bir analiz uygulayın. Haley laboratuar, frekans analizi, beyin aktivitesini karakteristik frekansları deneysel koşullar arasında ve farklı beyin bölgeleri arasında nasıl değişir analiz etmek için kullanılır. Dalga enerjisi azalma, o bölgedeki nöronların artmış aktivite potansiyel yansıtıcı.
10 Temsilci Veri
Şekil 1: Ham EEG dalga şekilleri tek bir elektrod (elektrod 30), süresi (ler) için kaydedilen gerilimi (V) dalgalanmalar gösteren . Başlangıçta, gösteri, ve hemen geri çağırma: dalga şekilleri, 3 deney aşamalarının her birinin ilk 1000ms sırasında toplanan verileri temsil eder.
Şekil 2 Ham veriler katılımcı bir bebek üç deney aşamaları sırasında (başlangıç, gösteri, hemen geri çağırma) tüm kafa derisi toplanan (128-elektrot montaj). Veri, bir topografik harita olarak sunulan ve beyin bölgeleri arasında farklılıklar yüzey seviyesi beyin elektriksel aktivitesi (V) ve kukla görev deneysel faz göstermektedir.
Discussion
EGI Hydrocel Geodesic Sensör Net, yetişkin ve çocuk katılımcılar hem d EEG veri elde bir non-invaziv ve kolay uygulamak bir yöntem oluşturmaktadır. Bu teknoloji, artan hareketlilik için bir fırsat karmaşık davranışsal paradigmalar sadece elektriksel aktivite ince değişikliklerin yansıması olabilir bilişsel faaliyetleri araştırmak için kullanmak için ideal yüksek temporal ve uzaysal çözünürlüğü birleştiriyor. HCGSN kullanımı, bebek biliş ve bebek nüfusu kullanmak için uygun beyin görüntüleme teknikleri göreli kıtlığı gelişimi araştıran artan ilgi dikkate alındığında, bebek biliş daha derin bir anlayış bizi lider artması muhtemeldir.
Disclosures
Çıkar çatışması ilan etti.
Acknowledgments
Geodesic Sensör Net üretici Elektrik Geodezikler, Inc (EGI). Iletişim bilgileri için, lütfen http://www.egi.com/company .
References
- Willis, W. G., Weiler, M. D. Neural substrates of childhood attention-deficit / hyperactivity disorder: Electroencephalographic and Magnetic Resonance Imaging evidence. Developmental Neuropsychology. 27, 135-182 (2005).
- Yang, L., Liu, Z., He, B.
- Dale, M. P., Halgren, E. Spatiotemperal mapping of brain activity by integration of multiple imaging modalities. Current Opinion in Neurobiology. 11, 202-208 (2001).
- Sperli, F., Spinelli, L., Seeck, M., Kurian, M., Michel, C. M., Lantz, G. EEG source imaging in pediatric epilepsy surgery: A new perspective in presurgical workup. Epilepsia. 47, 1-10 (2006).
- Holmes, M. D., Quiring, J., Tucker, D. M. Evidence that juvenile myoclonic epilepsy is a disorder of frontotemporal corticothalamic networks. NeuroImage. 49, 80-93 (2010).
- Holmes, M. D., Tucker, D. M., Quiring, J. M., Hakimian, S., Miller, J. W., Ojemann, J. G. Comparing Noninvasive dense array and intracranial electroencephalography for the localization of seizures. Neurosurgery. 66, 1-10 (2010).
- Muthukumaraswamy, S. D., Johnson, B. W. Changes in rolandic mu rhythm during observation of a precision grip. Psychophysiology. 41, 152-156 (2004).
- Muthukumaraswamy, S. D., Johnson, B. W., McNair, N. A. Mu rhythm modulation during observation of an object-directed grasp. Cognitive Brain Research. 19, 195-201 (2004).
- Arbel, Y. Error processing by individuals with specific language impairment: An ERP study. Dissertation Abstracts International: Section B: The Sciences and Engineering. 67, 3095-3095 (2006).
- Lepage, J., Théoret, H. EEG evidence for the presence of an action observation-execution matching system in children. European Journal of Neuroscience. 23, 2505-2510 (2006).
- Sokhadze, E. Event-related potential study of novelty processing abnormalities in autism. Applied Psychphysiology and Biofeedback. 34, 37-51 (2009).
- Nyström, P. The infant mirror neuron system studied with high density EEG. Social Neuroscience. Special Issue: The Mirror Neuron System. , 3-3 (2008).
- Bernier, R., Dawson, G., Webb, S., Murias, M. EEG mu rhythm and imitation impairments in individuals with autism spectrum disorder. Brain and Cognition. 64, 228-237 (2007).
- Brodbeck, V., Lascano, A. M., Spinelli, L., Seeck, M., Michel, C. M. Accuracy of EEG source imaging of epileptic spikes in patients with large brain lesions. Clinical Neurophysiology. 120, 679-685 (2009).
- Ramon, C. Power spectral density changes and language lateralization during covert object naming tasks measured with high-density EEG recordings. Epilepsy and Behaviour. 14, 54-59 (2009).
