Een EEG-fMRI multimodale imaging methode, die bekend staat als de spatio fMRI-beperkt EEG bron imaging methode is hier beschreven. De onderhavige methode maakt gebruik van voorwaardelijk-actieve fMRI sub kaarten, of priors, bij EEG source localization op een wijze die verbetert de ruimtelijke specificiteit en foutieve resultaten beperkt.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Gelijktijdige EEG en functionele MRI opname en integratie analyse voor dynamische corticale activiteit Imaging
* These authors contributed equally
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Elektro-encefalografie (EEG) en functionele magnetische resonantie imaging (fMRI) zijn twee van de fundamentele noninvasive methoden voor het identificeren van de hersenactiviteit. Multimodale methoden hebben getracht om de hoge temporele resolutie van EEG combineren met de ruimtelijke precisie van fMRI, maar de complexiteit van deze aanpak is op dit moment moet worden verbeterd. Het hier gepresenteerde protocol beschrijft de onlangs ontwikkelde Spatio fMRI-beperkt EEG bron imaging methode, die tracht te corrigeren bron vooroordelen en EEG-fMRI bron lokalisatie via de dynamische aanwerving van fMRI subregio's te verbeteren. Het proces begint met het verzamelen van multimodale gegevens van gelijktijdige EEG en fMRI scans, de generatie 3D-corticale modellen, en onafhankelijke EEG of fMRI verwerking. De verwerkte fMRI activering kaarten worden vervolgens opgesplitst in meerdere priors, afhankelijk van hun locatie en omgeving. Deze worden genomen als priors in een twee-niveau hiërarchische Bayesian algoritme voor EEG source localization. Voor elk venster van belang (gedefinieerd door de operator), zullen specifieke segmenten van de fMRI activering kaart worden geïdentificeerd als actief voor het optimaliseren van een parameter bekend als model bewijs. Deze zal worden gebruikt als zachte beperkingen op de geïdentificeerde corticale activiteit, verhoging van de specificiteit van het multimodaal imaging methode door vermindering van de cross-talk en het vermijden van verkeerde activiteit in andere fMRI voorwaardelijk actieve regio's. De methode genereert corticale kaarten van activiteit en tijd-cursussen, die kan worden genomen als de eindresultaten, of gebruikt als basis voor verdere analyses (analyses van correlatie, oorzakelijk verband, enz.) terwijl de methode is enigszins beperkt door haar modaliteiten (het zal niet vinden EEG-invisible bronnen), het is over het algemeen verenigbaar is met de meeste grote processing software, en is geschikt voor de meeste neuroimaging studies.
Inleiding
Elektro-encefalografie (EEG) en functionele magnetische resonantie imaging (fMRI) kunnen worden gezien als neuroimaging modaliteiten met aanvullende functies. FMRI vangt hersenactiviteit met temporele grootschalige, zoals hemodynamische signalen niet indirect de onderliggende neuronale activiteit met een lagere temporele resolutie (volgorde van seconden)1,2 meten. In tegenstelling, meet EEG direct de dynamische elektrofysiologische activiteit van de hersenen met een zeer hoge temporele resolutie (milliseconde niveau), maar slechte ruimtelijke resolutie3,4
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
Het hier gepresenteerde protocol is ontworpen en uitgevoerd overeenkomstig alle richtsnoeren voor ethische menselijke onderzoek als set weer door de respectieve institutionele beoordeling besturen van de Universiteit van Houston en de Houston Methodist Research Institute.
1. gelijktijdige EEG/fMRI opname
- Geïnformeerde toestemming van de deelnemer. Leg aan de deelnemer het doel en de procedure van de studie, evenals de belangrijke veiligheids-maatregelen voor de gelijktijdige EEG/fMRI gegevensregistratie proces.
- Het EEG GLB voor te bereiden en controleer impedantie buiten de kamer van de MRI-scanner.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
EEG source localization op het basisniveau impliceert het oplossen van de voorwaartse en inverse probleem. De onderdelen die nodig zijn om te bouwen en de voorwaartse probleem oplossen zijn afgebeeld in Figuur 5C. Met behulp van een onderwerp-specifieke T1 beeld, drie lagen — schedel, hersenen en huid — waren gesegmenteerd en mazen. Deze lagen diende als de ingangen voor het genereren van de BEM-model. Ook was de certificaathouder grijs-zaak .......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Hier hebben wij de nodige maatregelen om het gebruik van de methode van de analyse van de bron van Spatio fMRI beperkt EEG/fMRI integratie p.a. aangetoond. EEG en fMRI hebben worden goed opgezet als de fundamentele methoden voor niet-gebeurt imaging hersenactiviteit, hoewel ze de problemen in hun respectieve resoluties op het gebied van ruimtelijke en temporele. Terwijl methoden zijn ontwikkeld om te profiteren van de gunstige eigenschappen van de shares, de huidige fMRI-beperkt EEG source localization methoden eenvoudig.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Dit werk werd gedeeltelijk ondersteund door de NIH DK082644 en de Universiteit van Houston.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| BrainAmp MR Plus | Brain Products | Verstellers voor EEG-opname, MR-compatibel | |
| BrainAmp ExG MR | Brain Products | Versterker voor auxiliaire sensor (EMG), MR-compatibel | |
| BrainAmp Power Pack | Brain Products | Voeding voor versterkers in de MR-omgeving | |
| Ribbon Cables | Brain Products | Verbindt de Power Pack met versterkers | |
| SyncBox | Brain Products | Synchroniseer MR-scannerklok met EEG-versterkerklok | |
| BrainCap MR | Brain Products | Passieve-elektrode 64-kanaals EEG-cap, MR-compatibel | |
| BrainVision Recorder | Brain Products | EEG-gegevensopnamesoftware (stappen 1.2-1.4.2) | |
| BrainVision Analyzer 2.0 | Brain Products | EEG-analysesoftware (stappen 4.1-4.6) | |
| USB 2 Adapter (ook bekend als BUA) | Brain Products | Interface tussen de versterkers en de data-acquisitiecomputer | |
| Fiber Optic Cables | Brain Products | Verbindt de EEG-cap in de MR-scanner met de opnamecomputer | |
| SyncBox Scanner Interface | Brain Products | Synchroniseer MR-scannerklok met EEG-versterkerklok | |
| Trigger Cable | Brain Products | Wordt gebruikt om scanner/paradigma-triggers naar de opnamecomputer te sturen | |
| ABRALYT HiCl EEG Electrode Gel | EasyCap | Schuurmiddel EEG-gel voor passieve elektrode in MR-omgeving | |
| Ingenia 3.0T MR systeem | Philips | 3.0 T MRI-systeem | |
| Patriot Digitizer | Polhemus | EEG-kanaallokatiedigitisatie | |
| MATLAB r2014a | MathWorks | Programmeerbasis voor het DBTN-algoritme (stappen 3.3-3.4 en 5.1-5.7) | |
| Pictures of Facial Affect | Paul Eckman Group | Een reeks emotioneel waardevolle gezichten die als stimuli worden gebruikt | |
| E-Prime 2.0 | Psychology Software Tools, Inc | Presentatiesoftware (stap 1.4.3) | |
| Bipolar skin EMG electrode | Brain Products | Wordt gebruikt om spieractiviteit te detecteren. | |
| POLGUI | MATLAB-software voor digitalisering | ||
| Freesurfer | Software gebruikt in stappen 2.1-2.4, en stappen 3.1-3.2 | ||
| MNE | Software gebruikt in stap 2.5 |
Referenties
- Belanger, M., Allaman, I., Magistretti, P. J. Brain energy metabolism: focus on astrocyte-neuron metabolic cooperation. Cell Metab. 14 (6), 724-738 (2011).
- Logothetis, N. K. The underpinnings of the BOLD functional magnetic resonance imaging signal. J Neurosci....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
