Method Article

المحفزات الخاصة بالقشرية البصرية التي تثير الأنماط المورفولوجية المحتملة

DOI:

10.3791/59146

⸱

May 12th, 2019

 ,  ,  , 
1Department of Communication Sciences and Disorders, The University of Texas at Austin, 2Central Sensory Processes Laboratory, The University of Texas at Austin

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في هذه الورقة، نقدم بروتوكولًا للتحقيق في الأنماط المورفولوجية التفاضلية الكورتيكية التي تثير الأنماط المورفولوجية المحتملة من خلال تحفيز الشبكات البطنية والالظهرية باستخدام تخطيط كهربية الدماغ عالي الكثافة. يتم وصف نماذج تحفيز الكائن البصري والحركة، مع وبدون توتر زمني. كما ترد التحليلات المورفولوجية المحتملة التي تثيرها المرئيات.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تقدم هذه الورقة منهجية لتسجيل وتحليل الإمكانات المستوّرة البصرية القشرية (CVEPs) استجابة لمختلف المحفزات البصرية باستخدام تخطيط الدماغ الكهربائي عالي الكثافة 128 قناة (EEG). الهدف المحدد للمحفزات والتحليلات الموصوفة هو دراسة ما إذا كان من الممكن تكرار الأنماط المورفولوجية CVEP التي تم الإبلاغ عنها سابقاً والتي أثارها تحفيز الحركة الظاهر، والمصمم لتحفيز كل من البطني والظهري المركزي الشبكات البصرية، وذلك باستخدام محفزات الأجسام والحركة المصممة لتحفيز الشبكات القشرية البصرية البطنية والالظهرية بشكل منفصل.  يتم تقديم أربعة نماذج بصرية: 1. الكائنات البصرية المعشاة مع عرض زمني متسق. 2. الكائنات البصرية المعشاة مع العرض الزمني غير متناسقة (أو غضب).  3. الحركة البصرية عبر حقل شعاعي من حركة نقطة مركزية متماسكة دون غضب.  4. الحركة البصرية عبر حقل شعاعي من حركة نقطة مركزية متماسكة مع غضب.  وتقدم هذه النماذج الأربعة بترتيب شبه معشاة لكل مشارك.  يتم إدخال غضب من أجل عرض كيف يمكن أن تؤثر الآثار ذات الصلة الاستباقية على مورفولوجيا استجابة CVEP على ظهور الكائن والحركة.  يتم وصف تحليلات بيانات تخطيط كهربية الدماغ بالتفصيل، بما في ذلك خطوات تصدير البيانات من منصات معالجة الإشارات واستيرادها إليها، وتحديد القناة السيئة وإزالتها، ورفض القطع الأثرية، والمتوسط، وتصنيف متوسط المورفولوجية CVEP نمط نمط استناداً إلى نطاقات زمن الوصول من قمم المكونات. وتبين البيانات التمثيلية أن النهج المنهجي حساس حقاً في استخلاص أنماط مورفولوجية تفاضلية عند ظهور الأجسام والأنماط المورفولوجية التي تبدأ في الحركة، وبالتالي قد يكون مفيداً في معالجة الهدف البحثي الأكبر. وبالنظر إلى الاستبانة الزمنية العالية لـ EEG وإمكانية تطبيق تخطيط كهربية الدماغ عالي الكثافة في تحليلات توطين المصادر، فإن هذا البروتوكول مثالي للتحقيق في الأنماط المورفولوجية المتميزة لـ CVEP والآليات العصبية الأساسية التي تولد هذه الاستجابات التفاضلية.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تخطيط الدماغ الكهربائي (EEG) هو أداة تقدم نهجا غير مكلفة وغير الغازية لدراسة المعالجة القشرية، وخاصة عند مقارنتها بأساليب التقييم القشرية مثل التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI)، انبعاث البوزيترون التصوير المقطعي (PET)، ونشر التصوير عشرات (DTI)1. كما يوفر EEG دقة زمنية عالية، والتي لا يمكن تحقيقها عند استخدام تدابير مثل التصوير بالرنين المغناطيسي، PET، أو DTI2. دقة زمنية عالية أمر بالغ الأهمية عند فحص الوظيفة الزمنية المركزية من أجل الحصول على الدقة الملي ثانية من الآليات العصبية الفسيولوجية المتعلقة بمعالجة مدخلات أو أحداث محددة.  في النظام البصري المركزي، الإمكانات البصرية القشرية التي أثارها (CVEPs) هي نهج شعبي في دراسة العمليات العصبية المقفلة زمنيا في القشرة الدماغية.  يتم تسجيل الردود CVEP ومتوسط على مدى عدد من التجارب الحدث، مما أدى إلى مكونات الذروة (على سبيل المثال، P1، N1، P2) الناشئة على فترات محددة مللي ثانية. توقيت واتساع هذه الاستجابات العصبية الذروة يمكن أن توفر معلومات بشأن سرعة المعالجة القشريةوالنضج، فضلا عن العجز في وظيفة القشرية 3،4،5.

CVEPs خاصة بنوع الإدخال المرئي المقدم للعارض. باستخدام بعض المحفزات في نموذج CVEP، فمن الممكن لمراقبة وظيفة الشبكات البصرية المتميزة مثل تيار البطني، والمشاركة في معالجة الشكل واللون، أو parvocellular والمدخلات magnocellular6،7، 8، وتيار الظهرية ، والتي تعالج إلى حد كبير الحركة أو المدخلات magnocellular9،10. وكانت الممارسات المالية الدولية التي تولدها هذه الشبكات مفيدة ليس فقط في فهم أفضل للآليات العصبية الفسيولوجية النموذجية التي تقوم على السلوك الكامن ة ولكن أيضا في العلاج المستهدف للسلوكيات غير النمطية في السكان السريريين. على سبيل المثال، تم الإبلاغ عن مكونات CVEP المتأخرة في كل من الشبكات الظهرية والبطنية في الأطفال الذين يعانون من عسر القراءة، مما يشير إلى أن الوظيفة البصرية في كلتا الشبكتين يجب أن تستهدف عند تصميم خطة التدخل11.  وهكذا، CVEPs المسجلة عن طريق تخطيط الدماغ توفر أداة سريرية قوية من خلالها لتقييم كل من العمليات البصرية النموذجية وغير النمطية.

في دراسة حديثة، تم استخدام تخطيط كهربية الدماغ عالي الكثافة لقياس CVEPs بداية الحركة الظاهرة في الأطفال النامية عادة، بهدف دراسة الاستجابات CVEP المتغيرة والمولدات القشرية البصرية ذات الصلة عبر التنمية. شاهد المشاركون بشكل سلبي محفزات الحركة الظاهرة12و13و14 و15، والتي تتألف من تغيير الشكل والحركة على حد سواء، وتهدف إلى تحفيز الجداول الظهرية والبطنية في وقت واحد. وتبين أن ما يقرب من نصف الأطفال استجابوا بشكل موجي CVEP، أو مورفولوجيا، تتكون من ثلاث قمم (P1-N1-P2، النمط ألف).  هذا المورفولوجيا هو استجابة CVEP الكلاسيكية لوحظ في جميع أنحاء الأدب. وعلى النقيض من ذلك، فإن النصف الآخر من الأطفال الذين قدموا مع نمط مورفولوجي يتألف من خمس قمم (P1-N1a-P2a-N1b-P2b، النمط باء). على حد علمنا، لم يتم مناقشة حدوث قوية ومقارنة هذه الأنماط المورفولوجية في الأدب CVEP في السكان الأطفال أو البالغين، على الرغم من أن مورفولوجيا متغيرقد لوحظ في كل من الحركة الظاهرة و CVEPs بداية الحركة14،16. وعلاوة على ذلك، لم تكن هذه الاختلافات المورفولوجية واضحة في البحوث التي تستخدم أساليب أخرى للتقييم الوظيفي القشري، مثل التصوير بالرنين المغناطيسي (FMRI) أو PET، بسبب انخفاض الاستبانة الزمنية لهذه التدابير.

لتحديد المولدات القشرية لكل ذروة في أنماط CVEP A و B، أجريت تحليلات توطين المصادر، وهو نهج إحصائي يستخدم لتقدير المناطق القشرية الأكثر احتمالا المشاركة في استجابة CVEP12،13 . لكل ذروة، بغض النظر عن النمط المورفولوجي، تم تحديد القشريات البصرية الأولية وأعلى ترتيب كمصادر للإشارة CVEP.  وهكذا، يبدو أن الفرق الرئيسي الكامن وراء مورفولوجيا CVEP التي أثارتها الحركة الظاهرة هو أن أولئك الذين لديهم نمط B تنشيط المناطق القشرية البصرية أوقات إضافية أثناء المعالجة. ولأن هذه الأنواع من الأنماط لم يتم تحديدها من قبل في المؤلفات، فإن الغرض من المعالجة البصرية الإضافية في تلك التي تحتوي على نمط CVEP B لا يزال غير واضح.  ولذلك، فإن الهدف التالي في هذا الخط من البحث هو الحصول على فهم أفضل لسبب مورفولوجيا CVEP التفاضلية وما إذا كانت هذه الأنماط قد تتعلق بالسلوك البصري في كل من السكان النموذجية والسريرية.

الخطوة الأولى في فهم لماذا بعض الأفراد قد تظهر شكل ية CVEP واحد مقابل آخر هو تحديد ما إذا كانت هذه الردود هي جوهرية أو الخارجية في الطبيعة.  وبعبارة أخرى، إذا كان الفرد يظهر نمط واحد استجابة لالتحفيز البصري، وسوف تستجيب مع نمط مماثل لجميع المحفزات؟  أم أن هذه الاستجابة تعتمد على التحفيز، خاصة بالشبكة المرئية أو الشبكات التي يتم تفعيلها؟

للإجابة على هذا السؤال، تم تصميم نموذجين بصريين سلبيين، يهدفان إلى تنشيط شبكات مرئية معينة بشكل منفصل. وقد صُمم الحافز المقدم في الدراسة الأولية لتحفيز كل من التيارات الدُرَّسة والبطنيّة في آن واحد؛ وبالتالي، لم يكن معروفا ما إذا كانت إحدى الشبكتين أو كلتاهما تشاركان في توليد مورفولوجيا موجية محددة. وفي النهج المنهجي الحالي، يتألف النموذج المصمم لتحفيز الدفق البطني من أجسام يمكن التعرف عليها بدرجة عالية في الأشكال الأساسية للمربعات والدوائر، مما يثير ظهور الأجسام. النموذج المصمم لتحفيز تيار الظهر يتكون من الحركة البصرية عبر حقل شعاعي من نقاط الحركة نقطة مركزية متماسكة بسرعة ثابتة نحو نقطة التثبيت، مما يثير CVEPs بداية الحركة.

والسؤال الثاني الذي نشأ نتيجة للدراسة الأولية هو ما إذا كان يمكن أن يكون المورفولوجيا التفاضلية VEP بسبب توقع المشاركين من المحفزات القادمة13. على سبيل المثال، أظهرت الأبحاث أن النشاط المتذبذب القشري من أعلى إلى أسفل الذي يحدث قبل التحفيز المستهدف قد يتنبأ بـ CVEP اللاحقة والاستجابات السلوكية إلى درجة ما17و18و19. استخدم نموذج الحركة الظاهر في الدراسة الأولى أطراً غير معشاة لنجم شعاعي ودائرة مع فترات ثابتة بين التحفيز (ISIs) من 600 مللي ثانية. النشاط المذبذب الناتج الذي يؤثر على مورفولوجيا CVEP اللاحقة12،13،19.

ولمعالجة هذه المشكلة، تم تصميم نماذج الكائنات البصرية والحركة في البروتوكول الحالي مع كل من ISIs المتسقة من نفس القيمة الزمنية وISIs معشاة مع قيم زمنية مختلفة (أي غضب).  باستخدام هذا النهج، قد يكون من الممكن تحديد كيف يمكن أن يؤثر التباين الزمني على مورفولوجيا VEP داخل شبكات بصرية متميزة. وإجمالاً، فإن الهدف من البروتوكول الموصوف هو تحديد ما إذا كان الجسم البصري ومحفزات الحركة حساسة للاختلافات في مورفولوجيا CVEP وما إذا كان التباين الزمني لعرض المحفزات سيؤثر على خصائص استجابة CVEP، بما في ذلك الكمون الذروة، والسعة، ومورفولوجيا. ولأغراض هذه الورقة، يتمثل الهدف في تحديد جدوى النهج المنهجي. ومن المفترض أن كلا من الأجسام البصرية والحركة قد تثير مورفولوجيا متغيرة (أي أن الأنماط ألف وباء ستلاحظ عبر المواضيع استجابة لكل من المحفزات) وأن التباين الزمني سيؤثر على ظهور الأجسام ومكونات CVEP التي تظهر الحركة.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تمت الموافقة على جميع الأساليب الموضحة هنا من قبل مجلس المراجعة المؤسسية (IRB) للبحوث البشرية في جامعة تكساس في أوستن.

1. الخصائص التحفيزية

  1. إنشاء محفزات للكائنات باستخدام الصور المفتوحة المصدر المتوفرة من خلال بنك المحفزات الموحدة (BOSS). تتكون قاعدة البيانات هذه من صور موحدة تستخدم في جميع التجارب المعرفية البصرية.  تحميل أربع صور (على سبيل المثال، ball02، book01a، الطوب، button03) مع معدل عال من تحديد (فوق 75٪)20،21.
  2. إنشاء محفزات الحركة باستخدام نسخة معدلة من البرنامج النصي DotDemo، والذي يتوفر من خلال مجموعة من الوظائف النفسية المصدر-3 تعمل عبر MATLAB، فضلا عن وظيفة الفيلم المتاحة في MATLAB (انظر الملف التكميلي).
    1. تكوين معلمات حقل النقطة وفقًا لحجم شاشة العرض التقديمي ومسافة العرض.
    2. أدخل 3600 لعدد إطارات الأفلام.
    3. أدخل 80 (بالسنتيمتر) لعرض الشاشة.
    4. أدخل سرعة نقطة في 5 درجة / ث.
    5. أدخل جزء ًا محدودًا من عمر النقطة من 0.05.
    6. أدخل 200 عدد النقاط.
    7. أدخل نصف قطر الحد الأدنى للحقل الحلقي كـ 1 درجة والحد الأقصى 15 درجة.
    8. أدخل 0.2 درجة لعرض كل نقطة.
    9. أدخل 0.35 درجة لنصف قطر نقطة التثبيت.
    10. حدد استخدام النقاط البيضاء في خلفية سوداء.
    11. تصدير الفيلم بتنسيق .avi.

2. تصميم النموذج البصري

  1. إنشاء نماذج من خلال برنامج تقديم التحفيز. إنشاء صلبات التثبيت مع خط Courier New Size 18، غامق، وتوسيط على شاشة العرض التقديمي.
  2. تصميم نموذج الكائن البصري دون توتر زمني (أي قيم ISI متسقة) عن طريق إنشاء صليب تثبيت أسود على خلفية بيضاء قدمت ل500 مللي ثانية، تليها واحدة من أربعة كائنات المقدمة في ترتيب عشوائي: الكرة، كتاب، الطوب، أو زر.
    1. تقديم كل كائن ل600 مللي ثانية (الشكل1A).  إظهار جميع الكائنات 75 مرة، لما مجموعه 300 تجربة ومدة نموذج من 5.5 دقيقة.
  3. تصميم نموذج الكائن البصري مع التوتر الزمني تتكون من نفس الصليب تثبيت أسود على خلفية بيضاء، وتظهر لفترة 500 أو 1000 مللي ثانية وتليها واحدة من الكائنات الأربعة، تستمر لمدة 600 أو 1000 مللي ثانية (الشكل1B).
    1. إنشاء أربع تجارب باستخدام برنامج تقديم التحفيز: تقاطع تثبيت لمدة 500 مللي ثانية، متبوعاً بكائن لـ 600 مللي ثانية؛ صليب تثبيت لمدة 500 مللي ثانية، متبوعاً بكائن لـ 1000 مللي ثانية؛ صليب تثبيت لمدة 1000 مللي ثانية، متبوعاً بكائن لـ 600 مللي ثانية؛ وصليب التثبيت مع مدة 1000 مللي ثانية تليها كائن ل1000 مللي ثانية.
      1. عشوائية هذه المحاكمات. تقديم كل محاكمة 19 مرة، وبلغت ذروتها في 304 محاكمات، مما أدى إلى وقت المشاهدة من حوالي 7.85 دقيقة.
  4. إنشاء نموذج الحركة البصرية دون غضب زمني عن طريق توليد الصليب تثبيت أبيض تركز على خلفية سوداء، دائم ل 500 مللي ثانية، تليها فيلم الحركة البصرية، والتي يتم اقتطاعها لتقديم ما يقرب من 1000 مللي ثانية (الشكل2A).
    1. كرر هذا التسلسل ما مجموعه 300 مرة، لمدة عرض حوالي 7.5 دقيقة.
  5. إنشاء نموذج الحركة البصرية مع غضب زمني باستخدام نفس الصليب التثبيت، دائم لفترات من 500، 750، أو 1000 مللي ثانية.
    1. بعد كل عبور التثبيت، وتقديم الفيلم الحركة البصرية مع مدة ما يقرب من 600 أو 1000 مللي ثانية (الشكل2B).
    2. إنشاء ست تجارب: تقاطع التثبيت مع مدة 500 مللي ثانية، تليها فيلم لمدة 600 مللي ثانية، والصليب التثبيت مع مدة 750 مللي ثانية، تليها فيلم لمدة 600 مللي ثانية، والصليب التثبيت مع مدة 1000 مللي ثانية، تليها فيلم لمدة 600 مللي ثانية ، صليب التثبيت مع مدة 500 مللي ثانية تليها فيلم ل1000 مللي ثانية، والصليب التثبيت مع مدة 750 مللي ثانية تليها فيلم ل 1000 مللي ثانية والصليب التثبيت مع مدة 1000 مللي ثانية تليها فيلم ل 1000 مللي ثانية.
      1. عشوائية هذه التجارب، مع كل يظهر 50 مرة.  تقديم ما مجموعه 300 محاكمة، لفترة مشاهدة تبلغ حوالي 7.75 دقيقة.

3. موافقة المشاركين، وتاريخ الحالة، وفحص الرؤية

  1. تحية للمشارك عند الوصول. الحصول على موافقة مستنيرة من خلال تقديم موافقة للمشارك للمشاركة في نموذج البحث. شرح استمارة الموافقة للمشارك والإجابة على أي أسئلة تنشأ.
  2. امنح المشارك استمارة سجل الحالة التي تتضمن معلومات عن اللغة الأم، وجلسة اليد، وحالة السمع، وحالة الرؤية، وغيرها من التشخيصات التي قد تكون لدى المشارك (على سبيل المثال، النفسية والعصبية). استبعاد المشاركين الذين يبلغون عن فقدان السمع و/أو التشخيصات العصبية، مثل إصابات الدماغ الصادمة.  ضم جميع المشاركين الآخرين.
  3. رافق المشارك إلى خارج المختبر لإكمال فحص الرؤية باستخدام مخطط Snellen لتحديد حدة البصر. جعل المشارك يقف 20 قدما بعيدا عن الرسم البياني وتبدأ من خلال تغطية عينه اليسرى لتحديد حدة العين اليمنى البصرية، ومن ثم تبديل العينين لتحديد حدة العين اليسرى البصرية. حساب حدة البصر استناداً إلى أصغر سطر من النص الذي يمكن للمشارك تكرار واحد على الأقل أكثر من نصف العدد الإجمالي للأحرف.
    ملاحظة: على سبيل المثال، إذا كرر المشارك 5 من 8 أحرف على خط 20/20، يتم حساب حدة البصر على أنها 20/20 في تلك العين.
  4. رافق المشارك إلى غرفة تسجيل EEG. اعمل على الجلوس على الكرسي المعين في وسط كشك عازل للصوت ذي جدران مزدوجة.

4. إعداد تخطيط كهربية الدماغ

  1. قياس محيط الرأس للمشارك بالسنتيمتر وحدد الحجم الصافي المناسب لـ EEG. قياس ووضع علامة على منتصف فروة الرأس (في منتصف الطريق بين nasion / inion وmastoids اليمين واليسار) لوضع القطب المرجعي.
  2. إعداد حل من الماء الدافئ (1 لتر) مختلطة مع شامبو الطفل (5 مل) وكلوريد البوتاسيوم (11 غرام / 10 سم مكعب)، مما يزيد من التوصيل الكهربائي بين الأقطاب الكهربائية وفروة الرأس، مما يؤدي إلى مقاومة الجهد السفلي وزيادة نسبة الإشارة إلى الضوضاء.
  3. ضع شبكة EEG في الحل. السماح للشبكة لنقع في الحل لمدة 5 دقائق قبل وضع على فروة الرأس المشارك.
  4. تشغيل الكمبيوتر تقديم التحفيز والكمبيوتر اكتساب EEG.
  5. ضع منشفة أو مواد ماصة أخرى حول عنق المشارك لمنع الحل من التنقيط على ملابسه.
  6. قم بتوصيل شبكة EEG بمكبر الصوت. إرشاد المشارك إلى إغلاق عينيه عند وضع شبكة تخطيط الدماغ لمنع الحل من التنقيط في عينيه.
  7. أمسك بقوة شبكة EEG بكلتا يديه وانتشرت في مكانها على رأس المشارك. تأكد من وضع الشبكة بشكل متناظر على رأس فروة الرأس، مع القطب المرجعي عند نقطة خط الوسط لفروة الرأس التي تم قياسها. قم بشد خطوط الذقن والشبكة العينية لضمان اتصال آمن بين فروة الرأس والأقطاب الكهربائية. اسأل المشارك إذا كان مرتاحاً وإذا كان هناك أي شيء يحتاج إلى تعديل.
  8. تحقق من قيم مقاومة القطب المناسبة، مع هدف متوسط 10 كيلو واط.
  9. للحد من قيم المعاوقة بعد وضع شبكة القطب الكهربائي، استخدم ماصة 1 مل لتطبيق محلول كلوريد البوتاسيوم على فروة الرأس / الأقطاب الكهربائية التي لديها مقاومة عالية. مواصلة هذه العملية حتى يتم تحقيق قيم المعاوقة الكافية عبر الأقطاب الكهربائية.

5. تسجيل تخطيط كهربية الدماغ

  1. إرشاد المشارك للتركيز على المحفزات البصرية التي ستظهر على الشاشة. مسافة العرض حوالي 65 بوصة.
  2. استخدام مولد رقم pseudorandom لتحديد ترتيب العرض التقديمي للنماذج المرئية الأربعة.
  3. بدء المهام المرئية وتسجيل تخطيط كهربية الدماغ.
  4. مراقبة تسجيل تخطيط كهربية الدماغ حسب الضرورة. إذا كان EEG الجارية يظهر ارتفاع myogenic أو 60 هرتز النشاط، وقفة التجربة لإعادة التحقق من اتصال القطب فروة الرأس.
  5. كرر الخطوتين 5.3 و5.4 لنموذج الكائن المرئي، والكائن المرئي مع نموذج التوتر الزمني، ونموذج الحركة البصرية، والحركة البصرية مع نموذج التوتر الزمني.
  6. في ختام التجربة، أوعز إلى المشارك بإغلاق عينيه لمنع الحل من دخول عينيه عند إزالة الشبكة. تبدأ من خلال تخفيف الذقن وخطوط صافي العين، ثم إزالة الشبكة عن طريق سحب بلطف حزام الذقن صعودا وعلى رأس المشارك، والتأكد من سحب ببطء لضمان الشبكة لن تحصل متشابكة في شعر المشارك.
  7. افصل شبكة تخطيط كهربية الدماغ عن مكبر الصوت. بدء عملية التطهير عن طريق وضع غطاء تخطيط الدماغ في والخروج من دلو مليئة بالماء والفرينتحت صنبور. ثم، إنشاء محلول مطهر عن طريق إضافة ما يقرب من 2 لتر من الماء إلى دلو مطهر وخلط 15 مل من مطهر مع الماء.
  8. تزج نهاية الاستشعار من الشبكة في مطهر. تعيين جهاز ضبط الوقت لمدة 10 دقيقة؛ لأول 2 دقيقة، يغرق باستمرار صافي صعودا وهبوطا. ترك صافي نقع لبقية 10 دقيقة.
  9. إزالة EEG صافي من محلول مطهر. ضع شبكة تخطيط كهربية الدماغ في وإلى دلو القطب الكهربائي المملوء بالماء وتحت الماء الجاري لشطفه. كرر أربع مرات.  السماح للشبكة للهواء الجاف.

6. تحليلات تخطيط كهربية الدماغ

  1. تصدير ملفات تخطيط كهربية الدماغ للتحليلات في MATLAB عن طريق مربع الأدوات EEGLAB باستخدام مرشح 1 هرتز تمرير عالية، تجزئة حول كل محاكمة (أو حدث) من 100 مللي ثانية قبل التحفيز و 500 مللي ثانية فترات ما بعد التحفيز.
  2. استيراد البيانات باستخدام مربع الأدوات EEGLAB.
    1. اختر خيار الملف من القائمة المنسدلة وانقر على استيراد البيانات.  حدد باستخدام وظائف EEGLAB والإضافات من القائمة.  انقر فوق التالي على تنسيق ملف التصدير المناسب.
  3. إعادة تعيين مواقع القنوات استنادًا إلى نوع المونتاج الكهربائي المستخدم عن طريق اختيار تحرير من القائمة المنسدلة وتحديد مواقع القناة.  انقر على البحث عن المواقع وحدد القطع الناقص لتحديد مسار ملف المونتاج الكهربائي من الفائدة.
  4. تعيين أوقات ما قبل وبعد التحفيز لأوقات بداية ونهاية الحقبة. أدخل قيمة -0.1 s في المربع وقت البدء.
  5. بيانات تصحيح خط الأساس وفقا للفاصل الزمني قبل التحفيز.
  6. تحديد وإزالة القنوات السيئة باستخدام احتمال عند عتبة Z-Score من 2.5.
    1. تحقق من التعرف الناجح وإزالة القنوات السيئة عن طريق رسم جميع الأقطاب الكهربائية. إزالة القنوات يدويا مع السعة الجهد المتوسط خارج نطاق +/- 30 درجة مئوية.
  7. تنفيذ رفض القطعة الأثرية عن طريق إدخال قيم -100 درجة مئوية و +100 ميكروفولت.
    ملاحظة:     هذه الطريقة فعالة في إزالة نشاط العين المسجلة في أقطاب العين (126، 127). ومع ذلك، قد يكون من الضروري إزالة التجارب يدوياً مع القطع الأثرية التي تحدث في سعة الجهد الصغير (أي ضمن نطاق +/- 100 درجة مئوية) لبعض المشاركين.
    1. الإحاطة علما بالقنوات التي كانت سيئة لقطاعات كاملة (أي، مع الفولتية خارج نطاق +/-100 درجة مئوية) وتسليط الضوء عليها باللون الأحمر. إزالة هذه القنوات السيئة يدوياإذا كانت تشكل 60٪ أو أكثر من المحاكمات المرفوضة. كرر هذه الخطوة عدة مرات حسب الضرورة.
    2. اتبع خطوات إزالة النتائج الملموسة كما هو موضح مسبقًا. تأكد من قبول ما لا يقل عن 100 مسحة. إزالة المحاكمات التي تم وضع علامة عليها للرفض.
  8. رسم القناة 75 (ما يعادل أوز)، أو القناة (القنوات) ذات الأهمية، لتصنيف الأنماط المورفولوجية. قبل رسم هذه القناة، تأكد من إجراء تصحيح خط الأساس قبل التحفيز.
  9. اختر النمط A إذا تميّز مورفولوجيا CVEP بذروة إيجابية كبيرة عند حوالي 100-115 مللي ثانية (P1)، تليها ذروة سالبة عند حوالي 140-180 مللي ثانية (N1) وذروة إيجابية في حوالي 165-240 مللي ثانية (P2).
  10. اختر النمط B إذا تميّز مورفولوجيا CVEP بذروة إيجابية كبيرة عند حوالي 100-115 مللي ثانية (P1)، تليها ذروة سالبة عند حوالي 140-180 مللي ثانية (N1a)، وهي ذروة إيجابية عند حوالي 180-240 مللي ثانية (P2a)، ثم ذروة سلبية في حوالي 180-240 مللي ثانية (P2a)، ثم ذروة سلبية في حوالي 140-180 مللي ثانية (N1a)، وهي ذروة إيجابية في حوالي 180-240 مللي ثانية (P2a)، ثم ذروة سلبية في حوالي 230-280 مللي ثانية (N1b) والذروة الإيجابية في حوالي 260-350 مللي ثانية (P2b).
  11. إلحاق مجموعات البيانات الفردية معًا وفقًا للنمط المورفولوجي الذي لوحظ بصرياً لإنشاء متوسط مجموعة. اسم ملف مجموعة البيانات المدمجة حديثاً وحفظها.
  12. عرض الملفات الملحقة كمتوسط عن طريق رسم القناة (القنوات) ذات الأهمية.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ويبين الشكل 3 والشكل 4 النتائج التمثيلية لـ CVEP التي تظهر على الكائن والحركة لخمسة مشاركين تتراوح أعمارهم بين 19 و24 عاماً، والذين شاهدوا كل نموذج مرئي نظرة سلبية. سمح هذا التصميم بمراقبة استجابات CVEP التي أثارتها الكائنات البصرية (مع وبدون غضب) والحركة البصرية (مع وبدون غضب) داخل وعبر المواضيع وفقا لكل حالة.  وقد جُمعت هذه الردود وفقاً للنمط المورفولوجي الذي أثارته المحفزات البصرية ومتوسط القدرات لإنشاء نمط متوسط من الـ CVEP.  في الأجسام التي لا توجد فيها حال...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وكان الهدف من هذا التقرير المنهجي هو تقييم الجدوى في تسجيل مورفولوجيا CVEP التفاضلية باستخدام المحفزات البصرية والحركة المصممة خصيصا لتحفيز التيارات البطنية والالظهرية بشكل منفصل في مهام العرض السلبي6 ،7،8، سواء مع أو بدون اختلاف ISIs (غضب)19. لم يتم تصميم الظروف لتكون مقارنة مباشرة، بل تم إجراء ملاحظات حول ما إذا كان متغير CVEP مورفولوجيا موجودة في أي من الحالتين، وما إذا كان التوتر الزمني داخل هذا الشر...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وليس لدى أصحاب البلاغ ما يكشفون عنه.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وقد تم دعم هذا البحث من قبل جامعة تكساس في أوستن مودي كلية الاتصالات منحة جائزة التحضير وجامعة تكساس في مكتب أوستن من منحة البحوث الخاصة البحوث.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
E-Prime 2.0Psychology Software Tools، Incالمستخدمة في الحصول على البيانات
Net Amps 400Electrical Geodesics، Incالمستخدمة في الحصول على البيانات
Station Acquisition V5.2.0.2Electrical Geodesics، Incالمستخدمة في الحصول على البيانات
iMac (27 بوصة)Appleالمستخدمة في الحصول على البيانات
Optiplex 7020 ComputerDellStimulus computer
HydroCel GSN EEG netElectrical Geodesics، Incتستخدم في تجميع البيانات
1 مل ماصةالجيوديسية الكهربائية، Incتستخدم لخفض المعاوقات
شامبو الأطفالجونسون جونسون & جونسونالمستخدمة في محلول المعاوقة
كلوريد البوتاسيوم (الجاف)الجيوديسيا الكهربائية، Incالمستخدمة في محلول المعاوقة
التحكم في مبيدات الجراثيم المطهرةIIIتستخدم في محلول مطهر
شاشة LCD مقاس 32 بوصة & nbsp ؛Vizioيستخدم لتقديم المحفزات
Matlab (R2016b)MathWorksالمستخدم في تحليل البيانات
EEGlab v14.1.2مركز شوارتز لعلم الأعصاب الحسابي ، جامعة كاليفورنيا ، سان دييغوhttps://sccn.ucsd.edu/eeglab/index.phpيستخدم في تحليل البيانات
بنك قاعدة بيانات BOSSللمنبهات الموحدةhttps://sites.google.com/site/bosstimuli/تستخدم في توليد محفزات الكائن المرئية   ؛
Psychtoolbox-3Psychophysical Toolbox الإصدار 3 (PTB-3)http://psychtoolbox.org/يستخدم في توليد محفزات الحركة البصرية
Net

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Lascano, A. M., Lalive, P. H., Hardmeier, M., Fuhr, P., Seeck, M. Clinical evoked potentials in neurology: A review of techniques and indications. Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry. 88 (8), 688-696 (2017).
  2. Mehta, R. K., Parasuraman, R. Neuroergonomics: A review of applications to physical and cognitive work. Frontiers in Human Neuroscience. 7, 889(2013).
  3. Kuba, M., Kubova, Z., Kremlacek, J., Langrova, J. Motion-onset VEPs: Characteristics, methods, and diagnostic use. Vision Research. 47 (2), 189-202 (2007).
  4. Tobimatsu, S., Celesia, G. G. Studies of human visual pathophysiology with visual evoked potentials. Clinical Neurophysiology. 117 (7), 1414-1433 (2006).
  5. Tremblay, E., et al. Delayed early primary visual pathway development in premature infants: High density electrophysiological evidence. PLoS One. 9 (9), e107992(2014).
  6. Allison, T., Puce, A., Spencer, D. D., McCarthy, G. Electrophysiological studies of human face perception. I: Potentials generated in occipitotemporal cortex by face and non-face stimuli. Cerebral Cortex. 9, 415-430 (1999).
  7. Grill-Spector, K. The neural basis of object perception. Current Opinions in Neurobiology. 13, 159-166 (2003).
  8. Mitchell, T. V., Neville, H. J. Asynchronies in the development of electrophysiological responses to motion and color. Journal of Cognitive Neuroscience. 16, 1363-1374 (2004).
  9. Armstrong, B. A., Neville, H. J., Hillyard, S. A., Mitchell, T. V. Auditory deprivation affects processing of motion, but not color. Cognitive Brain Research. 14, 422-434 (2002).
  10. Donner, T. H., Siegel, M., Oostenveld, R., Fries, P., Bauer, M., Engel, A. K. Population activity in the human dorsal pathway predicts the accuracy of visual motion detection. Journal of Neurophysiology. 98, 345-359 (2007).
  11. Bonfiglio, L., et al. Defective chromatic and achromatic visual pathways in developmental dyslexia: Cues for an integrated intervention programme. Restorative Neurology and Neuroscience. 35 (1), 11-24 (2017).
  12. Campbell, J., Sharma, A. Visual cross-modal re-organization in children with cochlear implants. PLoS ONE. 11 (1), e0147793-e0147718 (2016).
  13. Campbell, J., Sharma, A. Distinct visual evoked potential morphological patterns for apparent motion processing in school-aged children. Frontiers in Human Neuroscience. 10 (71), 277(2016).
  14. Doucet, M. E., Gosselin, F., Lassonde, M., Guillemot, J. P., Lepore, F. Development of visual-evoked potentials to radially modulated concentric patterns. Neuroreport. 16 (6), 1753-1756 (2005).
  15. Doucet, M. E., Bergeron, F., Lassonde, M., Ferron, P., Lepore, F. Cross-modal reorganization and speech perception in cochlear implant users. Brain. 129 (12), 3376-3383 (2006).
  16. Kubova, Z., et al. Difficulties of motion-onset VEP interpretation in school-age children. Documenta Ophthalmologica. 128, 121-129 (2014).
  17. Gould, I. C., Rushworth, M. F., Nobre, A. C. Indexing the graded allocation of visuospatial attention using anticipatory alpha oscillations. Journal of Neurophysiology. 105, 1318-1326 (2011).
  18. Hanslmayr, S., Aslan, A., Staudigl, T., Klimesch, W., Hermann, C. S., Bauml, K. H. Prestimulus oscillations predict visual perception performance between and within subjects. Neuroimage. 37, 1465-1543 (2007).
  19. Toosi, T., Tousi, E. K., Esteky, H. Learning temporal context shapes prestimulus alpha oscillations and improves visual discrimination performance. Journal of Neurophysiology. 118 (2), 771-777 (2017).
  20. Brodeur, M. B., Dionne-Dostie, E., Montreuil, T., Lepage, M. The Bank of Standardized Stimuli (BOSS), a new set of 480 normative photos of objects to be used as visual stimuli in cognitive research. PLoS One. 5 (5), e10773(2010).
  21. Brodeur, M. B., et al. The Bank of Standardized Stimuli (BOSS): Comparison between French and English norms. Behavior Research Methods. 44, 961-970 (2012).
  22. Suttle, C., Harding, G. Morphology of transient VEPs to luminance and chromatic pattern onset and offset. Vision Research. 39 (8), 1577-1584 (1999).
  23. Campbell, J., Sharma, A. Cross-modal re-organization in adults with early stage hearing loss. PLoS One. 9 (2), e90594(2014).
  24. Campbell, J., Sharma, A. Compensatory changes in cortical resource allocation in adults with hearing loss. Frontiers in Systems Neuroscience. 7, 71(2013).
  25. Debener, S., Hine, J., Bleeck, S., Eyles, J. Source localization of auditory evoked potentials after cochlear implantation. Psychophysiology. 45 (1), 20-24 (2008).
  26. Gilley, P. M., Sharma, A., Dorman, M. F. Cortical reorganization in children with cochlear implants. Brain Research. 1239, 56-65 (2008).
  27. Neuner, I., Arruba, J., Felder, J., Shah, N. J. Simultaneous EEG-fMRI acquisition at low, high and ultra-high magnetic fields up to 9.4 T: Perspectives and challenges. Neuroimage. 15 (102), 71-79 (2014).
  28. Schulte-Korne, G., Bartling, J., Deimel, W., Remschmidt, H. Visual evoked potential elicited by coherently moving dots in dyslexic children. Neuroscience Letters. 357 (3), 207-210 (2004).
  29. Zhang, R., Hu, Z., Roberson, D., Zhang, L., Li, H., Liu, Q. Neural processes underlying the “same”- “different” judgment of two simultaneously presented objects—an EEG study. PLoS One. 8 (12), e81737(2013).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Cortical Visual Evoked PotentialHigh density EEGVisual Stimulus ParadigmsEEG Data AnalysisArtifact RejectionMorphological Pattern CategorizationElectrode Impedance MeasurementEEG Net PreparationSignal Processing PlatformsVisual Cortical Networks

Related Articles