Name: 同时脑磁图和脑电图的功能映射 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-06-14T19:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 4 s
Description: 学习使用脑磁图和脑电图技术进行大脑感觉功能映射的方法。本研究通过听觉和体感刺激协议，帮助识别健康志愿者与癫痫患者的感觉处理脑区，为神经外科手术提供重要参考。

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1. 检查系统调谐和数据质量
<ol>
<li>检查MEG系统的调谐状态。使用MEG系统配套的调谐与噪声测量软件，确认所有通道均正确调谐，且平面梯度计和磁力计MEG通道的平均噪声水平分别低于3 fT/cm或3 fT。</li>
<li>采集一段空室数据。在屏蔽室内无受试者的情况下，采集5分钟数据，用于质量控制和噪声评估。</li>
</ol>
2. 设置刺激参数和数据采集参数。
<ol>
<li>使用刺激计算机、安装在屏蔽室外的投影仪以及体感电刺激器（Grass Model S88），设置体感、听觉和视觉刺激。</li>
</ol>
3. 受试者准备
<ol>
<li>在进行 MEG/EEG 研究之前，每位受试者必须填写有关安全性和知情同意的若干表格。</li>
<li>检查受试者是否不含磁性材料。将受试者带入屏蔽室并开始采集 MEG 数据，以确认数据中无磁性伪迹。如有必要，可使用消磁器减少体内磁性物体（如牙科材料）引起的伪迹。</li>
<li>佩戴 EEG 帽，注入导电凝胶，并检测阻抗。阻抗应低于 10 kOhms。</li>
<li>安放 EOG 电极和参考电极。</li>
<li>安放头部位置指示器（HPI）线圈。将四个 HPI 线圈置于 MEG 传感器阵列覆盖区域下方，并确保彼此间距较远。</li>
<li>对解剖标志点、HPI 线圈、EEG 电极和头部形状进行数字化采集。</li>
<li>将受试者移入扫描仪。</li>
</ol>
4. 每种感觉模式的数据采集
<ol>
<li>在刺激计算机上设置刺激方案。进行体感正中神经刺激时，将电极贴附于左右手腕处，并逐步增加刺激强度，使刺激水平超过运动阈值。进行听觉刺激时，插入耳机并确认刺激强度适当。进行视觉刺激时，将背投屏幕置于受试者前方，并确认刺激呈现正确。</li>
<li>开始数据采集并检查数据质量。在原始数据显示界面上，检查所有通道是否正常工作且无任何伪迹。</li>
<li>测量头部位置。从采集控制台启动头部位置测量，并确认结果符合软件规定的标准。</li>
<li>开始保存原始数据及在线平均数据。</li>
<li>启动刺激呈现</li>
<li>所有刺激呈现完毕后，保存原始数据和在线平均结果。</li>
</ol>
5. 数据分析
在数据分析中，我们将使用解剖学 MRI 数据来可视化结果、确定前向建模中组织区室的形状，以及将颅内脑磁图（lMEG）/脑电图（EEG）数据约束到皮层表面。分析中同时采用了电流偶极子模型和一种分布式的、皮层约束的最小范数解。图1展示了分布式源分析的工作流程。
<img src="/files/ftp_upload/1668/1668fig1.jpg" alt="MEG/EEG 源分析工作流程图；MRI/MEG 数据、皮层几何结构、逆算子。" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="figure 1"> 图 1. 使用皮层约束最小范数估计分析 MEG/EEG 的整体工作流程。

<ol><li>Hämäläinen, M., Hari, R., Ilmoniemi, R., Knuutila, J., Lounasmaa, O. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetoencephalography+-+theory%2C+instrumentation%2C+and+applications+to+noninvasive+studies+of+the+working+human+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Reviews+of+Modern+Physics%22%5BJournal%5D)">Magnetoencephalography - theory, instrumentation, and applications to noninvasive studies of the working human brain.</a> Reviews of Modern Physics. 65, 413-497 (1993).</li>
<li>Hämäläinen, M., Hari, R. Brain Mapping, The Methods. Toga, A. W., Mazziotta, J. C. , Academic Press. 227-253 (2002).</li>
<li>Sharon, D., Hämäläinen, M., Tootell, R. B., Halgren, E., Belliveau, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+advantage+of+combining+MEG+and+EEG%3A+Comparison+to+fMRI+in+focally+stimulated+visual+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">The advantage of combining MEG and EEG: Comparison to fMRI in focally stimulated visual cortex.</a> Neuroimage. 36, 1225-1235 (2007).</li>
<li>Mäkelä, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+integration+of+brain+anatomy+and+function+to+facilitate+intraoperative+navigation+around+the+sensorimotor+strip%5BTitle%5D)+AND+%22Human+Brain+Mapping%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional integration of brain anatomy and function to facilitate intraoperative navigation around the sensorimotor strip.</a> Human Brain Mapping. 12, 180-192 (2001).</li>
</ol>

脑磁图（MEG）和脑电图（EEG）是唯一能够以高时间分辨率无创记录大脑活动的方法。MEG 尤其适用于研究皮层活动。本文演示了结合 MEG/EEG 的数据采集与分析方法，用于确定与简单感觉刺激处理相关的大脑活动。此类实验广泛应用于基础神经科学和临床研究。如果脑激活呈局灶性，则可采用电流偶极子模型，并以约 5 mm 的精度确定活动位置。在更复杂的情况下，可采用皮层约束的源估计方法来揭示激活的时空模式。这些模型利用解剖 MRI 数据进行可视化、确定组织 compartments 的几何结构以进行正向建模，以及提供皮层位置和方向的约束条件。

同步 meg 与 eeg 的功能定位映射

Functional Mapping with Simultaneous MEG and EEG

我们采用脑磁图（MEG）和脑电图（EEG）技术来定位参与简单感觉刺激处理的脑区，并确定其时间动态演变过程。我们将使用躯体感觉刺激来定位手部躯体感觉区，使用听觉刺激来定位听觉皮层，使用分布在视觉视野四个象限的视觉刺激来定位早期视觉区。此类实验常用于癫痫和脑肿瘤患者的功能定位，以确定重要功能皮层的位置。在基础神经科学研究中，类似的实验方案被用于研究皮层活动的协调机制。数据采集流程包括质量控制程序、受试者在联合MEG/EEG研究前的准备工作，以及通过躯体感觉、听觉和视觉刺激诱发反应数据的采集。我们还展示了如何利用等效电流偶极子模型和皮层约束的最小范数估计方法对数据进行分析。在分析过程中，使用解剖结构MRI数据进行可视化，并提取组织边界的几何信息，用于正向建模，以及为最小范数估计提供皮层位置和方向的约束条件。

关键词：脑磁图，脑电图，功能定位，躯体感觉刺激，听觉刺激，视觉刺激，等效电流偶极子，最小范数估计，MRI，皮层映射

我们采用脑磁图（MEG）和脑电图（EEG）来绘制参与简单感觉刺激处理的脑区。

同步 MEG 与 EEG 的功能定位映射

我们采用脑磁图（MEG）和脑电图（EEG）来定位并确定参与……的脑区活动的空间位置及其时间动态演变

大家好，我是来自麻省总医院马蒂诺中心的 Markham。大家好，我是 Han Liu，也来自马蒂诺中心。今天我们将向您展示一种利用听觉-躯体感觉刺激采集和分析 MEC 与 EC 数据的实验方案。这一过程被用于定位主要的感觉皮层兴趣区（COIs）。我们在实验室中采用该方法，研究健康志愿者以及符合手术指征的局灶性癫痫患者。现在我们开始。首先检查MEG系统的调谐情况。确保所有通道均正确调谐，且Plano梯度计通道的平均噪声水平低于3飞特斯拉/厘米，磁强计通道低于3飞特斯拉。接下来，采集五分钟的空室数据，以获得背景噪声的估计值。现在设置将在实验过程中向受试者呈现的躯体感觉、听觉和视觉刺激。这需要通过一台刺激计算机、安装在屏蔽室外的投影仪以及一台躯体感觉电刺激器来实现。在准备受试者进行实验时，首先确保其身上无任何磁性材料，然后将其带入屏蔽室，并采集部分脑磁图（MEG）数据，以检查是否存在磁性伪迹的迹象。现在，确保受试者身上没有任何干扰物后，将脑电图（EEG）帽戴在受试者头部，并向每个电极注入导电凝胶。待 EEG 帽就位并准备就绪后，连接眼电图（EOG）电极和参考电极，并检查 EEG 及所有其他电极的阻抗均低于 10 千欧。接下来放置头部位置指示器（HPI）线圈，将其定位在 MEG 传感器阵列覆盖区域的下方，并确保彼此之间保持足够距离。现在对基准标记点、HPI线圈、EEG电极以及头部形状进行数字化。此步骤在屏蔽磁室外进行，使用三维数字化仪完成。最后，将受试者放入扫描仪中。准备工作完成后，开始采集数据。首先，在刺激计算机上为躯体感觉正中神经刺激设置刺激方案。将刺激电极连接至受试者的左右手腕，并逐步增加刺激强度，但需确保强度低于听觉刺激的运动阈值。将耳机放置在受试者耳部，并检查音量是否适合视觉刺激。将背投屏幕置于受试者前方，并检查刺激呈现是否正确。现在开始在原始数据显示界面上采集数据。检查所有通道是否正常工作，且不包含任何伪迹。向受试者呈现刺激，然后保存在线平均后的原始数据。在数据分析过程中，我们使用解剖学磁共振成像（MRI）数据来确定前向建模中组织区室的形态，并将脑磁图-脑电图（MEEG/EEG）数据约束至大脑皮层表面。我们采用当前偶极子模型和一种分布式的、皮层约束的最小范数解。定位对刺激产生反应的脑区。我们刚刚向您展示了如何采集和分析视觉、听觉及其他某些感觉刺激下的EG和EG数据。我们已经展示了如何分析这些数据以定位主要的感觉皮层。就此结束。感谢您的观看，祝您的实验顺利成功。

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神经科学

同时脑磁图和脑电图的功能映射

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我们采用脑磁图和脑电图（MEG/EEG），结合磁共振成像（MRI）获取的解剖学信息，来绘制与听觉注意相关的皮层网络动态图谱。...

利用同步脑磁图/脑电图与基于解剖约束的最小范数估计绘制皮层动态：以听觉注意为例

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脑磁图（MEG）与高密度脑电图（HD-EEG）很少被同时记录，尽管二者可提供相互验证且互补的信息。本文展示了同步记录MEG与HD-EEG的实验设置，以及分析这些数据的方法，旨在定位药物难治性癫痫患儿的致痫区和功能重要脑区。...

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一种结合多种磁共振成像（MRI）数据模态指导下的个性化经颅磁刺激与脑电图（TMS-EEG）皮层网络定位的新方案。...

神经影像引导的经颅磁刺激–脑电图用于实时皮层网络定位

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