Kortikale Quelle Analyse von High-Density-Aufnahmen EEG bei Kindern

Zusammenfassung

In den letzten Jahren gab es eine wachsende Interesse an der Schätzung der kortikalen Quellen der Kopfhaut gemessene elektrische Aktivität für kognitive Neurowissenschaften Experimente. Dieser Artikel beschreibt, wie hohe Dichte EEG erfasst und ab dem Alter von 2 Jahren an der London Baby Lab, wie Aufnahmen für kortikale Quelle Schätzung bei Kindern verarbeitet.

Zusammenfassung

EEG wird traditionell als Neuroimaging-Technik mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung niedrig beschrieben. Jüngste Fortschritte in der biophysikalischen Modellierung und Signalverarbeitung machen es möglich, Informationen von anderen bildgebenden Verfahren wie MRT Struktur, die hohe räumliche Auflösung, um diese Einschränkung zu überwinden ¹ zu nutzen. Dies ist besonders nützlich für Untersuchungen, die eine hohe Auflösung in der zeitlichen als auch räumlichen Bereich erfordern. Darüber hinaus aufgrund der einfachen Anwendung und niedrigen Kosten der EEG-Aufzeichnungen, ist EEG oft die Methode der Wahl bei der Arbeit mit Bevölkerungen, wie kleine Kinder, die funktionelle MRT nicht vertragen, scannt auch. Um jedoch zu untersuchen, welche neuronalen Substrate, anatomischen Informationen beteiligt strukturelle MRT noch benötigt wird. Die meisten EEG-Analyse-Pakete arbeiten mit Standard-Kopfmodelle, die auf erwachsene Anatomie beruhen. Die Genauigkeit dieser Modelle, wenn für Kinder verwendet wird, ² begrenzt, da die CO-mPosition und räumliche Konfiguration der Kopf Geweben ändert sich im Laufe der Entwicklung ^3.

In der vorliegenden Arbeit geben wir einen Überblick über unsere Arbeit in den letzten Nutzung Kopfmodelle auf Basis von einzelnen Struktur MRI-Scans oder altersspezifische Kopfmodelle, die kortikalen Generatoren mit hoher Dichte EEG rekonstruieren. Dieser Artikel beschreibt die EEG-Aufzeichnungen erfasst, verarbeitet und mit pädiatrischen Populationen an der London Baby Lab, einschließlich Laboraufbau, Aufgabengestaltung, EEG Vorverarbeitung, MRI Verarbeitung und EEG-Kanal-Ebene und Quellenanalyse analysiert.

Einleitung

Präsident Barack Obama bezeichnete die menschliche Gehirn als nächste Grenze der wissenschaftlichen Entdeckung mit hoher Bedeutung für die Gesundheit und Wirtschaft ³ (http://www.whitehouse.gov/share/brain-initiative). , Wie jeder andere Bereich in den Naturwissenschaften, Neurowissenschaften, hängt jedoch von Fortschritten in der Methoden-und Analysetechniken für den Fortschritt. Zwei häufig verwendete nicht invasive Werkzeuge in Studien über die Gehirnfunktion bei Menschen sind Kernspintomographie (MRI) und Elektroenzephalogramm (EEG). Das Tool nutzen unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften und stellen verschiedene Einblicke in die Gehirnfunktion ....

Protokoll

1. Planung EEG & Event bezogene Potenzial Experimente für Kinder

Hinweis: Ein einfaches Experiment wurde für die Zwecke dieses Artikels, die zur Verarbeitung von Gesichtern bei Kindern untersuchen werden können, konzipiert. Im folgenden Abschnitt wird das Experiment zu beschreiben und zu erklären, wie es zu implementieren mit MATLAB und R2012b Psychtoolbox V3.0.11 ^23,24. Bilder von der NimStim Satz von emotionalen Gesichtsausdruck ²⁵ aufgenommen wurden für dieses Beispiel verwendet. Dieser Stimulus-Set ist auf Anfrage für Forschungszwecke zur Verfügung ( http://www.macbra....

Ergebnisse

Entwerfen ERP-Experimente für Säuglinge und Kinder ist oft eine Herausforderung, die aufgrund ihrer begrenzten Kapazität, lange wiederholenden Versuche ³⁰ zu tolerieren. Dieses Problem wird weiter verschärft, wenn der Experimentator plant Quellenrekonstruktion gilt, da genaue Quellenrekonstruktion wird ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis erforderlich ^1. Abbildung 1 zeigt ein experimentelles Protokoll für die Untersuchung von Gesicht Verarbeitungsmechanismen, die mit sehr kleinen Kin.......

Diskussion

Der vorliegende Artikel beschreibt die Aufzeichnung und Analyse von hoher Dichte EEG für den Wiederaufbau der kortikalen Generatoren mit Boundary-Element-Modelle, die auf altersgerechte durchschnittliche MRI-Vorlagen und Tiefe gewichtete Minimum-Norm-Schätzung in einem Standard-ERP-Paradigma für Kinder geeignet. In diesem Paradigma werden Bilder von Gesichtern und Rührei Gesichter präsentiert. Verschiedene Autoren dieses Paradigma verwendet, um die Entwicklung der Gesichtsverarbeitungsmechanismen über ³⁵ Entw.......

Materialien

Zeitschrift für neurowissenschaftliche Methoden134

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
EEG-Sensornetz mit hoher Dichte (128 oder 256 Kanäle)	HydroCel Geodätisches Sensornetz 128	Electrical Geodesic Inc., Oregon, USA
EEG-Verstärker mit hoher Impenanz	NetAmps 200	Electrical Geodesic Inc., Oregon, USA
Datenerfassungscomputer	PowerMac G4	Apple Inc., Kalifornien, USA
Stimulus Presentation Computer	Optiplex 745	Dell Computers Inc., Texas, USA
Stimulus Presentation Software	MATLAB R2012b mit PsychToolBox	Brainard et al. 1997
EEG-Aufzeichnungssoftware	NetStation 4.5.1	Electrical Geodesic Inc., Oregon, USA
EEG-Analyse Software	MATLAB R2012b	The Mathworks Inc.
	EEGLAB	Delorme et al. 2004
	BrainStorm	Sylvain et al. 2001
MRT-Verarbeitungssoftware	FreeSurfer	Fischl et al. 2004
	OpenMEEG	Gramfort et. al. 2010<
Sylvain, B., John, C., Dimitrios, P., & Richard, M. Brainstorming: Eine benutzerfreundliche Anwendung für die MEG/EEG-Analyse. Computational Intelligence and Neuroscience, 1– 13, (2011).
Fischl, B. et al. Automatische Parzellierung der menschlichen Großhirnrinde. Großhirnrinde, 14(1), 11– 22, (2004).
Gramfort, A., Papadopoulo, T., Olivi, E., & Clerc, M. OpenMEEG: Opensource-Software für quasistatische Bioelektromagnetik. BioMedical Engineering OnLine, 9(1), 45, (2010).
Brainard, D. H. Der Werkzeugkasten der Psychophysik. Räumliches Sehen, (1997).

td colspan="4">Delorme, A., & Makeig, S. EEGLAB: eine Open-Source-Toolbox zur Analyse der EEG-Dynamik in Einzelstudien, einschließlich unabhängiger Komponentenanalyse. , (1), 9– 21, (2004).