Analyse der neuronalen Aktivität und Konnektivität mit intrakraniellen EEG-Daten mit SPM-Software

Zusammenfassung

Wir präsentieren zwei analytische Protokolle, die verwendet werden können, intrakranielle Elektroenzephalographie Datenanalyse mit Hilfe der statistischen Parametric Mapping (SPM) Software: statistische parametrische Zuordnung Zeit-Frequenz-Analyse für neuronale Aktivität und dynamische kausale Modellierung der induzierten Reaktionen für Intra - und inter - regionale Verbindungen.

Zusammenfassung

Neuronale Aktivität und Konnektivität Zusammenhang mit kognitiven Funktionen bei hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung zu messen, ist ein wichtiges Ziel der kognitiven Neurowissenschaften. Intrakranielle Elektroenzephalographie (EEG) kann direkt elektrische neuralen Aktivität aufnehmen und hat das einzigartige Potential, dieses Ziel zu erreichen. Traditionell wurde durchschnittlich Analyse angewendet, um intrakranielle EEG-Daten zu analysieren; Allerdings gibt es mehrere neue Techniken für die Darstellung der neuronalen Aktivität und Intra - und inter - regionale Konnektivität. Hier stellen wir zwei analytische Protokolle, die wir vor kurzem angewendet, um intrakranielle EEG-Daten mit Hilfe der statistischen Parametric Mapping (SPM) Software zu analysieren: Zeit-Frequenzanalyse SPM für neuronale Aktivität und dynamische kausale Modellierung von induzierten Reaktionen für Intra - und inter - regionale Konnektivität. Wir berichten unsere Analyse der intrakraniellen EEG-Daten bei der Beobachtung von Gesichtern als repräsentative Ergebnisse. Die Ergebnisse zeigten, dass die minderwertigen occipital Gyrus (IOG) Gamma-Band-Aktivität bei sehr frühen Stadien (110 ms) als Reaktion auf Gesichter, und der IOG und Amygdala zeigten schnelle Intra - und inter - regionale Vernetzung mit verschiedenen Arten von Schwingungen zeigte. Diese analytische Protokolle haben das Potenzial, die neuronalen Mechanismen, die kognitive Funktionen mit hoher räumlicher und zeitlicher Profile zu identifizieren.

Einleitung

Neuronale Aktivität und Konnektivität Zusammenhang mit kognitiven Funktionen bei hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung zu messen, ist eines der primären Ziele der kognitiven Neurowissenschaften. Allerdings ist es nicht einfach, dieses Ziel zu erreichen. Eine populäre Methode verwendet, um neuronale Aktivität aufzuzeichnen ist funktionelle Magnetresonanz-Bildgebung (MRI). Funktionelle MRT bietet mehrere Vorteile, wie eine hohe räumliche Auflösung auf Millimeter-Ebene und nicht-invasive Aufnahme zwar ein klarer Nachteil der funktionellen MRT seiner geringen zeitlichen Auflösung. Darüber hinaus misst funktionelle MRI Blut-Sauerstoff-Niveau-abhängigen Signale, die nur....

Protokoll

Unsere Studie wurde von der lokalen institutionellen Ethikkommission genehmigt.

1. grundsätzliche Informationen

Hinweis: Die analytische Protokolle können auf verschiedene Arten von Daten ohne Einschränkungen bezüglich bestimmten Teilnehmern, Elektroden, Referenzmethoden oder Elektrode Standorten angewendet werden. In unserem Beispiel haben wir sechs Patienten, die pharmakologisch hartnäckigen fokale Epilepsie leiden getestet. Wir haben Patienten, die keine epileptische Herde in den Regionen von Interesse.

1. Intrakranielle EEG Daten während des kognitiven Tests an den Ziel-Elektroden.
   1. Implantat Ti....

Ergebnisse

Mit dem Protokoll enthaltenen, analysierten wir intrakranielle EEG-Daten in Reaktion auf Gesichter^18,19. Wir aufgezeichnete Daten von sechs Patienten während der passive Betrachtung von Gesichtern, Mosaiken und Häuser in aufrechten und invertiert Orientierungen. Die Kontraste der aufrechten Gesichtern gegenüber aufrecht Mosaiken und gerader Schriftschnitt gegen aufrechte Häuser zeigten die Gesicht-Effekt (d.h.......

Diskussion

Die analytische Protokolle für intrakranielle EEG-Daten mit der SPM-Software eingeführt hierin haben mehrere Vorteile gegenüber funktionelle MRI. Erstens können die Protokolle neuronalen Aktivierung mit einer hohen zeitlichen Auflösung darstellen. Daher zeigen die Ergebnisse, ob die kognitive Korrelate der neuronalen Aktivierung auf frühen oder späten Stadien der Verarbeitung umgesetzt werden. In unserem Beispiel wurde die Gesicht-Effekt der visuellen Verarbeitung in den sehr frühen Stadien (d. h. 110 ms) identi.......