Gleichzeitiges Eye-Tracking und Einzelneuronen-Aufzeichnung zur Identifizierung zielselektiver Neuronen

Nehmen wir einen menschlichen Teilnehmer mit Tiefenelektroden, die in den medialen Temporallappen des Gehirns eingebettet sind und auf visuelle Reize reagieren.

Die Elektroden enthalten Mikrodrähte, die die elektrische Aktivität einzelner Neuronen aufzeichnen.

Positionieren Sie ein Display, das mit einem Eye-Tracking-System verbunden ist, vor dem Teilnehmer. Das System verfolgt Augenbewegungen als Reaktion auf visuelle Reize.

Präsentieren Sie dem Teilnehmer ein Zielobjekt, gefolgt von einem Sucharray mit mehreren Objekten, einschließlich des Ziels. Weisen Sie den Teilnehmer an, das Ziel im Array zu identifizieren und die Erkennung durch Drücken einer Schaltfläche in einem Antwortfeld zu bestätigen.

Nach der Erkennung modifizieren zielselektive Neuronen im Gehirn die Geschwindigkeit des Abfeuerns elektrischer Signale, die als Aktionspotentiale bezeichnet werden, um visuelle Informationen zu übertragen.

Die Elektroden-Mikrodrähte zeichnen diese Signale extrazellulär auf.

Korrelieren Sie das Timing der Zielerkennung, das aus Tastendruck- und Eye-Tracking-Daten gewonnen wird, mit dem Timing der Änderung der Feuerrate, um das Vorhandensein von zielselektiven Neuronen zu beurteilen.

Schließen Sie zunächst die Elektroden an das Aufzeichnungssystem an und positionieren Sie den Patienten aufrecht sitzend. Verbinden Sie dann den Stimuluscomputer mit dem Elektrophysiologie-System und dem Eyetracker. Platzieren Sie das ferngesteuerte, nicht-invasive Infrarot-Eye-Tracking-System auf einem robusten mobilen Wagen. Befestigen Sie dann einen flexiblen Arm, der ein LCD-Display hält, am Wagen.

Legen Sie ein vollständig aufgeladenes, unterbrechungsfreies Netzteil auf den Eye-Tracking-Wagen und schließen Sie alle Geräte, die mit Eye-Tracking in Verbindung stehen, an das Netzteil und nicht an eine externe Stromquelle an. Stellen Sie sicher, dass das an den Patienten angeschlossene Infusionsgerät mit Batterie betrieben wird und nicht an die Steckdose angeschlossen ist. Starten Sie die Eye-Tracking-Software. Stellen Sie den Abstand zwischen dem Patienten und dem LCD-Bildschirm auf 60 bis 70 Zentimeter ein.

Stellen Sie außerdem den Winkel des LCD-Bildschirms so ein, dass die Oberfläche des Bildschirms ungefähr parallel zum Gesicht des Patienten ist. Kleben Sie einen Aufkleber auf die Stirn des Patienten, damit sich der Eyetracker an Kopfbewegungen anpassen kann. Passen Sie nun die Höhe des Bildschirms relativ zum Kopf des Patienten so an, dass sich die Kamera des Eyetrackers ungefähr auf Höhe der Nase des Patienten befindet.

Stellen Sie dem Patienten das Knopffeld oder die Tastatur zur Verfügung. Stellen Sie sicher, dass die Auslöser und der Tastendruck ordnungsgemäß aufgezeichnet wurden, bevor Sie das Experiment starten. Starten Sie die Erfassungssoftware. Überprüfen Sie zunächst visuell die lokalen Breitbandfeldpotentiale und stellen Sie sicher, dass sie nicht durch Leitungsrauschen verunreinigt sind. Andernfalls befolgen Sie die Standardverfahren, um Rauschen zu entfernen. Um einzelne Neuronen zu identifizieren, filtern Sie das Signal von 300 Hertz bis 8 Kilohertz.

Wählen Sie einen der acht Mikrodrähte als Referenz für jedes Mikrodrahtbündel aus. Aktivieren Sie das Speichern der Daten als RD-Datei vor der Aufnahme. Geben Sie den Teilnehmern Aufgabenanweisungen. Weisen Sie die Teilnehmer an, das Zielelement im Sucharray zu finden und so schnell wie möglich zu antworten. Weisen Sie die Teilnehmer an, die linke Taste eines Antwortfelds zu drücken, wenn sie das Ziel finden, und die rechte Taste zu drücken, wenn sie glauben, dass das Ziel nicht vorhanden ist.

Weisen Sie die Teilnehmer explizit an, dass es Target-Present- und Target-Fehlt-Versuche geben wird. Starten Sie die Stimulus-Präsentationssoftware und führen Sie die Aufgabe aus. Präsentieren Sie einen Ziel-Cue für eine Sekunde und präsentieren Sie das Sucharray mit der Stimulus-Präsentationssoftware. Zeichnen Sie die Tastendrücke auf und geben Sie den Teilnehmern Feedback von Versuch zu Versuch.