Name: Methode zur gleichzeitigen fMRI/EEG-Datenerfassung während eines Focused Attention Suggestions for Differential Thermal Sensation (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-01-05T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 33 s
Description: Erfahren Sie die simultane EEG- und fMRI-Datenerfassung mit MR-kompatibler Differentialthermometrie während hypnotischer Induktion. Diese Methode ermöglicht multimodale Aufnahmen mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung.

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Diese Arbeit wurde durch Mittel des Korean Basic Science Institute (KBSI) Stipendiums, Neuroimaging Studies of Hypnotically Induced Deception, unterstützt.

Das folgende Versuchsprotokoll wurde vom UCLA Institutional Review Board überprüft und genehmigt. Vor Beginn des Experiments wurden die Probanden einer Telefonvorprüfung unterzogen, die Personen ausschloss, die potenziell schwanger waren, unter 18 Jahre alt waren oder in einer Maschinenschau gearbeitet hatten oder auf andere Weise metallische Implantate hatten. Linkshänder oder Personen mit einer vorscheine psychischen Erkrankung wurden ebenfalls aus dem Themenpool ausgeschlossen. Die Teilnehmer wurden dann angewiesen, am Tag des Experiments auf Koffein, Drogen und Alkohol zu verzichten. Die schriftliche Einwilligung in Kenntnis der Sachlage und das Verständnis der Einwilligung wurde von jedem Teilnehmer am Tag des Experiments eingeholt.
1. EEG Sensor Net Anwendung
Die EEG-Daten werden mit einem 256-Kanal-MRT-kompatiblen Geodäten-Sensornetz aufgezeichnet. Die Impedanzwerte in Elektroden sollten während des gesamten Experiments in etwa 20 min Intervallen überwacht werden, um sicherzustellen, dass die Elektroden nicht ausgetrocknet sind und die Impedanzen unter der Schwelle bleiben.
<ol><li>Bestimmen Sie die richtige Netzgröße, indem Sie den Kopfumfang vom Glabella-Braurücken bis etwa 2,5 cm über dem Inion messen.</li>
	<li>HydroCel Saline Kaliumchlorid Elektrolyt Lösung wurde nach EGI Anweisungen hergestellt. EEG Electrogeodesic 256 Sensornetz wurde dann in Elektrolytlösung für 10 min getränkt.</li>
	<li>Der Scheitelpunkt, oder Cz, Punkt auf dem Kopf wurde bestimmt, indem der Mittelpunkt zwischen Nasion und Inion gemessen und mit dem Mittelpunkt ausgerichtet wurde, der die präauricularen Punkte seziert. Das EEG-Netz wurde dann so platziert, dass die Cz-Referenzelektrode am Scheitelpunkt ausgerichtet ist.</li>
	<li>Mit dem EGI Geodesic Photogrammetry System (GPS) haben wir fotografische Bilder des Kopfes und der Elektroden gesammelt, um den sensorischen Raum zu kalibrieren, der bei der EEG-Quellanalyse verwendet werden soll.</li>
	<li>Anschließend wurden Elektrodenimpedanzen gemessen. Der Kontakt mit der Kopfhaut wurde auf die Elektroden mit Impedanzgehalten oberhalb der Schwelle überprüft. Die Elektrodenplatzierungen werden angepasst, und elektrolytlösung wurde bei Bedarf zu Elektroden hinzugefügt, um die Impedanz zu reduzieren.</li>
</ol>2. Gleichzeitiges EEG/fMRI- und Temperaturaufzeichnungsprotokoll vor hypnose
Nachdem das EEG-Netz entsprechend aufgebracht wurde, geht das Motiv in den MR-Scannerraum. Alle Metallobjekte werden entfernt. Strukturelle MRT- und funktionelle MRT-Scans werden auf einem Siemens Allegra 3T Scanner gesammelt. Vor der hypnotischen Induktion werden gleichzeitigE EEG/fMRI-Daten erhoben, um für jedes Thema eine funktionale Ausgangsbasis zu erstellen.
<ol><li>MPRAGE Struktur-Scan</li>
	<li>T2 Matched Bandwidth – eine spezielle Scansequenz, die einen guten Kontrast für die Bildregistrierung bietet und dabei dieselben metrischen Verzerrungen wie die folgenden funktionsreichen Scans aufweist.</li>
	<li>Funktioneller Scan - T2*-gewichtete echo-planare Pulssequenz mit tr=2,5 sek,TE=40 msec, Sichtfeld=200 mm x 200 mm, Flip Angle=90°, Erfassung ganzer Gehirnbilder mit einer Auflösung=64 x 64 x 28, Voxelgröße=3 mm3. Die Daten werden für insgesamt fünf Minuten gesammelt.</li>
	<li>EEG-Daten werden gleichzeitig mit einem MR-compatible Electrical Geodesics (EGI) 256-Kanal-System während der fünfminütigen funktionellen MRT-Aufnahmen aufgezeichnet, um ein Basis-EEG vor der hypnotischen Induktion zu erstellen. Unser Labor hat Pioniermethoden für die gleichzeitige fMRI/EEG-Sammlung mit Software und Hardware entwickelt, die MR-Artefakte und Balistokardiogramm-Rauschen in Echtzeit entfernt (weitere Details siehe Referenz25).</li>
	<li>Nach dem Ruhezustandsscan hören die Probanden ein Band, das sie anweist, sich vorzustellen, dass ihre linke Hand in einen Eimer kalten Eiswassers getaucht ist. Die Temperaturunterschiede zwischen den einzelnen Handdaten werden mit unserem unten beschriebenen Differentialthermometriegerät quantifiziert.</li>
</ol>3. Hypnotische Induktion
Die Probanden saßen dann bequem in einem schwach beleuchteten, ruhigen Raum. EEG-Daten wurden während der gesamten Dauer der hypnotischen Induktion und progressiven Entspannungsvertiefungstechnik aufgezeichnet.
<ol><li>Hypnotische Induktion begann mit einem kurzen Interview des Hypnotherapeuten, um fachspezifische räumliche Hinweise zu bestimmen, die Entspannung verursachen. Den Probanden wurde dann eine Reihe von Fragen gestellt, um festzustellen, ob sie in der Lage waren, sich zu visualisieren.</li>
	<li>Der Hypnotherapeut begann dann die Induktion mit einem Ideomoter-Vorschlag, der als Armanhebungstechnik bekannt ist. Während dieser Zeit gab der Hypnotherapeut dem Thema immer wieder den Vorschlag, dass sich ihr Arm anfühlte, als würde er leichter werden, und irgendwann würde ihr Arm ohne volitionalen Aufwand automatisch in die Luft steigen. Nachdem der Arm des Subjekts erhöht war, wurden sie angewiesen, ihren Arm zu biegen und ihre Stirn mit den Fingerspitzen zu berühren. Sobald das Thema erfüllt war, bat der Hypnotherapeut das Subjekt, die Augen zu schließen und sich wie im Tiefschlaf zu entspannen.</li>
	<li>Der Grad der hypnotischen Anfälligkeit wurde dann über die 12-Punkte-Stanford-Skala der hypnotischen Anfälligkeit, Form C-Test, beurteilt.</li>
	<li>Eine Vertiefungstechnik in Form einer fortschreitenden Entspannung wurde dann verwendet, um das Subjekt in eine größere hypnotische Tiefe zu bringen.</li>
	<li>EEG-Daten werden während der hypnotischen Induktion während der hypnotischen Induktion in einem schwach beleuchteten kupferabgeschirmten Raum aufgezeichnet.</li>
</ol>4. EEG/fMRI Datenerfassung und Differentialthermometrie Post Hypnotische Induktion
<ol><li>Nach hypnotischer Induktion und fortschreitender Entspannung betritt das Subjekt mit dem MR-kompatiblen EEG-Sensornetz wieder den MR-kompatiblen EEG-Sensornetz. Zu diesem Zeitpunkt wurden Temperatursensoren auf den medialen Teil beider Handgelenke geklebt. Die Armbänder wurden dann über die verklebten Temperatursensoren gelegt, um die Platzierung zu stabilisieren.</li>
	<li>Temperatursensoren sollten gemäß dem Schaltplan in Abbildung 2konfiguriert werden. Die Kalibrierung wurde vor dem Experiment durchgeführt und durch Eintauchen von Sensorspitzen in zwei Lösungen unterschiedlicher Temperaturen (37 °C± 5) durchgeführt. Die Sensorleistung wurde auf Thermometerwerte überprüft.</li>
	<li>Das Motiv hört dann ein vorab aufgenommenes progressives Entspannungsband, das der Hypnotherapeut über MR-kompatible Kopfhörer angefertigt hat. Während dieser Zeit werden fMRI-Daten nach pulsierenden Sequenzen in Schritt 1.1 mit gleichzeitiger EEG-Aufzeichnung gesammelt.</li>
	<li>Erhebung von Ruhezustand EEG/fMRI-Daten nach hypnotischer Induktion erfolgt nach den Schritten 2.2-2.4.</li>
	<li>Der Hypnotherapeut verwaltet dann den "Kalthandschuh"-Vorschlag für die anschließende EEG/fMRI-Datenerhebung, die wiederum nach den Schritten 2.2-2.5 erfolgt. Während des Vorschlags bittet der Hypnotherapeut das Subjekt immer wieder, sich vorzustellen, dass seine Hand in ein kaltes Wasserbad getaucht ist, und sich vorzustellen, dass ihre linke Hand von den Fingerspitzen bis zum Handgelenk zunehmend kälter wird. Differenzielle Thermometriemessungen werden in diesem Block aufgezeichnet.</li>
</ol>

<ol><li>Kirsch, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hypnosis+and+Placebos%3A+Response+Expectancy+as+a+Mediator+of+Suggestion+Effects%5BTitle%5D)+AND+%22Anales+de+Psicolog%C3%ADa%22%5BJournal%5D)">Hypnosis and Placebos: Response Expectancy as a Mediator of Suggestion Effects.</a> Anales de Psicología. 15, 99-110 (1999).</li>
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</ol>

Nach der Annahme und Veröffentlichung hat Electrical Geodesics, Inc. die Open-Access-Gebühr für diesen Artikel

Es scheint eine große Variabilität in Denkmethoden zu geben, die verwendet werden, um Probanden in einen Hypnosezustand zu induzieren1. Wir zeigen hier, dass ein Vorschlag für eine nichtvolitäre Motorbewegung gefolgt von der SHSS, Form C, zur Änderung des EEG-Leistungsspektrums verwendet werden kann. Wir stellen fest, dass, obwohl das in dieser Studie verwendete Thema in der Vergangenheit hypnotisiert worden war, es keinen Versuch über die Harvard Group Suggestibility Scale oder einen anderen Mechanismus gab, ein hochanfälliges Thema zu finden. Wir gehen davon aus, dass das Ausmaß der Veränderungen in EEG-Frequenz-Subbands wahrscheinlich je nach Anfälligitätsniveau variiert, wie berichtet wurde4.
Wir haben auch eine Einrichtung zur Messung von Handtemperaturschwankungen demonstriert, die während einer gleichzeitigen EEG/fMRI-Sitzung auftreten können. Obwohl Probanden schließlich lernen können, Handtemperaturänderungen ohne Hypnose mit Biofeedback-Cues zu erreichen, dauert dies in der Regel viele Trainingseinheiten26. Frischholz und Tryon26 waren nicht in der Lage, den Zusammenhang zwischen Veränderungen der Handtemperatur und hypnotischer Tiefe mit dem Kalthandschuh-Vorschlagsparadigma zu replizieren, im Gegensatz zu dem, von anderen27berichteten. Um diese Kontroverse beizulegen, sind zusätzliche Arbeiten erforderlich. Nichtsdestotrotz kann sich die Methode zur Messung von Handtemperaturänderungen während einer funktionellen Neuroimaging-Sitzung als nützlich bei der Beurteilung der neuronalen Korrelate des hypnotischen "Kalthandschuh"-Vorschlags nach hypnotischer Induktion erweisen.

Seit seiner Gründung gab es erhebliche Kontroversen darüber, was Hypnose ist und wie genau messbare physiologische Veränderungen bei anfälligen Individuen entstehen. Studien, die darauf abzielen, die neuronalen Korrelationen von Hypnose und Reaktionen auf hypnotische Suggestion zu verstehen, haben in der Regel unterschiedlicheErgebnisse1 hervorgebracht, die zumindest teilweise auf Unterschiede in hypnotischen Induktions- und Suggestionstechniken2zurückzuführen sein können, was eine Motivation für eine detaillierte Methodik und Protokollbeschreibung liefert.
Obwohl Hypnose konventionell als ein Zustand der inneren Konzentration und fokussierte Aufmerksamkeit definiert wurde1,3, umfasst eine vollständigere operative Definition auch: vermindertes Bewusstsein für exogene Reize4, erhöhte Absorption5, oder mühelose Aufmerksamkeit auf Worte des Experimentators und vermindertes spontanes Denken6. Eine hypnotische Induktion ist im Allgemeinen definiert als eine Reihe von verbalen Anweisungen, die Hypnose und Absorption erleichtern6. Hypnotizabilität variiert stark zwischen Individuen, ist aber im Allgemeinen stabil innerhalb der Individuen im Laufe der Zeit7,8; Die Suggestibilität wird in der Regel in Form der Verhaltensreaktion auf Vorschläge gemessen, wobei die am häufigsten angewendete Metrik die Stanford Hypnotic Susceptibility Scale (SHSS) Form C9-12ist.
Studien, die die neuronalen Korrelate der Hypnose untersuchen, lassen sich im Allgemeinen in zwei Kategorien einteilen. Entweder untersuchen sie Aktivitätsnetzwerke, die während der "Ruhezustandshypnose" intrinsisch aktiviert wurden, oder sie untersuchen Veränderungen der neuronalen Aktivität, die als Reaktion auf hypnotische Vorschläge auftreten6. In einer kürzlich durchgeführten EEG-Studie wurde festgestellt, dass hochgradig suggestible Individuen eine höhere ereignisbedingte Desynchronität des frontal-parietalen Netzwerks im Alpha-2-Band während der Hypnose im Vergleich zu niedrig suggestierbarenProbanden4 zeigten. Kürzlich hat die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRI) auch Veränderungen in vorderen Standardmodusnetzwerken während der "Ruhezustandshypnose" ohne eine entsprechende Erhöhung der Aktivität in anderenHirnbereichen2 aufgedeckt. Konvergierende Beweise deuten darauf hin, dass Hypnose mit dissoziierter vorderer Aufmerksamkeitskontrolle in Verbindung gebracht wird13.
Veränderungen der fMRI Blutsauerstoffspiegel abhängig (BOLD) Signale als Reaktion auf eine Vielzahl von hypnotischen Vorschlägen wurden auch vor kurzem berichtet14-23. Die Mehrheit der Suggestion-Response-Studien korreliert Gehirnsignalveränderungen mit subjektiven Bewertungen veränderter Wahrnehmung. Jedoch, hypnotische Vorschlag wurde auch verwendet, um physiologische Parameter wie Blutdruck, Herzfrequenz, und Subjekt Handtemperatur in Reaktion24zu ändern.
Hier erweitern wir diese früheren Erkenntnisse durch die Entwicklung eines experimentellen Paradigmas, das hier als "Kalthandschuh"-Paradigma bezeichnet wird, bei dem die Probanden angewiesen werden, wahrzunehmen, dass eine ihrer Hände in der Temperatur kälter ist als die andere, ohne eine externe physikalische Manipulation der Temperatur. Diese mündlichen Anweisungen werden über MR-kompatible Kopfhörer während der Datenaufzeichnung geliefert.
In der vorliegenden Arbeit zeigen wir zunächst unsere Methode zur simultanen EEG/fMRI-Datenerfassung. Anschließend zeigen wir das Kalthandschuhparadigma, das die Erfassung von EEG/fMRI-Daten zusammen mit Handtemperaturmessungen vor und nach hypnotischer Induktion umfasst. Unsere Methode zur hypnotischen Induktion umfasst einen ideomotorischen Vorschlag, der durch1beschrieben wird, gefolgt von einer Tiefenbewertung mit dem SSHS, Formular C. Wir erkennen zuverlässige Veränderungen im EEG-Leistungsspektrum, die nach hypnotischer Induktion auftreten. Wir zeigen auch, dass unser MRT-kompatibles Differentialthermometriegerät in der Lage ist, Handtemperaturänderungen während der gleichzeitigen EEG/fMRI-Datenerfassung zu messen. Dieses Verfahren kann wichtige quantitative EEG/fMRI-Messungen zur Beurteilung von Hirnsignaländerungen, die während der intrinsischen "Ruhezustand"-Hypnose auftreten, sowie die Messung von Signaländerungen als Reaktion auf hypnotische Hinweise auf eine veränderte thermische Wahrnehmung liefern.

<table><tbody><tr><td>Präziser monolithischer Temperatursensor</td><td>National Semiconductor Corporation</td><td>LM34/LM35</td><td>100 mV/&amp;deg;C; genau innerhalb von &amp;plusmn;0,4&amp;nbsp;&amp;deg;C bei Raumtemperatur</td></tr><tr><td>Präzisions-Messverstärker</td><td>National Semiconductor Corporation</td><td>INA114</td><td>Teil der Magnetraum-I/O-Schnittstelle</td></tr><tr><td>HydroCel-Salzlösung</td><td>Electrical Geodescis Inc.</td><td>N-PRT-KCL-1000-000</td><td></td></tr><tr><td>HydroCel-geodätisches Sensor-Netz mit einem 256-Kanal-Hochdichte-Elektroden-Array</td><td>Electrical Geodescis Inc.</td><td>256-channel HCGSN</td><td></td></tr><tr><td>Geodätisches Photogrammetrie-System</td><td>Electrical Geodescis Inc.</td><td>EGI GPS</td><td></td></tr><tr><td>Pipetten</td><td>Electrical Geodescis Inc.</td><td>N-ACC-PIP-1000-000</td><td></td></tr></tbody></table>

methode zur gleichzeitigen fmri/eeg-datenerfassung während eines focused attention suggestions for differential thermal sensation

Method for Simultaneous fMRI/EEG Data Collection during a Focused Attention Suggestion for Differential Thermal Sensation

In der vorliegenden Arbeit zeigen wir eine Methode zur gleichzeitigen Erfassung von EEG/fMRI-Daten. In unserem Setup werden EEG-Daten mit einem 256-Kanal-Sensornetz mit hoher Dichte erfasst. Der EEG-Verstärker selbst ist in einem Field Isolation Containment System (FICS) enthalten, und MRT-Taktsignale werden mit der EEG-Datenerfassung zur nachfolgenden MR-Artefaktcharakterisierung und -entfernung synchronisiert. Wir demonstrieren diese Methode zuerst für die Datensammlung des Ruhezustands. Danach zeigen wir ein Protokoll zur EEG/fMRI-Datenaufzeichnung, während die Probanden ein Band hören, auf dem sie aufgefordert werden, sich vorzustellen, dass ihre linke Hand in ein Kaltwasserbad getaucht ist und hier als Kalthandschuhparadigma bezeichnet wird. Thermische Differenzen zwischen den einzelnen Handdaten werden während der gesamten EEG/fMRI-Datenerfassung mit einem MR-kompatiblen Temperatursensor gemessen, den wir zu diesem Zweck entwickelt haben. Wir erfassen Kalthandschuh-EEG/fMRI-Daten zusammen mit gleichzeitigen Differential-Handtemperaturmessungen sowohl vor als auch nach hypnotischer Induktion. Zwischen Pre- und Post-Sitzungen werden während des hypnotischen Induktions- und Tiefenbewertungsprozesses einzelne Modalitäts-EEG-Daten gesammelt. Unsere repräsentativen Ergebnisse zeigen, dass signifikante Veränderungen im EEG-Leistungsspektrum während der hypnotischen Induktion gemessen werden können und dass Handtemperaturänderungen während des Kalthandschuhparadigmas mit unserem MR-kompatiblen Differentialthermometriegerät schnell erkannt werden können.

Abbildung 1 zeigt das EEG-Leistungsspektrum in einem repräsentativen Kanal (Abbildung 1a) durchschnittlich über 1.000 msec in einem einzelnen Subjekt während der Wachzeit, die der hypnotischen Induktion vorausging (Abbildung 1b). Es sei darauf hingewiesen, dass die Muster hier der charakteristischen umgekehrten Beziehung zwischen Leistung und Frequenz (f) folgen, mit Falloff bei 1/f. Abbildung 1c zeigt das Leistungsspektrum, das aus diesem Thema nach hypnotischer Induktion und einer Vertiefungstechnik entnommen wurde. Die Dämpfung der Leistung ist in EEG-Theta- und Beta-Subbands zu beobachten, und das Gesamtdiagramm folgt nicht mehr 1/f. Abbildung 2 zeigt unseren Schaltplan für einen MRT-kompatiblen Temperatursensor, der LM34/LM35-Präzisionstemperatursensoren verwendet, die an ein Arduino-Gerät gekoppelt sind.
<img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/3298/3298fig1.jpg" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figure 1"> Abbildung 1. Elektroenzephalogramm (EEG) Leistungsspektrum in einem einzigen Subjekt für einen repräsentativen Elektrodenkanal. (a) 255-Kanal-EEG-Elektrodenarray mit der räumlichen Position der Kanalauswahl für die in blau markierte Leistungsanalyse (b) EEG-Leistungsspektrum vor hypnotischer Induktion und (c) Leistungsspektrum im selben Elektrodenkanal nach hypnotischer Induktion und einer Vertiefungstechnik. Der Balken in der oberen, rechten Ecke von Abbildung 1c zeigt die Legende für jedes EEG-Subband mit Frequenzen an: Delta (0,1-4 Hz), Theta (4-8Hz), Alpha (8-12 Hz), Beta (12-20 Hz) und Gamma (Frequenzen über 20 Hz).
<img alt="Abbildung 2" src="/files/ftp_upload/3298/3298fig2.jpg" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figure 2"> Abbildung 2. Schaltplan der MRT-kompatiblen Differenztemperatursensorkonfiguration. (oben) Differential-Thermometrie-Schaltung, (unten) Übersicht über den Messprozess der Thermometrie.

Wir präsentieren ein Protokoll zur gleichzeitigen Erfassung von EEG/fMRI-Daten und zur synchronisierten MR-Uhrsignalaufzeichnung. Wir demonstrieren diese Methode anhand eines einzigartigen Paradigmas, bei dem Probanden beim Scannen Anweisungen zum "kalten Handschuh" erhalten und EEG/fMRI-Daten zusammen mit Handtemperaturmessungen sowohl vor als auch nach hypnotischer Induktion aufgezeichnet werden.

Methode zur gleichzeitigen fMRI/EEG-Datenerfassung während eines Focused Attention Suggestions for Differential Thermal Sensation

In der vorliegenden Arbeit demonstrieren wir eine Methode zur gleichzeitigen Erfassung von EEG/fMRI-Daten. In unserem Versuchsaufbau werden die EEG-Daten mithilfe eines High-Density-Systems erfasst ...

Hallo, ich bin Pamela Douglas, Postdoktorandin am UCLA Semi Institute und zertifizierte Hypnotiseurin. In der folgenden Präsentation stellen wir unsere Methode zur gleichzeitigen Erfassung von E-E-G-F-M-R-I-Daten und ein MR-kompatibles Gerät für die differentielle Thermometrie vor. Wir präsentieren diese Methode anhand eines einzigartigen Paradigmas, das hier als Kalt-Handschuh-Experiment bezeichnet wird, und erfassen Daten sowohl vor als auch nach der hypnotischen Induktion.Zunächst erfassen wir simultane EEG-fMRT-Daten und Handtemperaturmessungen, während Probanden über MRI-kompatible Kopfhörer ein Audiotape abhören, das sie anweist, sich vorzustellen, dass ihre linke Hand kälter wird – auch als Cold-Glove-Paradigma bekannt. Anschließend werden unimodale EEG-Daten während der hypnotischen Induktion aufgezeichnet. Danach erfolgt erneut die Aufnahme simultaner EEG-fMRT-Kalt-Hand-Daten, wobei die Handtemperaturmessungen während des gesamten Experiments mit unserem MR-kompatiblen differentiellen Thermometrie-Gerät kontinuierlich erfasst werden.Schließlich könnte unsere Methode zur Erfassung von E-E-G-F-M-R-I-Daten in einer Reihe experimenteller Paradigmen nützlich sein, da sie multimodale Daten mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung nicht-invasiv bereitstellt. Wichtig ist, dass die nicht-stationären Aspekte der Gehirnsignalverarbeitung gleichzeitige Aufnahmen gegenüber seriellen Datenerfassungen deutlich vorteilhaft erscheinen lassen. Hallo, ich bin Mark Cohen, technischer Direktor des Staglin-Zentrums für Kognitive Neurowissenschaften am UCLA, Semel-Institut für Neurowissenschaften und menschliches Verhalten.In diesem Video zeigen wir, wie man gleichzeitig elektroenzephalographische (EEG) Daten, funktionelle Magnetresonanzbilder und Messungen der Handtemperatur aufnimmt, die alle unter Hypnose quantitativ verändert werden. Für diese Messungen haben wir spezielle Technologien entwickelt und eingesetzt, die mit einem hypnotischen Induktionsverfahren kombiniert wurden, das speziell auf den experimentellen Ablauf abgestimmt ist. Die gleichzeitige Erfassung von EEG- und fMRT-Daten ist besonders schwierig, da jedes der Geräte Störartefakte im jeweils anderen erzeugt.Die MRT-Effekte auf EEG sind besonders herausfordernd, da der HF-Anteil des Bildgebungssystems Signale mit bis zu mehreren hundert Volt nutzt, während die Gradienten zeitlich veränderliche Magnetfelder mit über 45 Tesla pro Sekunde erzeugen. Gleichzeitig ist das winzige EEG-Signal an der Kopfhaut nur wenige Mikrovolt groß. Selbst die Temperaturmessung in der MRT birgt Schwierigkeiten. Die parasitären hochfrequenten Ströme, die durch elektronische Geräte fließen, stellen von vornherein ein Sicherheitsrisiko dar, und schwache Emissionen von digitalen Temperaturaufzeichnungsgeräten können die MRT-Bilder beeinträchtigen. Der EEG-Verstärker wurde speziell von Electrical Geodesics für den Betrieb in unmittelbarer Nähe zum Abbildungsmagneten entwickelt. Nahezu alle ferromagnetischen Bestandteile des Verstärkers (AMP) wurden entfernt und anschließend in ein Feld-Isolations-Containment-System oder eine Fixierungseinheit eingeschlossen.Sie können eine Vorstellung von der Größe der Fixierkammer erhalten, indem Sie sie mit einem Standard-EEG-AMP desselben Unternehmens vergleichen. Jeder der EEG-Eingänge wird elektrisch gefiltert, um die Kopplung von Hochfrequenzenergie in den batteriebetriebenen Verstärker auszuschließen. Um EEG und fMRT gleichzeitig aufzuzeichnen, müssen die Zeitabläufe beider Geräte mit Nanosekunden-Genauigkeit synchronisiert werden.Allerdings sollten zur Bewahrung der Abschirmung keine elektrischen Signale über Kabel in den Scanraum hinein oder aus ihm herausgeführt werden. Um dies sicherzustellen, haben die Ingenieure von Electrical Geodesics unser simultanes E-E-G-F-M-R-I-System so konstruiert, dass sowohl die Taktsignale als auch die digitalisierten Daten über Glasfaserkabel durch diese Anschlüsse übertragen werden. Die hypnotische Induktion beginnt mit einem kurzen Interview durch den Hypnotherapeuten.Als idiomotorische Suggestion wird dann die sogenannte Armhebetechnik für den hypnotischen Induktionsprozess verwendet. Die EEG-Daten werden mit einem 256-Kanal-fähigen, MRT-kompatiblen GEODESIC-Sensornetz aufgezeichnet. Die Impedanzwerte der Elektroden sollten im Verlauf des Experiments in Abständen von etwa 20 Minuten überwacht werden.Die Hypnoseanfälligkeit wird anschließend mithilfe der 12-stufigen Stanford-Skala zur Hypnoseanfälligkeit, Form C, bewertet. Danach betritt die Versuchsperson den MRT-Untersuchungsraum zur simultanen Erfassung von EEG-fMRT-Daten. Nach der hypnotischen Induktion haben wir eine Vorrichtung entwickelt, um Differenzmessungen der Handtemperatur während der simultanen EEG-fMRT-Aufzeichnung im Anschluss an den hypnotischen Kalt-Handschuh-Vorschlag zu sammeln. Die Vorrichtung besteht aus zwei L34-Temperatursensoren, die mit einem Verstärker und einer digitalen Anzeige verbunden sind.Zwei Neun-Volt-Batterien versorgen die internen Elektronikbauteile mit Strom. Wir wählten die LN-34-Sensoren aufgrund ihrer linearen Temperaturantwort im physiologischen Bereich. Um mögliche Nichtlinearitäten der Komponenten zu kompensieren, führten wir einen Kalibrierungsschritt durch.Kurz vor dem Experiment bestimmten wir den Nullpunkt für das Gerät, indem wir beide Temperatursensoren in ein Wasserbad eintauchten. Während des Experiments wies jede Abweichung vom Nullpunkt auf einen Unterschied zwischen den Temperaturen der Hände des Probanden hin. Diese aufgezeichnete Temperaturdifferenz ermöglichte es uns, die Wirkung des Kältehandschuh-Vorschlags zu quantifizieren, und ich möchte, dass Sie visualisieren und sich vorstellen, wie Sie von den Fingerspitzen in die Finger, in die Hand und in das Handgelenk hineinsehen, das vollständig untergetaucht ist.Unterhalb Ihrer linken Hand ist vollständig in das Eiswasser eingetaucht. Während Sie weiterhin visualisieren, stellen Sie sich diese erstaunliche Empfindung vor, dass Ihre linke Hand vollständig kalt und taub ist, taub und kalt, es gibt keinerlei Empfindung in der Hand. Je mehr Sie versuchen, dies zu spüren, desto weniger Empfindungen werden Sie haben, und die rechte Hand wird weiterhin wärmer.Während die linke Hand weiterhin eiskalt wird, eiskalt, ist es fast so, als würden Ihre Hände blau anlaufen. Man kann sogar glauben, dass dies möglich ist, doch es geschieht von den Fingerspitzen über die Finger bis zum Handgelenk. Wir haben eine Methode der multimodalen Aufzeichnung vorgestellt, um die elektrophysiologischen, motorischen und neurovaskulären Begleiter eines ansonsten unsichtbaren kognitiven Prozesses aufzudecken.Im Gegensatz zu den etablierten Methoden zur Erfassung von fMRT- oder EEG-Signalen und deren Isolation kann die kombinierte Methode Verbindungen zwischen beiden Gehirnsignalen aufzeigen, insbesondere gekoppelt mit einer ultrahochdichten 256-Kanal-EEG-Ableitung. Es ist möglich, die Signale gemeinsam zu lokalisieren und plausible Rückschlüsse auf elektrische Quellen zu ziehen, die in magnetresonanzbasierten Studien als Regionen veränderter Durchblutung erscheinen.

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Research

Forschung

JoVE Journal

Behavior

Verhalten

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Erfahren Sie die simultane EEG- und fMRI-Datenerfassung mit MR-kompatibler Differentialthermometrie während hypnotischer Induktion. Diese Methode ermöglicht multimodale Aufnahmen mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung.

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Methode zur gleichzeitigen fMRI/EEG-Datenerfassung während eines Focused Attention Suggestions for Differential Thermal Sensation

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