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

Hallo, ich bin Pamela Douglas, Postdoktorandin am UCLA Semi Institute und lizenzierte Hypnotiseurin. In der folgenden Präsentation demonstrieren wir unser Verfahren zur gleichzeitigen Erfassung von E-E-G-F-M-R-I-Daten und ein MR-kompatibles Gerät für die Differenzthermometrie. Wir stellen diese Methode unter Verwendung eines einzigartigen Paradigmas vor, das hier als Kalthandschuh-Experiment bezeichnet wird, und zeichnen Daten sowohl vor als auch nach der hypnotischen Induktion auf.

Wir sammeln zunächst gleichzeitige E-E-G-F-M-R-I-Daten und Handtemperaturmessungen, während die Probanden über MRT-kompatible Kopfhörer ein Audioband hören, das sie anweist, sich vorzustellen, dass ihre linke Hand kälter wird, auch bekannt als das Paradigma der kalten Handschuhe. Die EEG-Daten der einzelnen Modalitäten werden dann während der hypnotischen Induktion aufgezeichnet. Simultane E-E-G-F-M-R-I-Kalthandschuhdaten werden nach hypnotischer Induktion erneut aufgezeichnet und während des gesamten Versuchs werden Messungen der Handtemperatur mit unserem MR-kompatiblen Differenzthermometriegerät aufgezeichnet.

Letztendlich kann unsere Methode zur E-E-G-F-M-R-I-Datenerfassung in einer Reihe von experimentellen Paradigmen nützlich sein, indem sie multimodale Daten mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung nicht-invasiv bereitstellt. Wichtig ist, dass die nichtstationären Aspekte der Signalverarbeitung des Gehirns gleichzeitige Aufzeichnungen gegenüber der seriellen Datenerfassung sehr vorteilhaft machen. Hallo, ich bin Mark Cohen, der technische Direktor des Staglin Center for Cognitive Neuroscience an der UCLA, Semial Institute for Neuroscience and Human Behavior.

In diesem Video zeigen wir, wie gleichzeitig ELEKTROENZEPHALOGRAPHISCHE oder EEG-Daten, funktionelle Magnetresonanzbilder und Handtemperaturmessungen aufgezeichnet werden können, die alle unter Hypnose quantitativ verändert werden. Wir haben spezielle Technologien für diese Messungen entwickelt und eingesetzt, gekoppelt mit einem hypnotischen Induktionsverfahren, das speziell auf das experimentelle Protokoll abgestimmt ist. Die gleichzeitige Erfassung von EEG und FMRI ist besonders schwierig, da jedes der Geräte Artefakte im anderen erzeugt.

Die MRT-Effekte auf das EEG sind eine besondere Herausforderung, da der HF-Teil des Bildgebungssystems Signale von bis zu mehreren hundert Volt verwendet, während die Gradienten zeitlich veränderliche Magnetfelder von mehr als 45 Tesla pro Sekunde erzeugen. Gleichzeitig beträgt das winzige EEG-Signal an der Kopfhaut nur wenige Mikrovolt. Auch die Temperaturmessung im MRT birgt Hindernisse.

Die parasitären Hochfrequenzströme, die durch elektronische Geräte fließen, sind von vornherein sicherheitsbedenkend, und geringe Emissionen von den digitalen Temperaturaufzeichnungsgeräten können die MRT-Bilder verunreinigen. Der EEG-Verstärker ist von der elektrischen Geodäten speziell für den Betrieb in sehr, sehr unmittelbarer Nähe zum abbildenden Magneten ausgelegt. Praktisch alle ferromagnetischen Komponenten des AMP wurden entfernt, das dann im Feld Isolations-Containment-System oder -Fix eingeschlossen wurde.

Sie können sich ein Bild von dem festen Gehäuse machen, indem Sie seine Größe mit einem Standard-EEG-AMP der gleichen Firma vergleichen. Jeder der EEG-Eingänge ist elektrisch gefiltert, um eine Einkopplung von Hochfrequenzenergie in den batteriebetriebenen Verstärker auszuschließen. Um EEG und FMRI zusammen zu erfassen, muss das Timing beider Instrumente auf Nanosekunden genau abgestimmt werden.

Um die Abschirmung zu erhalten, sollten verdrahtete elektrische Signale jedoch nicht in den Scanraum hinein oder aus ihm heraus übertragen werden. Um dies zu gewährleisten, haben die Ingenieure der Elektrogeodäten unser simultanes E-E-G-F-M-R-I-System so konstruiert, dass sowohl die Timing-Signale als auch die digitalisierten Daten über Glasfasern durch diese Ports geleitet werden. Die hypnotische Induktion beginnt mit einem kurzen Interview durch den Hypnotherapeuten.

Eine idiomotorische Suggestion, die als Armhebertechnik bekannt ist, wird dann für den hypnotischen Induktionsprozess verwendet. Die EEG-Daten werden mit einem 2 56-Kanal-MRT aufgezeichnet, das kompatibel ist. Die Nettoimpedanzpegel des GEODESIC-Sensors in Elektroden sollten während des gesamten Experiments in Abständen von etwa 20 Minuten überwacht werden.

Die hypnotische Suszeptibilität wird dann anhand der 12-Punkte-Stanford-Skala der hypnotischen Suszeptibilität Form C beurteilt. Der Proband betritt dann den MRT-Scanraum für die gleichzeitige E-E-G-F-M-R-I-Datenerfassung. Nach der hypnotischen Induktion haben wir ein Gerät entwickelt, um differentielle Handtemperaturmessungen während der simultanen E-E-G-F-M-R-I nach der hypnotischen Kältehandschuhsuggestion zu erfassen. Das Gerät besteht aus zwei Temperatursensoren L 34, die mit einem Verstärker und einer Digitalanzeige verbunden sind.

Zwei Neun-Volt-Batterien versorgen die interne Elektronik mit Strom. Wir haben uns für die LN 34-Sensoren entschieden, da sie linear innerhalb physiologischer Bereiche reagieren. Wir führten einen Kalibrierungsschritt durch, um eventuelle Fehler in den Komponenten zu beheben.

Kurz vor dem Experiment haben wir den Nullpunkt für das Gerät bestimmt, indem wir beide Temperatursensoren in ein Wasserbad getaucht haben. Während des Experiments deutete jede Abweichung vom Nullpunkt auf einen Unterschied zwischen den Temperaturen der Hände des Probanden hin. Dieser aufgezeichnete Temperaturunterschied ermöglichte es uns, die Auswirkungen des Vorschlags des kalten Handschuhs zu quantifizieren, und ich möchte, dass Sie visualisieren und sich vorstellen, dass Sie von Ihren Fingerspitzen in Ihre Finger, in Ihre Hand, in Ihr Handgelenk sehen, das vollständig untergetaucht ist.

Darunter ist deine linke Hand komplett im Eiswasser versunken. Während du weiterhin visualisierst, dir vorstellst, dieses erstaunliche Gefühl erzeugst, dass deine linke Hand völlig kalt und taub, taub und kalt ist, gibt es kein Gefühl in der Hand vollständig. Je mehr du versuchst, es zu fühlen, desto weniger Empfindungen wirst du haben, und die rechte Hand wird immer wärmer.

Während die linke Hand immer eiskalter wird, eiskalt, ist es fast so, als würden deine Hände blau werden. Sie können sogar glauben, dass es dazu in der Lage ist, aber es tut es von den Fingerspitzen über die Finger bis hin zum Handgelenk. Wir haben eine Methode der multimodalen Aufzeichnung vorgestellt, um elektrophysiologische, motorische und neurovaskuläre Assoziationen eines ansonsten unsichtbaren kognitiven Prozesses aufzudecken.

Im Gegensatz zu den etablierten Mitteln zur Erfassung von FMRI oder EEG und zur Isolierung kann die kombinierte Methode Verknüpfungen zwischen den beiden Gehirnsignalen aufdecken, Quint gekoppelt mit einem 256-Kanal-EEG mit ultrahoher Dichte. Es ist möglich, die Signale gemeinsam zu lokalisieren und vernünftige Rückschlüsse auf elektrische Quellen zu ziehen, die in Magnetresonanzstudien als Regionen mit verändertem Blutfluss erscheinen.