Extrahieren von visuell evozierten Potentiale von EEG-Daten aufzeichnen Während fMRI-geführte Transkranielle Magnetstimulation

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, aus den aufgezeichneten EEG-Daten verlässliche ERPs zu extrahieren. Während der FMRI-gesteuerten transkraniellen Magnetstimulation. Dies wird erreicht, indem zunächst ein hochauflösender funktioneller MRT-Scan durchgeführt wird, um die kortikalen Bereiche zu definieren.

Um zu stimulieren, besteht der spätere Schritt darin, ein EEG-Experiment zu entwerfen, das die Extraktion einer TMS-Artefaktvorlage ermöglicht, die später von den aufgezeichneten EEG-Daten subtrahiert wird, um ein sauberes ERP zu erhalten. Anschließend wird der T-M-S-E-E-G-Experimentaufbau mit Hilfe eines stereotaktischen Navigationssystems sorgfältig vorbereitet. Um das von FMRI definierte Ziel auf dem Kopf des Teilnehmers zu lokalisieren, besteht der letzte Schritt darin, die EEG-Daten gleichzeitig mit der TMS-Anwendung aufzuzeichnen, wobei schließlich die Subtraktion der TMS-Artefaktvorlage verwendet wird, um ein zuverlässiges ERP zu erhalten.

Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber bestehenden Methoden wie gleichzeitig G-F-M-R-I besteht darin, dass sie es uns ermöglicht, Rückschlüsse auf ein Gehirnareal zu ziehen, das mit FMRI definiert wird, und ein elektrophysiologisches Signal, das mit EEG gemessen wird. Die größte Herausforderung bei der simultanen Kombination E-E-G-T-M-S besteht darin, die vom TMS erzeugten Artefakte zu entfernen. Dies wird erreicht, indem zuerst die während des magnetischen Impulses gesammelten EEG-Daten geschnitten und dann alle anderen verbleibenden Artefakte im Zusammenhang mit dem TMS korrigiert werden. Die Demonstration dieses Verfahrens wird von Ziv Perman sein, der von Boaz Ade in diesem Verfahren geschult wurde.

Führen Sie eine funktionelle MRT-Aufgabe mit einer hochauflösenden Echoplaner-Bildgebungssequenz durch, um die gewünschten Aktivierungsregionen zu bestimmen, die mit der transkraniellen Magnetstimulation, bekannt als TMS, angesprochen werden sollen. Führen Sie dann einen T-One-gewichteten Strukturscan durch, um neuroanatomische Daten zu erhalten. Stellen Sie sicher, dass das gesamte Gesicht des Motivs im Sichtfeld enthalten ist.

Externe Marker wie die Nasenspitze werden später verwendet, um den Kopf des Probanden mit seinem Scan zu koregistrieren. Nach dem Scan. Verwenden Sie die Mars-Balken-Toolbox für SPM, um die interessierenden Gehirnregionen basierend auf Kontrasten zwischen den experimentellen Bedingungen zu definieren.

Definieren Sie z. B. den okzipitalen Gesichtsbereich, indem Sie Aktivierungen von Objekten von Aktivierungen von Flächen subtrahieren, und schließen Sie alle körperselektiven Voxel aus, um den zusätzlichen quergestreiften Körperbereich zu definieren. Subtrahieren Sie Aktivierungen von Objekten von Aktivierungen von Körpern und schließen Sie alle gesichtsselektiven Voxel aus. Entwerfen Sie ein experimentelles Paradigma, in dem alle Stimulusbedingungen dargestellt werden.

Verwenden Sie nach dem Zufallsprinzip mindestens 50 Versuche pro Bedingung mit der Zeit. Gezitterte Interra-Stimulus-Intervalle. Verwenden Sie eine Bedingung für einen leeren Bildschirm, bei der ein TMS-Impuls verabreicht wird, aber kein visueller Stimulus angezeigt wird.

Dies ist wichtig für die Generierung der TMS-Artefaktvorlage. Legen Sie dann die Latenz fest, bei der das TMS nach dem Start der Testversion ausgelöst wird. In diesem Beispiel wird die Doppelpuls-TMS bei 60 und 100 Millisekunden verabreicht.

Nach dem Einsetzen des Stimulus geben Sie das strukturelle T, das man scannt, in die Software des Neuronavigationssystems ein und überlagern dann die funktionellen MRT-Kontraste mit den Strukturbildern. Markieren Sie die gewünschten Zielbereiche des Gehirns mit der Neuronavigationssoftware. Finde auch die externen Marker, die verwendet werden, um die Position des Kopfes zu registrieren, wie z. B. die Nasenspitze, die Nasenspitze und den Tragus jedes Ohrs.

Wenn der Proband ankommt, montieren Sie die EEG-Kappe auf seinem Kopf und schließen Sie die Elektroden an. Verwenden Sie so wenig Gel wie nötig, um die Impedanz unter fünf Kiloohm zu halten. Stellen Sie sicher, dass sich die Elektrodendrähte nicht kreuzen oder Schlaufen bilden und von der Position der Spule weg ausgerichtet sind.

Platzieren Sie die Referenz außerdem so weit wie möglich von der Spule entfernt in Masseelektroden, während Sie das EEG-Signal messen. Verwenden Sie eine hohe Abtastrate von mindestens einem Kilohertz für eine bessere Darstellung des TMS-Artefakts. Montieren Sie als Nächstes den Infrarotdetektor am Kopf des Motivs und registrieren Sie die Position des Kopfes mit dem Navigationssystem.

Wählen Sie mit den zuvor definierten Markern das Ziel für TMS in der Navigationssoftware aus, indem Sie das Zeigerwerkzeug der Neuronavigation senkrecht zur Kopfoberfläche halten. Navigieren Sie zum Zielort und markieren Sie den Sitz der Elektrodenkappe. Das Motiv bequem vor dem Bildschirm mit dem Kinn auf dem Kinn.

Ruhe Die Kinnstütze hilft dem Probanden, jede Bewegung zu unterlassen, was für die Messung eines sauberen und zuverlässigen TMS-Artefakts entscheidend ist. Führen Sie das Zentrum der Spule zum Zielbereich des Gehirns und fixieren Sie sie. Verwenden Sie eine Halterung, um die Spule zu stabilisieren, damit sie sich während der Sitzung nicht bewegt.

Stellen Sie das TMS auf die gewünschte Intensität ein und verabreichen Sie einen Testimpuls zur Zustimmung des Probanden, bevor Sie die Sitzung beginnen. Verabreichen Sie TMS an jeden kortikalen Zielbereich in einem anderen Block. Führen Sie zusätzlich einen no TMS-Block aus, in dem alle Stimuli, einschließlich der Bedingung für den leeren Bildschirm, während der Bedingung ohne TMS angezeigt werden.

Verwenden Sie eine Scheinspule oder legen Sie die Spule gegen den Kopf und kippen Sie sie senkrecht. Wiederholen Sie die Identifizierung der navigierten Ziele zwischen den einzelnen Blöcken. Wenn Sie keine Probe im Warteschleifensystem haben, müssen Sie das Impulsartefakt entfernen.

Dies geschieht durch das Ausschneiden eines Zeitfensters um den Impuls oder die Impulse im Falle einer sich wiederholenden Simulation. In den meisten Fällen reicht ein Fenster von wenigen Millisekunden aus. In dem hier gezeigten Beispiel wurden zwei aufeinanderfolgende Impulse verabreicht, die zusammen als ein Stück entfernt werden.

Es gibt zwei Möglichkeiten, die beiden erstellten Enden zu verbinden. Nachdem Sie den Impuls entfernt haben, können Sie sie entweder direkt verbinden oder eine Linie zwischen ihnen interpolieren. Auf das kurze Pulsartefakt folgt manchmal ein langes Restartefakt, das einige hundert Millisekunden dauern kann.

Verwenden Sie die Subtraktionstechnik, um dieses langlebige Artefakt zu entfernen, ohne Daten zu verlieren. Berechnen Sie für jeden Versuchsblock eine gemittelte ERP-Vorlage der Versuche mit leerem Bildschirm, indem Sie sie an den Beginn des Versuchs binden. Mit anderen Worten, Sie berechnen ein ERP in Abwesenheit eines experimentellen Stimulus und berechnen somit eine Vorlage des TMS-Rauschens allein innerhalb jedes Blocks.

Subtrahieren Sie diese Vorlage von jedem Versuch von allen anderen Reizbedingungen. Ein sauberes ERP ergibt sich aus der Subtraktion der TMS-Vorlage vom Roh-ERP, wiederholen Sie die Subtraktion für jeden Block einzeln. EEG-Aufzeichnungen wurden gemacht, während die Probanden entweder Gesichts- oder Körperreize erhielten.

Während der Betrachtung von Reizen wurde 60 und 100 Millisekunden nach Stimulusbeginn entweder der okzipitale Gesichtsbereich oder der extra quergestreifte Körperbereich mit Doppelpuls TMS verabreicht. Durch Subtraktion der Aufzeichnungen, die während der TMS allein gemacht wurden, von den Aufzeichnungen der Stimuluspräsentation mit TMS kann ein ERP erhalten werden. Darin befindet sich die N-Eins-Komponente, ein markantes visuell evoziertes Potenzial, das beim Betrachten von Gesichtern und Körpern im Vergleich zu anderen Reizen größer ist.

Beim Betrachten von Gesichtern. Die TMS zur OFA erhöhte die Amplitude der N eins-Komponente im Vergleich zur EBA und den Bedingungen ohne TMS. Bei der Betrachtung von Körpern erhöhte die TMS zur EBA die Amplitude der N 1-Komponente im Vergleich zum NO-TMS oder zu den OFA-Bedingungen.

Diese Ergebnisse deuten auf eine Dissoziation zwischen den neuronalen Netzwerken, die gesichtsselektiven und körperselektiven ERPs zugrunde liegen, hin. Ein besonderer Vorteil der in diesem Video gezeigten Technik zur Entfernung von Artefakten besteht darin, dass sie die Beseitigung von Artefakten im Zusammenhang mit der Verwendung von TMS ermöglicht, unabhängig davon, ob sie mechanischen, muskulären oder kortikalen Ursprungs sind, selbst in Elektroden, die in der Nähe der TMS-Spule liegen, so dass keine Elektrode von der Analyse ausgeschlossen werden muss. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie ein gleichzeitiges GTMS-Experiment entwerfen, ausführen und analysieren, das es Ihnen ermöglicht, zuverlässige ereignisbezogene Potenziale zu erhalten.