19. November 2014
Mit ereignisbezogene EEG-Potentiale (ERPs) untersuchen wir die Effekte von antipsychotischen Medikamenten auf abnormale semantische Hirnaktivierungen bei gesunden Personen mit schizotypal Züge. Wir verwenden ERPs zu deutlichen Veränderungen in der Hirnaktivität zu verfolgen, vergießen Einblick in die kognitiven Prozesse mit semantischen Kategorisierung verbunden.
Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, die Schritte der korrekten Datenerfassung mit Hilfe der ereignisbezogenen Potenzialaufzeichnung zu veranschaulichen. Dies wird erreicht, indem zunächst eine Elektrodenkappe auf den Teilnehmer aufgesetzt wird. Der zweite Schritt besteht darin, Elektrogel mit einer Spritze in die Elektroden der Kappe einzuführen.
Als nächstes wird eine Nadel verwendet, um die Oberfläche der Kopfhaut zu zerkratzen, um eine gute Impedanz zu erreichen, wie sie mit einer Datenerfassungssoftware wie Neuro Scan beobachtet wird. Der letzte Schritt ist die Aufzeichnung der EEG-Wellen. Letztendlich werden die Rohdaten verarbeitet, um ereigniskorrelierte Potentiale zu erhalten, die für charakteristische Wellenformen wie die N One, die N 400 und die P 600 analysiert werden können.
Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber bestehenden Methoden wie FMRI ist ihre hervorragende zeitliche Auflösung, die es den Forschern ermöglicht, die schnellen zeitlichen Modulationen der Neuroaktivität, die durch sensorische, kognitive und motorische Prozesse ausgelöst werden, bis auf die Millisekunde genau zu verfolgen. Die visuelle Demonstration dieser Methode ist von entscheidender Bedeutung, da die technischen Schritte schwer zu beherrschen sind. Aufgrund der zahlreichen Details, die bei falscher Ausführung die Interpretation der Befunde gefährden können.
Ola, eine Doktorandin meines Labors, wird das Verfahren demonstrieren und Catherine, meine Forschungsassistentin, wird als Teilnehmerin fungieren. Besprechen Sie das Experiment und bitten Sie den Teilnehmer, die Einverständniserklärung zu überprüfen und zu unterschreiben. Schlagen Sie vor, auf die Toilette zu gehen und den Kaugummi auszuspucken, der gekaut wird.
Setzen Sie sich dann mit dem Teilnehmer an den Computerbildschirm und lassen Sie ihn die Haare lösen und die Ohrringe entfernen. Vergewissern Sie sich, dass sie keine Kontaktlinsen tragen, da diese zu viel Blinzeln verursachen und eine gute Datenerfassung beeinträchtigen. Überprüfen Sie anschließend die Sehschärfe der Teilnehmer, indem Sie sie kleine Buchstaben aus der Ferne lesen lassen und ihr Farbsehen testen.
Stellen Sie auch die Raumtemperatur so ein, dass es angenehm ist. Der Teilnehmer sollte während des Experiments nicht schwitzen oder zittern. Fahren Sie dann mit dem Experiment fort.
Markieren Sie den Teilnehmer mit rotem Stift am Nasenrücken am nasn Maß von der und der in indisch, der Beule über dem Hals an der unteren Schädelbasis. Gehen Sie dann von der Nasn aus ein Zehntel der Strecke entlang dieser Linie und setzen Sie eine Markierung. Als nächstes wickeln Sie das vierfarbige Band von der Markierung um den Kopf, um die farbcodierte Kappengröße zu bestimmen, die von der Markierung auf Höhe des Inions benötigt wird, erhalten Sie die Kappe der entsprechenden Größe und stellen Sie sicher, dass die Kappe und ihre Elektroden sauber und trocken sind.
Platzieren Sie nun die Ohrelektroden auf den Ohrläppchen. Sie dienen als Referenzelektroden. Reiben Sie die Ohrläppchen mit Alkohol ein und bestreichen Sie sie dann mit Vorbereitungsgel. Verwenden Sie einen Baumwollapplikator und wischen Sie dann mit einem Alkoholpad das Vorbereitungsgel ab.
Es ist entscheidend, eine gute Impedanz auf den Referenzelektroden zu haben, da eine schlechte Impedanz auf den Referenzelektroden eine gute Impedanz auf allen anderen Elektroden verhindern würde. Dies liegt daran, dass wir die Potentialdifferenz zwischen den Referenzelektroden und den anderen aktiven Elektroden aufzeichnen. Tragen Sie anschließend elektrolytisches Gel aus einer Spritze auf die Ohrelektroden auf.
Befestigen Sie dann die mit Gel gefüllten Elektroden an den Ohren. Machen Sie nun an der Stirn die gleiche Vorbereitung wie an den Ohren. Setzen Sie dann Einweg-Schwammscheiben auf die Kappe der präfrontalen Elektroden FP eins und FP zwei.
Die Klebeseite muss zur Kopfhaut zeigen. Richten Sie diese Elektroden an den Augen aus und drücken Sie sie gegen die Markierung in der Nähe des Haaransatzes. Bitten Sie den Teilnehmer, diese Elektroden an Ort und Stelle zu halten und die Kappe fest über den Kopf zu ziehen.
Stellen Sie sicher, dass die Kappe gut sitzt. Die sagittale Untergruppe der Elektroden sollte entlang der Mitte des Kopfes ausgerichtet werden. Die Elektrodenleitungen können nun an einen EEG-Verstärker angeschlossen werden.
Überprüfen Sie, ob die Parameter des Verstärkers entsprechend eingestellt sind. Befestigen Sie die Kappe, indem Sie einen Gurt anbringen. Stellen Sie sicher, dass die Gurte nicht so stark unter Druck stehen, dass sie die Position der Kappen verändern und die Datenerfassung beeinträchtigen könnten.
Die Erdungselektrode ist sehr wichtig, da sie dazu dient, statische Elektrizität und andere problematische Aktivitäten für alle anderen Elektroden zu entfernen. Tragen Sie nun elektrolytisches Gel aus einer abgestumpften Spritze in die Masseelektrode auf. Drücken Sie mit zwei Fingern auf die Masseelektrode an der vordersten und mittleren Position der Kappe.
Dadurch wird verhindert, dass sich das Elektrolytgel beim Auftragen ausbreitet. Bewegen Sie die Spritze vor der Injektion hin und her, um Haare oder abgestorbene Haut beiseite zu schieben, die die ordnungsgemäße Konnektivität beeinträchtigen könnten. Erzeugen Sie dann eine vertikale Gelsäule, indem Sie die Spritze langsam nach oben ziehen.
Zeigen Sie dem Teilnehmer als nächstes, wie eine scharfe, sterile Nadel sanft die Kopfhaut unter der Bodenelektrode kratzt, um abgestorbene Haut zu entfernen. Tun Sie dies dann mit dem Teilnehmer. Dieser Schritt wird die elektrische Konnektivität weiter verbessern.
Fahren Sie fort, indem Sie alle anderen Elektroden mit Gel füllen, indem Sie die gleichen Schritte ausführen. Werfen Sie nun einen Blick auf die Anzeige des Elektrodenschemas auf dem Computermonitor und schleifen Sie die Haut unter der Ohrelektrode mit der Nadel ab. Wenn die Impedanz unter fünf Kiloohm fällt, was durch einen Farbwechsel von rosa zu schwarz angezeigt wird, machen Sie dasselbe mit der anderen Ohrelektrode. Wenn die Impedanz nicht abfällt, verwenden Sie eine Tastenkombination.
Geben Sie Gel auf die Spitze einer Kurzverbindung und führen Sie es in die problematische Elektrode ein. Verbinden Sie dann das andere Ende der Tastenkombination mit dem Verstärker. Verwenden Sie Klebeband, um die Verknüpfung an Ort und Stelle zu halten.
Überprüfen Sie das Elektrodenschema auf dem Computermonitor und stellen Sie sicher, dass die Impedanzen gesunken sind, nachdem Sie die Verknüpfung angebracht haben. Beginnen Sie damit, dem Teilnehmer die Anweisungen für das Experiment vorzulesen. Wenn der Teilnehmer Fragen stellt, fügen Sie keine neuen Wörter in die Erklärung ein.
Wiederholen Sie die Anweisung lieber langsam. Öffnen Sie nun die Software für die EEG-Datenerfassung und prüfen Sie, ob sich an jeder Elektrode normale Ruhezustände befinden, ob übermäßig aktive oder inaktive Signale vorhanden sind. Verdient eine weitere Verfeinerung der Elektrodenkonnektivität.
Bevor Sie mit der Einrichtung des zweiten Computers fortfahren, starten Sie die Übungssitzung in der EEG-Erfassungssoftware. Überprüfen Sie auf Myos und Augenbewegungen. Der Teilnehmer muss entspannt sein und auf übermäßiges Blinzeln oder Anspannen des Kiefers oder der Stirn verzichten.
Im Ruhezustand können während des Übungsversuchs Beta- oder A-Rhythmen festgestellt werden. Prüfen Sie, ob während des Stimulus übermäßiges Blinzeln auftritt. Präsentation und Design sind wichtig, um sich daran zu halten.
Überwachen Sie die Experimentsoftware, während sie Marker sendet, um den Beginn von Stimuli an die EEG-Erfassungssoftware anzuzeigen. Diese dienen als entscheidende Referenzpunkte im experimentellen Standardparadigma. Stellen Sie nach dem Experiment sicher, dass die Daten gespeichert wurden.
Nehmen Sie dann die Kappe ab und helfen Sie dem Teilnehmer beim Aufräumen. Lösen Sie zuletzt die Elektroden vom Verstärker. Entfernen Sie die Einwegschwämme und reinigen Sie alle Elektroden mit Shampoo und Wasser.
Verwenden Sie ein Holzstäbchen, um das Gel von den Elektroden zu entfernen. Spülen Sie alles gründlich ab und lassen Sie es an der Luft trocknen. Um ERP-Komponentendaten aus den EEG-Messwerten zu erhalten, bestimmen Sie zunächst, welche Epoche untersucht wird, um die Amplitude von N 400 zu berechnen.
Verwenden Sie die mittleren Spannungen im Zeitfenster von 300 bis 500 Millisekunden mit der gewählten EEG-Epoche. Untersuchen Sie sie auf übermäßige Augenbewegungen. Diese Versuche können auf der Grundlage der experimentellen Parameter aus der Studie abgelehnt werden.
Filtern und mitteln Sie dann die ERPs, die dann auf Wunsch dargestellt werden können. Laden Sie die ergänzende Datei mit weiteren Anweisungen zur Datenverarbeitung mit EEG lab und matlab herunter und sehen Sie sie sich an. Der erfolgreiche Abschluss des Protokolls führt zu einem Datensatz von ERP-Wellenformen, die genau aufgezeichnet werden.
Wenn das Experiment jedoch nicht ordnungsgemäß ausgeführt wurde, werden keine erkennbaren ERP-Komponenten gefunden. Häufige Probleme wie Augenbewegungen, Verstärker, Sättigung und Myos behindern die Datenerfassung und müssen behoben werden. Diese Spuren wurden alle aus der Analyse entfernt.
Im durchgeführten Experiment zeigt dieser Gesamtdurchschnitt der ERPs die Placebo-Bedingung einer Untersuchung der Wirkungen von Antipsychotika und Schizo. Typ auf dem N 400, der ein semantisches Kategorisierungsparadigma verwendete, entsprechen rote und schwarze Linien Teilnehmern mit hohen bzw. niedrigen Punktzahlen. Auf dem schizotypischen Persönlichkeitsfragebogen wurde dann die Wirkung der Medikation mit Teilnehmern getestet, die hohe schizotypische Werte aufwiesen.
Eine rote Linie zeigt die Teilnehmer, die Medikamente erhielten, und die schwarze Linie zeigt an, wann Placebos verabreicht wurden. Einmal gemeistert, kann diese Technik in weniger als 20 Minuten abgeschlossen werden, wenn sie richtig ausgeführt wird. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie in der Lage sein zu verstehen, wie Sie durch die richtige Platzierung der Kappe und des Gels genaue ERPs erhalten.
Diese Studie untersucht die Wirkungen von Antipsychotika auf semantische Hirnaktivierungen bei Personen mit schizotypen Merkmalen mithilfe ereigniskorrelierter EEG-Potentiale (ERPs). Die Forschung verdeutlicht die kognitiven Prozesse, die an der semantischen Kategorisierung beteiligt sind, anhand charakteristischer Veränderungen der Hirnaktivität.
Die Aufzeichnung ereigniskorrelierter Potentiale (ERP) ermöglicht die millisekundengenaue Verfolgung neuronaler Reaktionen auf kognitive und pharmakologische Interventionen und ergänzt damit die fMRT hinsichtlich der zeitlichen Auflösung in der neuropsychiatrischen Forschung entscheidend. Diese Fähigkeit ist entscheidend, um frühe CNS-Zielstrukturen zu validieren und die Wirkung von Arzneimitteln auf die kognitive Verarbeitung in translationalen Modellen zu quantifizieren. Eine präzise Erfassung und Analyse von ERP-Daten bildet die Grundlage für die Vorhersagegenauigkeit mechanistischer Studien zum Einfluss von Antipsychotika auf die semantische Verarbeitung und leitet unmittelbar Portfolioentscheidungen in der neuropsychiatrischen Arzneimittelforschung an.
Die Erfassung und Analyse von ERPs ist in den Kontinuum von der Entdeckung bis zur präklinischen Entwicklung eingebettet und unterstützt sowohl frühe mechanistische Studien als auch die translationale Biomarker-Entwicklung für ZNS-Wirkstoffprogramme.