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Asignación Dinámica de trauma con MEG / estimaciones simultáneas norma mínima-EEG y anatómico limitado-un ejemplo: Atención Auditiva

DOI:

10.3791/4262

October 24th, 2012

In This Article

Summary

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Usamos magneto-y electroencefalografía (MEG / EEG), combinada con la información anatómica capturado por resonancia magnética (MRI), para asignar la dinámica de la red cortical asociada con la atención auditiva.

Abstract

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Magneto y electroencefalografía (MEG / EEG) son técnicas de neuroimagen que proporcionan una alta resolución temporal especialmente adecuado para investigar las redes corticales implicadas en tareas dinámicas perceptivas y cognitivas, tales como asistir a diferentes sonidos en un cóctel. Muchos estudios anteriores han utilizado los datos registrados en el sensor de nivel único, es decir., Los campos magnéticos o los potenciales eléctricos registrados fuera y en el cuero cabelludo, y por lo general han centrado en la actividad que lleva mucho tiempo bloqueado a la presentación del estímulo. Este tipo de evento relacionado con campo / análisis de potencial es particularmente útil cuando sólo hay un pequeño número de distintos patrones dipolares que pueden ser aislados e identificados en el espacio y el tiempo. Alternativamente, mediante la utilización de la información anatómica, estos patrones de campo distintos pueden ser localizados como fuentes de corriente sobre la corteza. Sin embargo, para una respuesta más sostenida que no puede ser tiempo-bloqueado a un estímulo específico (p. ej.,en preparación para escuchar a uno de los dos presentados simultáneamente dígitos hablados basado en la función auditiva Complementada) o puede ser distribuido a través de múltiples localizaciones espaciales desconocidos a priori, el reclutamiento de una red cortical distribuida puede no estar adecuadamente capturado mediante el uso de un número limitado de fuentes focales.

A continuación, describimos un procedimiento que emplea datos de resonancia magnética anatómicas individuales para establecer una relación entre la información del sensor y la activación de dipolo en la corteza a través del uso de estimaciones de norma mínima-(MNE). Este enfoque de imagen inversa nos proporciona una herramienta para el análisis de fuentes distribuidas. Para fines ilustrativos, se describen todos los procedimientos que utilizan FreeSurfer y software MNE, tanto libremente disponible. Vamos a resumir las secuencias de resonancia magnética y análisis de los pasos necesarios para obtener un modelo de avance que nos permite relacionar el patrón de campo previstas a causa de los dipolos distribuidos en la corteza en los sensores M / EEG. Next, vamos a pasar por los procesos necesarios que nos faciliten la eliminación de ruido en los datos del sensor de contaminantes ambientales y fisiológicos. A continuación, se describen el procedimiento para combinar y mapeo de MEG / EEG de datos del sensor en el espacio cortical, produciendo de ese modo una familia de series de tiempo de activación cortical dipolo sobre la superficie del cerebro (o "películas cerebrales") en relación con cada condición experimental. Por último, destacaremos algunas técnicas estadísticas que nos permitan hacer inferencia científica a través de una población de sujetos (es decir., Lleve a cabo a nivel de grupo de análisis) sobre la base de un espacio de coordenadas cortical común.

Protocol

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1. Adquisición de Datos y Procesamiento de Anatomía

  1. Adquirir una magnetización preparado rápido eco de gradiente (MPRAGE) IRM del tema. Esto puede tomar 5-10 minutos según el protocolo de exploración específica se utiliza.
  2. Adquirir dos adicional rápido de bajo ángulo de disparo (FLASH) imágenes por resonancia magnética (ángulos flip = 5 ° y 30 °) si los datos de EEG se utiliza para el análisis de imagen inversa, como secuencias FLASH proporcionar contraste de tejidos diferentes de las secuencias MPRAGE estándar 1.
  3. Utilice FreeSurfer software (véase el cuadro) 2, 3 para reconstruir la superficie cortical y establece....

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Discussion

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Con el fin de estimar la activación de dipolo en la corteza de los MEG adquiridos / datos de EEG, que necesitamos para resolver un problema inverso, el cual no tiene una solución única estable a menos apropiados anatómica y fisiológicamente limitaciones de sonido se aplican. Utilizando la restricción anatómica adquirida por los sujetos individuales utilizando la RM y la adopción de la norma mínima como criterio de estimación, podemos llegar a una estimación inversa cortical fuente de corriente que esté de acuerdo con la.......

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Disclosures

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No hay conflictos de interés declarado.

Acknowledgements

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Los autores desean agradecer a Matti S. Hämäläinen, Zöllei Lilla y tres revisores anónimos por sus útiles comentarios. Fuentes de financiación: R00DC010196 (AKCL); T32DC000018 (EDL); T32DC005361 (RKM).

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Nombre de equipo / software Empresa / fuente
306-canal Vectorview MEG sistema Eleka-Neuromag Ltd,
1,5-T Avanto escáner MRI Siemens Medical Solutions
FreeSurfer http://freesurfer.net/
MNE software http://www.nmr.mgh.harvard.edu/martinos/userInfo/data/sofMNE.php
Electrodos de EEG Productos del cerebro, Easycap GmbH
3Space Fastrak sistema Polhemus
Caja de botones Óptico (FIU-932) Diseños actuales

References

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  1. Fischl, B. Automatically parcellating the human cerebral cortex. Cerebral Cortex. 14, 11-22 (2004).
  2. Dale, A., Sereno, M. Improved localization of cortical activity by combining EEG and MEG with MRI cortical surfa....

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MEG EEGCortical DynamicsAnatomically constrained MNEMinimum norm EstimatesSource LocalizationAuditory AttentionCortical MappingBrain MoviesGroup level AnalysisSurface based Coordinates

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