Relacionados con eventos de alta densidad de adquisición de datos posibles en Neurociencia Cognitiva

Los potenciales relacionados con eventos de alta densidad o ERP permiten el seguimiento de la dinámica temporal rápida del cerebro humano en funcionamiento. Para adquirir datos ERP de alta densidad, primero se coloca la tapa del electrodo en la cabeza del participante y las ubicaciones de los electrodos se digitalizan para adaptarse a la variabilidad y la forma de la cabeza entre los sujetos. A continuación, las impedancias de los electrodos se reducen inyectando gel en cada electrodo.

Los datos se adquieren mientras se presentan estímulos visuales al participante. Una vez finalizada la grabación, la tapa del electrodo se limpia a fondo. Los datos adquiridos se utilizan para examinar la dinámica espacial y temporal de la actividad cerebral asociada a un proceso cognitivo determinado.

Hola, soy Scott Slotnik, del Laboratorio de Memoria y Percepción del Departamento de Psicología del Boston College. Hoy vamos a mostrarte un protocolo para la adquisición de datos potenciales relacionados con eventos de alta densidad. Utilizamos este procedimiento en nuestro laboratorio para estudiar la dinámica espacio-temporal de la actividad cerebral durante la memoria para elementos visuales.

Así que comencemos. Los potenciales relacionados con eventos o ERPs proporcionan un método para capturar la dinámica espacio-temporal de la función del cerebro humano con una excelente resolución temporal. Por lo general, los datos se miden en una habitación blindada, lo que minimiza la interferencia con la señal neuronal que captan los electrodos.

Cada electrodo se conecta a un amplificador, que a su vez se conecta a una computadora de adquisición de datos ubicada fuera de la habitación blindada. Se utiliza una computadora separada para la presentación de estímulos debido a la posible interferencia con la señal neuronal. Solo los componentes esenciales alimentados deben estar alojados dentro de la cámara blindada, como la pantalla de estímulo y el teclado de respuesta.

Durante los experimentos, los participantes se sientan en una silla cómoda con reposabrazos y una altura de respaldo que proporciona soporte para los hombros para minimizar los artefactos musculares del cuello. Comencemos por ver cómo colocar la tapa del electrodo. Un electrodo participante está incrustado en una tapa de spandex, lo que reduce significativamente el tiempo de aplicación para colocar la tapa colocar el electrodo oz de acuerdo con el sistema de diez cinco electrodos mientras se aplica la tapa, asegúrese de que tenga simetría izquierda derecha con electrodos de línea media colocados sobre la línea media de la cabeza.

Además, asegúrese de que los electrodos inferiores más posteriores sean superiores al límite del cuello del cráneo para evitar artefactos musculares en el cuello. Una vez que la tapa esté en su lugar, fije las correas laterales con una correa para la barbilla o un cinturón hecho a medida a la altura de la cintura para mejorar el contacto lateral del electrodo con la cabeza. Aplique electrodos adyacentes a los ojos para permitir la eliminación posterior de los artefactos de movimiento ocular o parpadeo para abordar la variabilidad en la ubicación de los electrodos y la forma de la cabeza entre los sujetos. Las ubicaciones de los electrodos se miden para cada participante con un digitalizador de vía rápida Polyus.

El digitalizador incluye un transmisor, tres receptores, que se montan en la tapa y un lápiz óptico para registrar la ubicación de cada electrodo con la tapa en su lugar y la digitalización del electrodo completa. Pasemos a reducir las impedancias de los electrodos en el asiento, el participante cómodamente en la silla de grabación. A algunos participantes les resulta más cómodo cuando una toalla de mano doblada se coloca ligeramente entre los hombros y el respaldo de la silla.

Ahora, conecte la tapa de electrodo múltiple a los amplificadores. A continuación, se debe reducir la impedancia de cada electrodo de forma que quede por debajo de los cinco kiloohmios aproximadamente. Esto se logra en nuestro laboratorio midiendo impedancias en tiempo real con el software de escaneo neuros mientras se usa una jeringa estéril y una aguja de punta roma para inyectar un gel conductor en cada abertura del electrodo.

Hay una serie de técnicas que pueden acelerar el proceso de reducción de impedancia, que es el aspecto que más tiempo consume de la grabación multicanal. Comenzando con el electrodo de tierra o de referencia, use su mano dominante para hacer algunos círculos con la jeringa mientras descansa contra la cabeza. Para mover el pelo intermedio, asegúrese de no presionar la jeringa contra la cabeza del participante.

El proceso de aplicación del gel nunca debe causar molestias al participante. A continuación, mientras presiona ligeramente el electrodo con la mano no dominante, inyecte una pequeña cantidad de gel en el cuero cabelludo y luego retire la jeringa mientras continúa inyectando. La creación de un puente de gel entre el cuero cabelludo y el gel de electrodos que sobresale de la abertura del electrodo debe limpiarse con un pañuelo de papel y desecharse en este punto.

Si el primer conjunto de impedancias de electrodos permanece alto, se debe volver a aplicar gel a tierra y a los electrodos de referencia, ya que el gel generalmente se vuelve más conductor con el tiempo. Una estrategia es inyectar gel en electrodos dentro de un cuadrante del cuero cabelludo, como el cuero cabelludo posterior derecho, hasta que todas las impedancias comiencen a disminuir. Luego inyecte gel en los electrodos dentro del siguiente cuadrante hasta que todas las impedancias comiencen a disminuir y luego recorra los cuadrantes.

Reinyección de gel en los electrodos de mayor impedancia. En algunos casos, el gel conductor se conectará a los electrodos adyacentes de modo que las impedancias se vinculen. Esto reduce la resolución espacial, pero suele ser una preocupación menor, ya que hay un gran número de electrodos con las impedancias reducidas.

Veamos cómo registrar datos antes de comenzar una sesión de grabación. Anime al participante a ponerse en una posición cómoda y relajada y a permanecer quieto. Esto minimizará los artefactos musculares y de movimiento.

Una vez que el participante se sienta cómodo, entréguele un teclado de respuesta y retire o apague todo el equipo no esencial cerca del participante, como las luces, para permitir el análisis posterior relacionado con el evento. El inicio de cada evento de estímulo debe ser señalado o activado por la computadora de estímulos y almacenado junto con los datos electrofisiológicos. Enviamos pulsos de disparo en cada inicio de estímulo a través del puerto paralelo a través de programas ePrime que incluyen inicialización de puerto en línea personalizada y scripts de disparo que están disponibles de forma gratuita.

Estos disparadores son recibidos y almacenados por el software de escaneo. Al registrar datos electrofisiológicos, utilice un filtro de paso alto estándar para eliminar componentes de muy baja frecuencia, como la CC, que son irrelevantes para la respuesta neuronal transitoria. En entornos con muy poca interferencia, se puede utilizar un filtro de paso bajo con un corte de frecuencia muy alto, como 200 hercios, en entornos con niveles más altos de interferencia electromagnética ambiental.

Se puede utilizar un filtro de paso bajo con un corte de alrededor de 80 hercios y un filtro de muesca de 60 hercios, por lo que la respuesta está dominada por la señal neuronal. Ahora veamos cómo limpiar la tapa. Una vez finalizada una sesión, la tapa de electrodo múltiple debe limpiarse y desinfectarse a fondo inmediatamente después de que se complete la grabación.

Comience remojando la tapa en agua tibia durante cinco a 10 minutos y luego enjuague cada electrodo con un chorro de agua corriente. Para eliminar completamente todo el gel conductor, use el extremo romo de un hisopo de algodón en barra de madera para limpiar los agujeros en los electrodos. A continuación, sumerja la tapa en un baño de agua tibia jabonosa que consta de cuatro cuartos de galón de agua y una o dos onzas de jabón de cuadrante durante 30 minutos para asegurarse de que se haya eliminado todo el gel, luego enjuague bien la tapa con agua.

Para evitar la contaminación entre participantes, la tapa debe remojarse por última vez durante 1530 minutos en una mezcla desinfectante de agua, como cuatro partes, agua en una parte y un lado, y luego enjuagar bien con agua al colgar la tapa para que se seque. Debe colocarse simétricamente y sin tensión, ya que puede conservar cierto grado de su posición de secado, lo que puede reducir la facilidad de la reducción posterior de la impedancia. Terminemos echando un vistazo a algunos resultados representativos.

A continuación, mostraremos algunos resultados representativos después de la adquisición y análisis de datos del ERP. La topografía del voltaje del cuero cabelludo a la izquierda y a la derecha refleja la rápida reactivación del tópico rettino de las regiones corticales visuales durante la memoria precisa para los ítems presentados previamente en el campo visual derecho e izquierdo, respectivamente. Acabo de mostrarle cómo adquirir datos ERP de alta densidad cuando se utiliza este procedimiento.

Es importante recordar que la comodidad de los participantes siempre es lo primero. Así que eso es todo. Gracias por mirar y buena suerte con tus experimentos.