Name: La coherencia entre la función cerebral cortical y rendimiento neurocognitivo en condiciones de gravedad ha cambiado (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-05-23T15:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 29 s
Description: Aprende a aplicar EEG y espectroscopia infrarroja para evaluar cambios hemodinámicos y electrofisiológicos cerebrales en vuelos parabólicos. Este método permite monitorear la función cortical en condiciones de microgravedad y desarrollar contramedidas para misiones espaciales.

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Nos gustaría dar las gracias al cerebro Products GmbH para proporcionar a sus equipos, experiencia y ayuda. Este estudio fue financiado por el Ministerio Federal de Economía y Tecnología a través de una donación de la Agencia Espacial Alemana (DLR) 50WB0819.

1. Procedimiento experimental <ol><li> En el suelo la preparación prevuelo - La preparación de sujetos se realiza en un cuarto separado en el aeropuerto. (1-2 horas antes del vuelo) <ol><li> Montaje de la tapa de EEG / NIRS <ol><li> Electrodos y sensores de NIR son adheridos al cuero cabelludo con una tapa de EEG. Este método garantiza la correcta posición de los sensores. </li><li> El tamaño de la tapa se determina por el tamaño de la cabeza del sujeto </li><li> El operador se asegura de la correcta posición de la tapa. El electrodo Cz se encuentra en el vértice (el punto medio entre el nasion y cebolla), la PO9 PO10-y los electrodos de FP1, FP2 es horizontal, el límite es simétrica. </li><li> El electrodo de la frecuencia cardíaca se coloca en el pecho </li></ol></li><li> Reducción al mínimo de impedancia <ol><li> Los productos del cerebro electrodos actiCAP están conectados a la caja de control. </li><li> Cada electrodo contiene LEDs, que a su vez de color rojo, cuando la medición de la impedancia se ha iniciado. </li><li> El pelo se mueve lejos de la punta del electrodo con una aguja de punta roma. </li><li> Gel se inyecta entre la punta del electrodo y la superficie de la piel. </li><li> El color de los pilotos cambian, a medida que disminuye la impedancia. El color rojo inicial se convierte en amarillo, el amarillo a verde, si el valor de la impedancia objetivo se logra. </li><li> La impedancia es de 25 kOhm objetivo, ya que los electrodos activos ofrecen una buena relación señal-ruido de la ración por debajo de este valor. Por lo tanto, la preparación de la PAC es rápido y conveniente. </li><li> El operador comienza a trabajar en los electrodos de referencia y el suelo, y se repite para todos los otros electrodos. </li></ol></li></ol></li><li> A bordo de preparación previa al vuelo <ol><li> Pre-medidas <ol><li> Los sujetos se colocan en el montaje experimental, los cinturones de seguridad se fijan libremente </li><li> Los cables están conectados, las baterías se cargan. </li><li> El operador inicia el módulo de EEG y NIRS, los controles de la conectividad y la calidad de la señal de EEG / NIRS. </li><li> Grabación de estado de reposo EEG / NIRS. Los sujetos no tienen ninguna tarea. </li><li> La grabación se detiene. </li><li> Los sujetos realizan la tarea cognitiva en el suelo. La tarea cognitiva es una tarea de atención / cálculo ( <a href="http://itunes.apple.com/us/app/chalkboard-challenge/id317961833?mt=8">http://itunes.apple.com/us/app/chalkboard-challenge/id317961833?mt=8</a> ), donde los sujetos tienen que identificar de que lado de la ecuación, que es mayor que el otros en relación con la velocidad y precisión. </li></ol></li><li> El almacenamiento del equipo <ol><li> El operador de tiendas de la cámara y los iPhones para el despegue. </li></ol></li></ol></li><li> En la medición de vuelo <ol><li> Preparación <ol><li> Operador monta la cámara de video de pasamanos y comienza la grabación. </li><li> Los iPhones se encuentran en el tramo superior de los sujetos. </li><li> El operador inicia el módulo de EEG y NIRS, controla la calidad de la señal de EEG / NIRS, y comienza la grabación. </li></ol></li><li> Medición <ol><li> Los sujetos realizan la tarea cognitiva en dos bloques de cinco parábolas parábola entre 11-15 y 16-20. Tarea se llevará a cabo en un orden aleatorio en condiciones de ingravidez o gravedad normal. Sólo estado de reposo EEG / NIRS se registra durante los primeros 10 parábolas. Las parábolas última se utilizará en caso de falta de mediciones anteriores (ver Figura 1). </li><li> El operador controla la grabación, e instruye a los sujetos. El operador se escribe todos los resultados de las pruebas cognitivas y los tiempos. </li></ol></li></ol></li><li> En el suelo después del vuelo de medición <ol><ol><li> Estado de reposo EEG / NIRS medición se lleva a cabo. </li></ol></ol></li></ol> Esperamos encontrar una mayor activación cerebral durante la ingravidez, como se muestra antes (Schneider et. Al 2008 + 2009). Esperamos además que ve aumento del tejido oxigenada en el cerebro frontal en condiciones de ingravidez y menor tejido oxigenada en hipergravedad. La tarea de atención se supone que es afectada durante todo el vuelo en comparación con el pre y post vuelo y tal vez aún más en condiciones de ingravidez, debido a una mayor activación central y la excitación en condiciones de ingravidez. 2. Resultados representante Mapeo de la transición de la fase de hipergravedad a la ingravidez, pudimos observar una mayor actividad de la corteza cerebral en la corteza frontal y disminución de la actividad en la corteza temporal y occipital 2000 - 2350 ms después del inicio de la ingravidez (Figura 2a, b). sLORETA permitido la localización de esta activación frontal aumento en el área de Brodmann 9 de la corteza prefrontal dorsolateral, que es conocido por estar involucrado en las funciones ejecutivas con la integración de la información sensorial y mnemónica en el curso de la planificación motora, organización y regulación, (Figura 3a, b). Además, dos sujetos mostraron un aumento en el área 6 de Brodmann, la corteza premotora, que desempeña un papel en la orientación sensorial en el curso de la estabilización del cuerpo (ver Figura 3b). Promedio durante los primeros 10 parábolas, análisis NIRS reveló disminución de la hemoglobina oxigenada (HHb) la concentración de ambos temas en hipergravedad, así como aumento de la hemoglobina oxigenada (O2Hb) en condiciones de ingravidez. Para la hemoglobina HHb en un tema nos encontramos con una tendencia a un aumento en la fase previa a la ingravidez hipergravedad, así como una disminución en la ingravidez y la fase de hipergravedad después de la ingravidez. En este O2Hb tema volvió a la línea de base 10 a 15 segundos después de la parábola. En materia de contraste 2 mostró un ligero aumento, junto con la disminución de la O2Hb en la fase previa a la ingravidez hipergravedad, un aumento en la ingravidez y una disminución en hipergravedad después de la ingravidez. Por esta O2Hb tema aún no se redujo durante unos 30 segundos después de la parábola (Figura 4a, b) La tarea cognitiva como resultado una disminución del rendimiento en las puntuaciones de los dos participantes en la gravedad normal durante el vuelo en comparación con una sesión previa al vuelo. Sólo dos sujetos mostraron una puntuación menor en weightlessnes (Figura 5). <img src="/files/ftp_upload/2670/2670fig1.jpg" alt="Figura 1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 1"> Figura 1. Secuencia de vuelo parabólico. Orden de las tareas y las mediciones durante el vuelo, el número de parábolas se indican en gris, los números con apóstrofe indica la longitud de descansos más largos entre las parábolas. <img src="/files/ftp_upload/2670/2670fig2a.jpg" alt="Figura 2a" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 2a"> <img src="/files/ftp_upload/2670/2670fig2b.jpg" alt="Figura 2b" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 2b"> Figura 2 Mapa visión de dos sujetos en el marco de tiempo de 500 ms antes de ingravidez (en hipergravedad) hasta 2500 ms en condiciones de ingravidez. Punto de vista es desde arriba de la cabeza, pequeños círculos indican las posiciones de los electrodos, disminuye el color azul y amarillo a los aumentos de color rojo de la actividad electrocortical en micro voltios. <img src="/files/ftp_upload/2670/2670fig3a.jpg" alt="Figura 3a" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 3a"> <img src="/files/ftp_upload/2670/2670fig3b.jpg" alt="Figura 3b" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 3b"> Figura 3 Tres vistas Loreta. (Arriba: desde arriba, abajo a la izquierda: desde el lado izquierdo, abajo a la derecha: desde la parte posterior) de dos sujetos en el marco de tiempo de 2000 ms hasta 2350 ms después del inicio de la ingravidez. El color rojo indica una mayor actividad cerebral. <img src="/files/ftp_upload/2670/2670fig4a.jpg" alt="Figura 4a" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 4a"> <img src="/files/ftp_upload/2670/2670fig4b.jpg" alt="Figura 4b" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 4b"> Figura 4 rastros NIRS (rojo: la hemoglobina oxigenada, azul: la hemoglobina oxigenada, negro: nivel de gravedad). Durante el período de una parábola de 40 segundos antes de la parábola de la gravedad normal (1G: área amarilla), en la fase de hipergravedad primero (1,8 G: área azul), la ingravidez (0G: zona roja) y la fase hipergravedad segundo (1,8 g: zona azul) hasta 40 segundos después de la parábola. Nivel de gravedad se muestra inversa (reducción de la huella que suponga el incremento de la gravedad a partir de igual a gravedad normal (1G) 0. Los datos que se muestra es un promedio de más de 10 parábolas. <img src="/files/ftp_upload/2670/2670fig5.jpg" alt="Figura 5" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 5"> Figura 5. Puntuación de rendimiento de la tarea cognitiva del participante 1 (azul traza) y 2 (rojo traza) para la formación de las mediciones antes del vuelo y durante el vuelo en condiciones de ingravidez (0G) y la gravedad normal (1G).

<ol><li>Santo, N. G. D. e, Cirillo, M., Kirsch, K. A., Correale, G., Drummer, C., Frassl, W., Perna, A. F., Stazio, E. D. i, Bellini, L., Gunga, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anemia+and+erythropoietin+in+space+flights%5BTitle%5D)+AND+%22Semin+Nephrol%22%5BJournal%5D)">Anemia and erythropoietin in space flights.</a> Semin Nephrol. 25, 379-387 (2005).</li>
<li>Ellis, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collisions+in+space%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Collisions in space.</a> , 4-9 (2000).</li>
<li>Genik, R. J. 2nd, Green, C. C., Graydon, F. X., Armstrong, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cognitive+avionics+and+watching+spaceflight+crews+think%3A+generation-after-next+research+tools+in+functional+neuroimaging.+Aviat+Space+Environ+Med+76%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Cognitive avionics and watching spaceflight crews think: generation-after-next research tools in functional neuroimaging. Aviat Space Environ Med 76.</a> , 208-212 (2005).</li>
<li>Schneider, S., Brummer, V., Carnahan, H., Dubrowski, A., Askew, C. D., Struder, H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((What+happens+to+the+brain+in+weightlessness%3F+A+first+approach+by+EEG+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">What happens to the brain in weightlessness? A first approach by EEG tomography.</a> Neuroimage. 42, 1316-1323 (2008).</li>
<li>Schneider, S., Brummer, V., Mierau, A., Carnahan, H., Dubrowski, A., Strueder, H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increased+brain+cortical+activity+during+parabolic+flights+has+no+influence+on+a+motor+tracking+task%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Increased brain cortical activity during parabolic flights has no influence on a motor tracking task.</a> Exp Brain Res. 185, 571-579 (2008).</li>
<li>Schneider, S., Brummer, V., Gobel, S., Carnahan, H., Dubrowski, A., Struder, H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Parabolic+flight+experience+is+related+to+increased+release+of+stress+hormones%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Parabolic flight experience is related to increased release of stress hormones.</a> Eur J Appl Physiol. 100, 301-308 (2007).</li>
</ol>

La producción de este artículo fue patrocinado por los productos del cerebro, GmbH. Roland Csuhaj es un empleado de los productos del cerebro, GmbH, que fabrica un instrumento utilizado en este artículo.

Debido a la falta de imágenes del cerebro métodos en condiciones extremas hasta ahora los procesos neurofisiológicos subyacentes del deterioro en el rendimiento cognitivo y el estado mental no han sido evaluadas. En este trabajo hemos sido capaces de mostrar los cambios en la actividad cerebral cortical y el nivel de oxigenación en el curso de un vuelo parabólico y la localización de estos cambios en el cerebro con EEG combinado con Loreta y NIRS. Como era de esperar, se encontró un aumento en la actividad electrocortical en ingravidez, que fue localizado en las regiones frontales del cerebro (las áreas de Brodmann 9 6). Los resultados indican que aproximadamente 2000 ms después de la actividad cerebral cortical transición se altera sobre todo en las regiones frontales del cerebro. Se podría suponer que este aumento de la actividad en el área de Brodmann 6 y 9 refleja los mecanismos del cerebro para detectar y procesar las nuevas condiciones de la gravedad para mantener la estabilidad del cuerpo, así como la capacidad del motor en condiciones de gravedad alterada. En cuanto a los cambios hemodinámicos, NIRS reveló que el O2Hb de la región frontal del cerebro disminuye en gran medida en la fase de hipergravedad primero y el aumento de la ingravidez, mientras que, HHb mostró sólo cambios moderados. En consecuencia, este efecto no puede ser atribuido a un cambio de volumen de sangre únicamente. Más probable es que esto parece reflejar una especie de autorregulación cerebral, especialmente en el aumento de la O2Hb ocurre mucho antes de la transición de 1,8 G a 0G (especialmente en la figura 4). Por el contrario O2Hb y HHB tanto disminución de la fase de hipergravedad segundo. Los resultados de la tarea cognitiva indican que no hay un claro deterioro en la gravedad normal o la ingravidez en vuelo en comparación con una sesión previa al vuelo. Basándose en los resultados de dos sujetos no declaración clara es posible si los vuelos parabólicos o gravedad junto con el aumento en la actividad cerebral y el nivel de oxigenación tienen una influencia en el rendimiento cognitivo. Estudios anteriores dan motivos para creer que en este contexto, el estrés también podría desempeñar un papel (Schneider et al. 2007), sin embargo, no hay cambios en la concentración de cortisol podrían ser obtenidos por las distintas asignaturas. Se necesitan más datos para validar estos resultados y permitir la correlación de los cambios en la actividad cerebral cortical, alteraciones hemodinámicas, así como el rendimiento cognitivo. Este trabajo pretende demostrar que el seguimiento de los cambios locales en la actividad cerebral cortical y el nivel de oxigenación a través de las diferentes fases de gravedad cambia es posible mediante el uso de EEG en combinación con NIRS y Loreta. Estos resultados son un éxito para la investigación espacial y permitirá mostrar los cambios complejos y locales de la actividad cerebral cortical en hipergravedad o la ingravidez y la correlación test mental o de motor con cambios objetivos en el cerebro. El siguiente paso es aplicar este método durante las misiones espaciales de larga duración.

la coherencia entre la función cerebral cortical y rendimiento neurocognitivo en condiciones de gravedad ha cambiado

Coherence between Brain Cortical Function and Neurocognitive Performance during Changed Gravity Conditions

Los procesos de estudios previos de habilidades cognitivas, mentales y / o del motor durante la corta, la ingravidez de mediano y largo plazo, sólo han sido de carácter descriptivo, y se centró en los aspectos psicológicos. Hasta ahora, la observación objetiva de los parámetros neurofisiológicos no se ha llevado a cabo -, sin duda, porque los medios técnicos y metodológicos que no han estado disponibles -, las investigaciones sobre los efectos neurofisiológicos de la ingravidez en su infancia (Schneider et al 2008).. Aunque las técnicas de imagen como la tomografía por emisión de positrones (PET) y resonancia magnética (MRI) no sería aplicable en el espacio, y no-invasivas espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS) técnica representa un método de mapeo de los procesos de hemodinámica en el cerebro en tiempo real que es a la vez relativamente barato y que se pueden utilizar incluso en condiciones extremas. La combinación con la electroencefalografía (EEG) se abre la posibilidad de seguir los procesos electrocortical bajo condiciones cambiantes de gravedad con una resolución más fina temporal, así como con la localización más profunda, por ejemplo, con electrotomography (Loreta). Estudios anteriores mostraron un aumento de la frecuencia de la actividad beta en condiciones de gravedad normal y una disminución en condiciones de ingravidez durante un vuelo parabólico (Schneider et al. 2008a + b). Los estudios revelaron cambios de inclinación diferente en función del cerebro, que permiten sugerir que los cambios en vuelo parabólico podría reflejar procesos emocionales en vez de los cambios hemodinámicos. Sin embargo, todavía no está claro si estos efectos son de gravedad cambia o cambios hemodinámicos en el cerebro. La combinación de EEG / NIRS Loreta y debe, por primera vez hacen posible el mapa del efecto de la ingravidez y gravedad reducida en ambos procesos hemodinámicos y electrofisiológicos en el cerebro. Inicialmente, esto se debe hacer como parte de un estudio de factibilidad durante un vuelo parabólico. Después, también está previsto utilizar ambas técnicas durante el vuelo espacial a medio y largo plazo. Se puede suponer que la redistribución a largo plazo del volumen de sangre y el consiguiente aumento en el suministro de oxígeno al cerebro dará lugar a cambios en el sistema nervioso central, que también son responsables de los procesos anémicos, y que a su vez puede reducir el rendimiento (De Santo et al. 2005), lo que significa que podría ser crucial para el éxito y la seguridad de una misión (Genik et al. 2005, Ellis 2000). Dependiendo de estos resultados, será necesario para desarrollar y emplear medidas amplias. Los resultados iniciales del estudio MARS500 sugieren que, además de su importancia en el contexto de los sistemas cardiovascular y locomotor, el deporte y la actividad física puede desempeñar un papel en la mejora de los parámetros neurocognitivos. Antes de que esto puede ser totalmente establecido, sin embargo, parece necesario para aprender más sobre la influencia de los cambios en las condiciones de gravedad en los procesos neurofisiológicos y deterioro neurocognitivo asociado.

El efecto de la ingravidez y hipergravedad en ambos procesos hemodinámicos y electrofisiológicos en el cerebro se va a seguir durante el vuelo parabólico con técnicas de EEG y NIRS. Un estudio de viabilidad de un experimento más complejo, que está previsto llevar a cabo durante el vuelo espacial a medio y largo plazo.

La coherencia entre la función cerebral cortical y rendimiento neurocognitivo en condiciones de gravedad ha cambiado

Estudios previos sobre los procesos cognitivos, mentales y/o motores durante la ingravidez a corto, medio y largo plazo han sido únicamente de naturaleza descriptiva, y ...

Este procedimiento aplica una técnica combinada de registro de EEG y espectroscopia infrarroja cercana para determinar en qué medida la disminución del rendimiento neurocognitivo en condiciones de ingravidez se debe a los efectos primarios de cambios hemodinámicos y electrocorticales o a efectos secundarios relacionados con el estrés. Esto se logra mediante el monitoreo de los cambios en la actividad electrocortical de los participantes durante un vuelo parabólico, incluyendo fases de microgravedad, microgravedad y gravedad normal. Los cambios hemodinámicos en el cerebro frontal pueden monitorearse en paralelo mediante espectroscopia infrarroja cercana o nervios.Los cambios en la actividad cortical cerebral pueden entonces localizarse mediante tomografía electromagnética. El paso final consiste en correlacionar los cambios electrocorticales y hemodinámicos. En última instancia, los resultados muestran que los cambios hemodinámicos debidos a condiciones de gravedad alteradas están asociados con cambios en la función electrocortical.La principal ventaja de esta técnica frente a métodos existentes como la RM o la PET es que la electrofotografía combinada con tomografía eléctrica y espectroscopía en el infrarrojo cercano es factible durante entornos extremos, como vuelos parabólicos o vuelos espaciales con condiciones de microgravedad HyperV, cargas limitadas y espacio restringido, y permite medir y correlacionar cambios en la actividad eléctrica neural y cambios hemodinámicos dentro del cerebro. Este método ayuda a responder preguntas clave en el campo de la neurofisiología y la investigación espacial, como las condiciones de gravedad alterada que provocan cambios corticales hemodinámicos y eléctricos. Ayuda a determinar exactamente dónde en el cerebro ocurren estos cambios y cuáles son las consecuencias de dichos cambios.Una vez que hayamos identificado los procesos neurofisiológicos subyacentes, una vez que hayamos determinado qué sucede con la función cortical cerebral y con la hemodinámica mientras estamos en el espacio, mientras estamos en condiciones de ingravidez, seremos capaces de desarrollar contramedidas específicas para mejorar la calidad de vida, el éxito de la misión y la seguridad en la misión. Por lo tanto, este método puede proporcionar información sobre los mecanismos de funcionamiento cerebral, o también podría aplicarse a otros sistemas, como los trastornos neurológicos de pacientes neurológicos, o a la idea fundamental de cómo funciona nuestro cerebro. Tuvimos por primera vez la idea de esta investigación cuando supimos sobre los deterioros neurocognitivos presentados por astronautas que viven en el espacio.La demostración visual de este método es fundamental porque resulta difícil aprender los pasos de análisis debido a que existen muchas formas de tratar y analizar los datos. De una a dos horas antes del vuelo, los participantes son trasladados a una sala del aeropuerto para prepararse para los experimentos. Primero, se mide su circunferencia craneal y se limpia su cuero cabelludo para poder colocar sobre la cabeza del participante el casco de EEG con los optosensibles y el receptor integrados.El siguiente paso consiste en marcar las posiciones para los electrodos FP uno y FP dos. Primero, se mide la distancia entre el nasión y el inión; luego, a una distancia de un décimo del camino entre el nasión y el inión. A partir del nasión, se hacen dos marcas a la izquierda y a la derecha de la línea media, a una distancia que equivale a un veinteavo de la circunferencia craneal.La cofia contiene los electrodos que se conectarán al cuero cabelludo y garantiza la posición correcta de los sensores. Se elige una cofia EEG adecuada al tamaño de la cabeza del participante. A continuación, se coloca la cofia.Se verifica la cabeza del participante y su posición. El electrodo CZ debe estar en el vértice y los electrodos FP1 y FP2, así como los electrodos O1 y O2, deben estar alineados horizontalmente sobre las marcas; se ajusta una correa bajo la barbilla para asegurar que el casco permanezca en una posición simétrica y adecuada. A continuación, se coloca el electrodo de frecuencia cardíaca; para ello, se puede utilizar un electrodo EEG y se coloca el sensor sobre el pecho del participante.Ahora se minimiza la impedancia de los electrodos y se verifica la conducción de la señal. Cada electrodo contiene LED que se leerán cuando comience la medición de impedancia. Se aparta el cabello de la punta del electrodo con una aguja de punta roma, y se inyecta gel entre la punta del electrodo y la superficie de la piel, comenzando con los electrodos de referencia y tierra.A medida que se inyecta el gel, el color de los LED cambiará conforme disminuya la impedancia, de modo que el color inicial rojo primero se volverá amarillo y luego verde. Cuando se alcance el valor de impedancia objetivo de 25 kiloohmios, la actividad de los electrodos proporcionará una buena relación señal-ruido en o por debajo de este valor objetivo. Este procedimiento se repite para todos los electrodos del casco.Una vez que se prepara el casco de electrodos para ambos participantes, se les dan instrucciones sobre los detalles del vuelo parabólico y el cronograma experimental que se seguirá. Se presenta a los participantes una descripción esquemática de la parábola cero hasta la 30 y de las tareas que deben realizarse. Asimismo, se repasan los anuncios verbales que detallan cuándo y cómo comenzar y detener las pruebas.Finalmente, se lleva a los participantes al avión para la preparación del vuelo a bordo. Una vez a bordo, los participantes se sientan uno al lado del otro en el montaje experimental, y los cinturones de seguridad se abrochan de forma suelta. Los cables de EEG se conectan a la caja de control de electrodos y la caja de control de electrodos se conecta al amplificador.A continuación, los OID de los nervios y el receptor se fijan en el soporte de OID dentro del casco de EEG. En este momento, se inicia el módulo EEG NERS, que controla la conectividad y la calidad de la señal.Luego se inician los nervios y el software de EEG y se crea un área de trabajo para grabar. Se abre la información. A continuación, se introduce el nombre del archivo, la frecuencia de grabación y el montaje.Si alguna señal es subóptima, se vuelven a ajustar los valores de impedancia para el EEG o los valores del DAQ para los nervios, o se inyecta más gel según sea necesario. En este momento, se inicia la grabación de la señal de EEG y del nervio, y se recopilan las mediciones de estado de reposo previas.En este momento, los participantes no tienen ninguna tarea, pero deben permanecer quietos, relajados y con los ojos cerrados. La grabación se detiene después de tres minutos. Tras el período de descanso, los participantes realizarán una prueba de referencia de la tarea cognitiva chalkboard challenge.Finalmente, todos los dispositivos se apagan y se desconectan la caja de control de los electrodos EEG, así como los optos y el receptor de la enfermera. Todo el equipo, incluida la cámara y los iPhones, se almacena en un compartimento para la preparación del despegue, en el que se inician los experimentos durante el vuelo. Una vez que la aeronave ha alcanzado la altitud de crucero, el primer paso consiste en montar la cámara de video en la barandilla y luego comenzar la grabación de video.A continuación, los participantes se colocan en sus asientos y los cinturones de seguridad se abrochan de forma suelta. Los participantes deben permanecer sentados al menos desde la parábola cero hasta la 25. Los iPhones se fijan a la parte superior de la pierna de los participantes con cinta de velcro.Ahora, se conecta la caja de control de los electrodos de EEG y se fijan los nervios optos y el receptor en el soporte opto del casco. Se inicia el módulo de EEG y nervios, y se verifica la calidad de la señal nerviosa de EEG comprobando la impedancia del EEG y los valores de NS DAQ. Se realiza una grabación en reposo durante tres minutos.La primera parábola, que se denomina parábola cero, se utilizará para permitir que los participantes se adapten al procedimiento y al cambio en las condiciones de gravedad. Luego, durante la parábola uno hasta la diez, solo se registra la actividad EEG de estado de reposo mientras los participantes permanecen sentados tranquilamente en sus asientos con los ojos cerrados. A continuación, se prepara a los participantes para las tareas cognitivas que realizarán durante dos bloques de cinco parábolas.La grabación es controlada por el operador, quien da instrucciones a los participantes y también guarda los resultados de las pruebas cognitivas y los tiempos. En esta tarea de procesamiento cognitivo, el participante identifica qué lado de una ecuación es mayor que el otro, con base en la velocidad y precisión del participante. La respuesta es registrada por el programa, y se otorga una puntuación final alta, dependiendo de la precisión, la velocidad y el nivel más alto que el participante alcanzó durante la parábola 11 a la 15.El participante uno realizará esta tarea en cero G y el participante en un G. Luego, durante las parábolas 16 a 20, el participante uno realizará esta tarea en un G y el participante dos en cero G ocasionalmente. También se registran mediciones de reposo durante la secuencia parabólica, así como antes de la primera y después de la última parábola. Las últimas 10 parábolas pueden utilizarse en caso de que sea necesario repetir mediciones o experimentos anteriores.Una vez de regreso en tierra, se permite a los participantes y al operador abandonar temporalmente el avión antes de regresar al montaje experimental y preparar todo para las mediciones posteriores. En este momento, se repiten las mediciones de EEG en estado de reposo realizadas por la enfermera. Una vez finalizadas todas las grabaciones y retirado el casco del participante, el experimento concluye utilizando tomografía electromagnética cerebral de baja resolución o Loretta.Es posible determinar cambios individuales en la actividad cortical del cerebro frontal. En el caso del participante uno, el cambio que ocurrió 2000 milisegundos después del inicio de la microgravedad se localizó en el área de Brodmann nueve, que pertenece a la corteza prefrontal dorsolateral. Esta región desempeña un papel importante en la integración de la información sensorial y mnemónica durante la organización y regulación de la planificación motora.Para el participante dos, estos cambios podrían localizarse en el área de Brodmann nueve y también en el área de Brodmann seis, la corteza premotora, que es conocida por su papel en la regulación sensorial durante la estabilización corporal. Este siguiente trazado muestra espectroscopía de infrarrojo cercano en la región frontal del cerebro. La curva negra indica el nivel de G.El fondo amarillo indica gravedad normal. El fondo azul indica hipercracia y el fondo rosa indica microgravedad, tal como se espera. Hay una disminución de la sangre oxigenada, como muestra la traza roja en la fase de microgravedad, seguida de un aumento de la sangre oxigenada en la fase de microgravedad.Se observan resultados similares en esta figura de otro participante. Curiosamente, la cantidad de sangre desoxigenada, indicada por la traza azul, no mostró un comportamiento consistente durante la primera fase de HyperV ni durante la fase de ingravidez, pero en ambos sujetos disminuyó en la segunda fase de HyperV. Esta figura muestra la tarea cognitiva para dos sujetos en tres puntos de medición durante el entrenamiento, que se midió antes del vuelo en cero Gs, que se midió durante el vuelo y a un G también medido durante el vuelo.Las puntuaciones difieren entre los sujetos, lo que indica que las disminuciones neurocognitivas previamente reportadas durante vuelos parabólicos se deben muy probablemente a reacciones individuales al estrés. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo aplicar la técnica combinada de e, e, g y rodillas, así como de cómo monitorear simultáneamente la actividad electrocortical y los cambios hemodinámicos. Al intentar este procedimiento, es importante verificar la calidad de la señal y monitorear el comportamiento de los sujetos.Estas técnicas podrían allanar el camino para investigadores interesados en la función cortical cerebral y en explorar los efectos de la microgravedad sobre la función cortical cerebral, y una vez que hayamos identificado estos mecanismos, esto podría ayudar a pacientes, astronautas y también a personas sanas.

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Electroencefalografía simultánea del cuero cabelludo (EEG), electromiografía (EMG) y de todo el cuerpo de grabación inercial segmentaria para Multi-modal Neural Decodificación

Este video presenta un método de análisis de los cambios relacionados con la edad en la conectividad funcional de las redes de control cognitivo contratados por focalizadas tareas / procesos. La técnica se basa en el análisis multivariado de datos de la fMRI.

Un método para investigar las diferencias relacionadas con la edad en la conectividad funcional de las redes de control cognitivo asociado con el cambio dimensional Card Ordenar Performance

Diagnósticos sanguíneos vuelo espacial necesitan innovación. Pocas manifestaciones han sido publicados ilustrando en vuelo, la tecnología de diagnóstico de salud de gravedad reducida. Aquí presentamos un método para la construcción y operación de un banco de pruebas de vuelo parabólico para un diseño de la citometría de flujo en el punto de atención de prototipo, con componentes y estrategias de preparación adaptables a otras configuraciones.

Reducción de gravedad Demostraciones entorno de hardware de un prototipo miniaturizado citómetro de flujo y Compañero Microfluidos Tecnología de mezcla

Existe una gran variabilidad en el riesgo de un individuo de la conmoción cerebral y su correspondiente recuperación. Un enfoque multifacético para la evaluación concusión se justifica; incluyendo las pruebas de referencia de los atletas antes de la participación en el deporte y después de la lesión de la evaluación oportuna. El objetivo de este protocolo es proporcionar un enfoque multifacético apropiado examinar las conmociones cerebrales.

Un enfoque neurocientífica al Examen de conmociones cerebrales en estudiantes atletas

La estimulación transcraneal de corriente directa (tDCS) sobre el cerebelo ejerce un efecto remoto sobre la corteza prefrontal, que puede modular la cognición y el rendimiento. Esto se demostró utilizando dos tareas de procesamiento de información de diversa complejidad, en las que solo la tDCS catódica mejoró el rendimiento cuando la tarea era difícil, pero no fácil.

Cognición modulante Usando transcraneal directa Estimulación actual del cerebelo

La percepción de la gravedad está comúnmente determinada por la vertical visual subjetiva en la posición vertical de la cabeza. La evaluación adicional en inclinaciones de la cabeza de 15o y 30o en el plano de balanceo garantiza un mayor contenido de información para la detección de percepciones graviceptivas deterioradas.

Evaluación de la percepción gravocetiva estática en el roll-plane utilizando el paradigma vertical visual subjetivo

En este artículo, describimos la configuración experimental, el material y los procedimientos para evaluar los movimientos oculares reflexivos, la percepción del automovimiento y las tareas cognitivas bajo estimulación vestibular magnética, así como la orientación anatómica de los órganos vestibulares, en un escáner de tomografía por resonancia magnética (7T-MRT) de 7 Teslas.

Medición de la influencia de la estimulación vestibular magnética en el nistagmo, la percepción del automovimiento y el rendimiento cognitivo en un MRT 7T

Aquí, presentamos una tarea de navegación espacial novedosa, breve y activa que evalúa tanto la navegación espacial como la capacidad de memoria episódica. Es importante destacar que la navegación espacial y la memoria episódica se asociaron entre sí, y esta tarea demostró sensibilidad al ejercicio.

Evaluación de la navegación espacial humana en un espacio virtual y su sensibilidad al ejercicio

La metodología exploró las contribuciones visuales y vestibulares a la estabilización de la mirada durante las rotaciones optocinéticas y de todo el cuerpo. Las estimulaciones se llevaron a cabo a través de ensayos visuales, vestibulares y visuovestibulares. La ganancia de movimiento ocular torsional y las frecuencias de nistagmo sirvieron como indicadores para la transmisión subcortical de información de movimiento sensorial específica hacia la respuesta reflexiva del tronco encefálico para...

Uso del seguimiento ocular para evaluar la importancia relativa de la entrada visual y vestibular para el procesamiento del movimiento subcortical en el plano de balanceo

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.

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

Aprende a aplicar EEG y espectroscopia infrarroja para evaluar cambios hemodinámicos y electrofisiológicos cerebrales en vuelos parabólicos. Este método permite monitorear la función cortical en condiciones de microgravedad y desarrollar contramedidas para misiones espaciales.

La coherencia entre la función cerebral cortical y rendimiento neurocognitivo en condiciones de gravedad ha cambiado

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