Realización de electroencefalografía concurrente y grabaciones funcionales de espectroscopia de infrarrojo cercano con una tarea de flanqueador

El objetivo de este estudio fue desarrollar un protocolo de trabajo para revelar el patrón de activación neuro, subrayar la tarea de flanqueador mediante el uso de EEG fusionado y técnica de imágenes neuro-imágenes fNIRS. Las grabaciones simultáneas de fNIRS EEG permiten la inspección de la relación entre la corteza prefrontal y diferentes eventos relacionados con los componentes potenciales de todo el cerebro. fNIRS en la corteza cerebral que ley bastante importante en el estudio del procesamiento cognitivo.

Sabemos que el fNIRS se utiliza principalmente para inspeccionar la actividad neurovascular en el lóbulo frontal. está relacionado con funciones cognitivas cerebrales altas. Sin embargo, la respuesta hemodinámica metada por fNIRS sólo puede leer las actividades con baja resolución temporal, pero EEG puede ofrecer búsqueda temporal y medición directa de las actividades neuronales.

La combinación de grabaciones EEG y fNIRS es capaz de identificar más características y revelar más información relacionada con las funciones cerebrales. En este estudio, se utilizan las técnicas EEG fNIRS para grabaciones simultáneas de componentes ERP y respuesta hemodinámica con una tarea de flanqueo. Es racional suponer que los componentes ERP asociados con la tarea de flanqueo pueden exhibir una correlación significativa con la respuesta hemodinámica.

Para atar esta suposición, la configuración de fNIRS y la máquina EEG se integraron para revelar el complejo metismo de neuroconfesión correspondiente al evento con la tarea de flanqueo. Antes de la prueba del experimento, todos los participantes firmaron documentos de consentimiento informado. El estudio fue aprobado por el comité de ética de la Universidad de Macao.

Número uno, configuración de hardware y software para grabaciones simultáneas de EEG y fNIRS. Construir un capuchón de cabeza factible para grabaciones simultáneas de EEG y fNIRS. Seleccione el tamaño de la tapa correcta de acuerdo con la circunferencia de la cabeza de los participantes.

En este estudio, se utiliza una tapa de tamaño medio ya que es adecuada para la mayoría de los participantes adolescentes o adultos. Dibuje el diseño de acuerdo con el diseño del experimento en la literatura. Excave 22 agujeros dentro de la tapa EEG para sujetar optodos fNIRS en línea con una corteza frontal específicamente fuera.

Coloque 21 o 71 electrodos EEG a lo largo de la superficie de la tapa EEG según el sistema internacional 10-20 y monte las rejillas para las optodes. Establezca la distancia entre cada par de detectores de origen como tres centímetros y, a continuación, fije los optodes. En cada uno de los optodes azules son detectores, mientras que los rojos son fuentes láser.

Ajuste del puerto EEG y fNIRS en el software. Establezca el puerto paralelo, ejemplo H378 en este estudio para el sistema EEG. Fije los puertos seriales, ejemplo 600 en este estudio para el sistema fNIRS.

El tipo de puerto y el número deben modificarse con respecto a varias configuraciones EEG y fNIRS. Póngase en contacto con los fabricantes para obtener más información. Preparación antes del experimento.

Caliente el sistema fNIRS con láseres. Enciénelo durante 30 minutos. Establezca todos los permisodores de operación necesarios para el sistema de medición fNIRS.

En caso de que la configuración, incluidos los sistemas de medición EEG y fNIRS, a los participantes. Mida y marque el punto CZ de acuerdo con el sistema internacional 10-20. Identifique la posición del electrodo de CZ a la mitad de la distancia entre la y la mitad de la distancia entre las hendiduras interorbitales izquierda y derecha.

Coloque primero la parte frontal de la tapa a lo largo de la frente de los participantes y luego tire hacia abajo de la sesión posterior de la tapa hacia el cuello. Validación de las posiciones. Tenga en cuenta que se recomienda encarecidamente que los electrodos EEG se establezcan en primer lugar y, posteriormente, los optodioses más cercanos.

Si el gel conductor EEG cubre los orificios para la colocación de las optodes más cercanas, debe estar limpio para evitar la contaminación de los optodes. Preparación para las grabaciones del EEG. Rellene el gel conductor insertando una aguja contundente a través de los orificios de la rejilla del electrodo EEG.

Coloque todos los electrodos en la rejilla de electrodos EEG de acuerdo con los niveles. Abra el software EEG e inspeccione la calidad de la señal de los electrodos. Reajuste los electrodos rellenando gel conductor si la calidad de la señal no podía cumplir con los requisitos.

Preparación para las grabaciones fNIRS. Precaución no exponga los ojos de los participantes al rayo láser de la fuente directamente. Coloque las fibras ópticas a lo largo de los brazos del soporte unidos al sistema de medición fNIRS y al soporte adicional.

Asegúrese de que las fibras estén limpias y ordenadas. Inserte la fuente óptica y los detectores en los orificios de acuerdo con la disposición. Pruebe la calidad de la señal.

Si un canal no tiene una relación señal-ruido de alto nivel. Por ejemplo, si el canal está marcado en amarillo, cambie suavemente el cabello de los participantes que rodea las sondas ópticas para asegurarse de que no exista nada entre la sonda óptica y el cráneo. Si el paso 2.8.3 no puede mejorar la calidad de la señal, suba la intensidad de la señal.

Si hay demasiada señal. Ejemplo si el canal está marcado en rojo, baje la intensidad de la señal. Ejecuta el experimento.

Comience el experimento cuando las señales sean estables con una excelente relación señal-ruido y los participantes estén familiarizados con las instrucciones del experimento. Después del experimento, guarde y exporte los datos del fNIRS EEG. Retire cuidadosamente los electrodos EEG y las sondas ópticas fNIRS.

Medición de coordenadas tridimensionales MNI 3D de optodos fNIRS con digitalizador 3D. Deje que los participantes se sienten en una silla y usen las gafas con un sensor. Abra el software digitalizador en el ordenador.

Asegúrese de que el sistema digitalizador 3D está en conexión con el equipo a través de un puerto com adecuado. Cargue el diseño de optodes establecidos en el archivo. Mover los estilos de digitalizador 3D conceder las posiciones clave.

NZ, LZ, oído izquierdo, oído derecho, CZ a lo largo de la pantalla y pulse el botón en el lápiz. Localice la fuente óptica y los detectores. Exporte el archivo de coordenadas 3D.

Análisis de datos. análisis de datos fNIRS. Procese el archivo de coordenadas MNI 3D utilizando la opción de registro en fNIRS SPM con MetLife 2019.

Seleccione el registro especial independiente con digitalización 3D. Elija el anterior, guárdelo otros y el archivo de texto de origen. Registro. Preprocesar señales fNIRS con el software Homer2 de acuerdo con los siguientes pasos.

La aplicación de la corrección de artefacto de movimiento modificada. A continuación, pase el filtrado de 0,015 hercios a 0,2 hercios. Normalice una amplitud de señal más dinámica dividiendo los valores medios.

Genere los datos fNIRS para cada canal basándose en una información digitalizada 3D. Seleccione los canales que tienen una probabilidad de registro del 100% o más en SFC según el cálculo de regresión del SPM fNIRS para su análisis posterior. Exporte los valores máximos de HbO.

Tratamiento de datos EEG. Cargue la carpeta de datos EEG sin procesar en el laboratorio EEG utilizando los plugins. Elija el plugin BOC para el archivo BDF en este estudio.

Tenga en cuenta, elija el plugin adecuado de acuerdo con el formato de archivo de datos EEG. Establezca la información de ubicación del canal para el laboratorio EEG. Cargue el archivo de ubicación correspondiente de la tapa.

Nos referimos en electrodos en el laboratorio ERP que es un plugin de laboratorio EEG. Elija los canales, colóquelos en el almacenamiento masivo como electrodos de referencia. Extraiga datos de EEG basados en los archivos de eventos y bin en el laboratorio ERP.

Filtre el segmento de datos EEG en el laboratorio ERP utilizando el filtro IIR. Filtrando las frecuencias bajas con un límite de 30 hercios y filtrando las frecuencias altas con una curva de 0,1 hercios. Elimine los artefactos de EEG oculares dentro del análisis de componentes de Bendon en el laboratorio de EEG.

Rechazar el segmento de datos EEG con valores de amplitud que superen el rango de 100 positivos a los 100 microvolta negativos en cualquier canal del laboratorio ERP. el segmento de datos EEG en el laboratorio ERP. Tenga en cuenta que estos son el método de análisis de datos generalmente utilizado y el software para el preprocesamiento de datos EEG y fNIRS.

Hay numerosos software de procesamiento y métodos disponibles. Cálculo de correlación. Genere la relación entre las grabaciones fNIRS y EEG con el análisis de correlación de Pearson.

Resultados representativos. configuración de canales y colocación de auriculares fNIRS. El diseño de optodos digitalizados se convierte en el sistema de coordenadas MNI y se superpone a lo largo de la corteza cerebral.

Señal HbO para todos los canales asociados con la tarea de flanqueo. Las curvas rosas que denoten la condición congruente mientras que las verdes indican la condición congruente. Señal ERP para electrodos FZ y FCZ.

Las curvas negras definen la condición incongruente, mientras que las rojas denotan la condición congruente. Correlación entre la señal ERP N200 y fNIRS a lo largo del SFC para la condición incongruente. En resumen, se realizó la combinación de imágenes neurointeicas EEG y fNIRS para mapear la activación cerebral implicada flanqueada por el registro de las señales neuronales de todo el cerebro y la respuesta hemodinámica de la corteza prefrontal.

Adquirimos con éxito los datos EEG y fNIRS con una tarea de flanqueo. Nuestro hallazgo mostró que la respuesta hemodinámica fNIRS y los componentes ERP N200 están significativamente correlacionados que presentan una perspectiva diferente del mecanismo cognitivo asociado con la tarea de flanqueador. Nuestros resultados de imágenes neuromóricas multimodales apoyan un papel esencial de la técnica combinada EEG y fNIRS en la contribución al cerebro que allana una nueva vía para mejorar la comprensión del mecanismo neurológico de diferentes procesamiento cognitivo.