Au cours des dernières années, il ya eu un intérêt croissant pour l'estimation des sources corticales du cuir chevelu mesurées activité électrique pour des expériences en neurosciences cognitives. Cet article décrit comment EEG haute densité est acquis et comment les enregistrements sont traités pour l'estimation de la source corticale chez les enfants dès l'âge de 2 ans au bébé Lab Londres.
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Article de méthode
Corticale Analyse de la source de haute densité EEG Recordings chez les enfants
Dans cet article
Résumé
Résumé
EEG est traditionnellement décrite comme une technique de neuro-imagerie à haute résolution spatiale et temporelle faible. Les progrès récents dans la modélisation biophysique et traitement du signal permettent d'exploiter l'information d'autres modalités d'imagerie comme l'IRM structurelle qui fournissent une haute résolution spatiale pour surmonter cette contrainte 1. Ceci est particulièrement utile pour les enquêtes qui exigent une haute résolution dans le temporel ainsi que le domaine spatial. En outre, en raison de l'application facile et à faible coût des enregistrements EEG, EEG est souvent la méthode de choix lorsque l'on travaille avec les populations, comme les jeunes enfants, qui ne tolèrent pas l'IRM fonctionnelle scanne bien. Toutefois, afin d'enquêter sur ce qui substrats neuronaux sont impliqués, des informations anatomiques de l'IRM structurelle est encore nécessaire. La plupart des logiciels d'analyse EEG travaillent avec des modèles de tête standards qui sont basés sur l'anatomie adulte. La précision de ces modèles lorsqu'il est utilisé pour les enfants est limitée 2, parce que le composition et la configuration spatiale de la tête tissus changements de façon spectaculaire sur le développement 3.
Dans le présent article, nous présentons un aperçu de nos récents travaux en utilisant des modèles de tête sur la base de différents IRM structurelles ou des modèles spécifiques de la tête d'âge pour reconstruire les générateurs corticaux de haute densité EEG. Cet article décrit comment les enregistrements EEG sont acquises, traitées et analysées avec les populations pédiatriques au bébé Lab Londres, y compris l'installation de laboratoire, la conception des tâches, EEG prétraitement, traitement IRM, et le niveau du canal EEG et l'analyse des sources.
Introduction
Le président Barack Obama a décrit le cerveau humain comme la prochaine frontière de la découverte scientifique de haute importance pour la santé et l'économie 3 (http://www.whitehouse.gov/share/brain-initiative). Toutefois, comme dans tout autre domaine dans les sciences naturelles, les neurosciences dépend de progrès dans les méthodes et techniques d'analyse de progrès. Deux outils non invasifs couramment utilisés dans les études sur le fonctionnement du cerveau chez l'homme sont l'imagerie par résonance magnétique (IRM) et l'électroencéphalographie (EEG). Ces outils exploitent des propriétés physiques différentes et fournir différent....
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Protocole
Expériences potentiels 1. Conception EEG et événements liés aux enfants
Remarque: Une expérience simple a été conçu pour les besoins de cet article qui peut être utilisée pour étudier le traitement des visages chez les jeunes enfants. La section suivante décrit l'expérience et expliquer comment mettre en œuvre à l'aide de MATLAB R2012b et PsychToolBox V3.0.11 23,24. Les photos prises à partir de l'ensemble NimStim d'expression faciale émotionnelle 25 ont été utilisés pour cet exemple. Cet ensemble de stimulus est disponible à des fins de recherche sur demande (
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Résultats
Conception expériences ERP pour les nourrissons et les enfants est souvent difficile, en raison de leur capacité limitée à tolérer de longues expériences répétitives 30. Ce problème est encore aggravé lorsque l'expérimentateur prévoit d'appliquer une reconstruction de source, car la reconstruction de source précise, il faudra un signal élevé bruit 1. Figure 1 affiche un protocole expérimental pour l'étude des mécanismes de traitement du visage qui peuvent être utilisés .......
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Discussion
Le présent article décrit l'enregistrement et l'analyse des EEG haute densité pour la reconstruction des générateurs corticaux utilisant des modèles d'éléments de frontière fondée sur l'âge des modèles d'IRM moyens appropriés et la profondeur pondérée estimation de norme minimale dans un paradigme ERP standard, adapté aux enfants. Dans ce paradigme, des photos de visages et des visages brouillés sont présentés. Différents auteurs ont utilisé ce paradigme pour étudier le développement de mécanismes de.......
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Déclarations de divulgation
Les frais de publication de cet article ont été parrainés par électrique géodésiques, Inc.
Remerciements
Nous tenons à remercier M. John Richards, Université de Caroline du Sud, pour nous accorder l'accès à la base de données de développement IRM et des discussions utiles. Nous tenons également à remercier nos bailleurs de fonds de charité de Great Ormond Street Children, UCL Impact et grands défis.
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Réseau de capteurs EEG haute densité (128 ou 256 canaux) | HydroCel Geodesic Sensor Net 128 | Electrical Geodesic Inc., Oregon, US | |
| Amplificateur EEG à haute impendance | NetAmps 200 | Electrical Geodesic Inc., Oregon, États-Unis | |
| Ordinateur d’acquisition de données ; | PowerMac G4 | Apple Inc, Californie, États-Unis | |
| Ordinateur de présentation Stimulus | Optiplex 745 | Dell Computers Inc., Texas, États-Unis | |
| Logiciel de présentation Stimulus | MATLAB R2012b avec PsychToolBox | Brainard et al. 1997 | |
| Logiciel d’enregistrement EEG | NetStation 4.5.1 | Electrical Geodesic Inc., Oregon, États-Unis | |
| Analyse EEG logiciel | MATLAB R2012b | The Mathworks Inc. | |
| EEGLAB | Delorme et al. 2004 | ||
| BrainStorm | Sylvain et al. 2001 | ||
| Logiciel de traitement IRM | FreeSurfer | Fischl et al. 2004 | |
| OpenMEEG | Gramfort et. al. 2010 | ||
| Delorme, A., et Makeig, S. EEGLAB : une boîte à outils open source pour l’analyse de la dynamique de l’EEG d’un seul essai, y compris l’analyse indépendante des composants. Journal of Neuroscience Methods, 134(1), 9&ndash ; 21 (2004). | |||
| Sylvain, B., John, C., Dimitrios, P., & Richard, M. Brainstorm : Une application conviviale pour l’analyse MEG / EEG. Intelligence computationnelle et neurosciences, 1&ndash ; 13 (2011). | |||
| Fischl, B. et al. Parcellation automatique du cortex cérébral humain. Cortex cérébral, 14(1), 11&ndash ; 22 (2004). | |||
| Gramfort, A., Papadopoulo, T., Olivi, E., & Clerc, M. OpenMEEG : logiciel open source pour la bioélectromagnétisme quasi-statique. BioMedical Engineering OnLine, 9(1), 45, (2010). | |||
| Brainard, D. H. La boîte à outils de la psychophysique. Vision spatiale, (1997). |
Références
- Michel, C. M., Murray, M. M. Towards the utilization of EEG as a brain imaging tool. NeuroImage. 61 (2), 371-385 (2012).
- Brodbeck, V., et al. EEG microstates of wakefulness and NREM sleep. NeuroImage. 62 (3), 2129-2139 (2012).
- Sanchez, C. E., Richards, J. E., Almli, C. R. <....
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Réimpressions et autorisations
