Événement lié à haute densité acquisition potentielle de données en neurosciences cognitives

Les potentiels liés aux événements à haute densité ou ERP permettent de suivre la dynamique temporelle rapide du cerveau humain en fonctionnement. Pour acquérir des données ERP à haute densité, le capuchon de l’électrode est d’abord placé sur la tête du participant, et l’emplacement des électrodes est numérisé pour s’adapter à la variabilité et à la forme de la tête entre les sujets. Les impédances des électrodes sont ensuite réduites en injectant du gel dans chaque électrode.

Les données sont acquises pendant que les stimuli visuels sont présentés au participant. Une fois l’enregistrement terminé, le capuchon de l’électrode est soigneusement nettoyé. Les données acquises sont utilisées pour examiner la dynamique spatiale et temporelle de l’activité cérébrale associée à un processus cognitif donné.

Bonjour, je m’appelle Scott Slotnik et je travaille au Laboratoire de mémoire et de perception du Département de psychologie du Boston College. Aujourd’hui, nous allons vous montrer un protocole pour l’acquisition de données potentielles liées à des événements à haute densité. Nous utilisons cette procédure dans notre laboratoire pour étudier la dynamique spatio-temporelle de l’activité cérébrale pendant la mémoire pour les éléments visuels.

Alors commençons. Les potentiels liés aux événements ou ERP fournissent une méthode pour capturer la dynamique temporelle spatiale du fonctionnement du cerveau humain avec une excellente résolution temporelle. Les données sont généralement mesurées dans une pièce blindée, ce qui minimise les interférences avec le signal neuronal capté par les électrodes.

Chaque électrode se connecte à un amplificateur, qui à son tour se connecte à un ordinateur d’acquisition de données situé à l’extérieur de la pièce blindée. Un ordinateur séparé est utilisé pour la présentation du stimulus en raison d’une interférence possible avec le signal neuronal. Seuls les composants alimentés essentiels doivent être logés à l’intérieur de la chambre blindée, tels que l’affichage du stimulus et le clavier de réponse.

Pendant les expériences, les participants sont assis dans une chaise confortable avec des accoudoirs et une hauteur de dos qui fournit un soutien aux épaules pour minimiser les artefacts musculaires du cou. Commençons par voir comment placer le capuchon de l’électrode. Les électrodes d’un participant sont intégrées dans un capuchon en élasthanne, ce qui réduit considérablement le temps d’application pour positionner le capuchon placer l’électrode oz selon le système à dix cinq électrodes tout en appliquant le capuchon, assurez-vous qu’il a une symétrie gauche droite avec les électrodes de la ligne médiane placées sur la ligne médiane de la tête.

Assurez-vous également que les électrodes inférieures les plus postérieures sont supérieures à la limite du cou du crâne pour éviter les artefacts musculaires du cou. Une fois le bonnet en place, fixez les sangles latérales à l’aide d’une mentonnière ou d’une ceinture sur mesure au niveau de la taille pour améliorer le contact des électrodes latérales avec la tête. Appliquer des électrodes adjacentes aux yeux pour permettre la suppression ultérieure des mouvements oculaires ou des artefacts de clignement des yeux pour tenir compte de la variabilité dans le placement des électrodes et la forme de la tête entre les sujets.

Le numériseur comprend un émetteur, trois récepteurs, qui se montent sur le capuchon et un stylet pour enregistrer l’emplacement de chaque électrode avec le capuchon en place et la numérisation des électrodes terminée. Passons à la réduction des impédances des électrodes du siège, le participant confortablement installé dans le fauteuil d’enregistrement. Certains participants trouvent plus confortable qu’une serviette pliée est légèrement glissée entre leurs épaules et le dossier de la chaise.

Maintenant, branchez le capuchon multi-électrodes dans les amplificateurs. Ensuite, l’impédance de chaque électrode doit être réduite de sorte qu’elle soit inférieure à environ cinq kilo-ohmes. Ceci est accompli dans notre laboratoire en mesurant les impédances en temps réel avec le logiciel de balayage neuros tout en utilisant une seringue stérile et une aiguille à pointe émoussée pour injecter un gel conducteur dans chaque ouverture d’électrode.

Il existe un certain nombre de techniques qui peuvent accélérer le processus de réduction d’impédance, qui est l’aspect le plus long de l’enregistrement multicanal. En commençant par l’électrode de masse ou de référence, utilisez votre main dominante pour faire quelques cercles avec la seringue pendant qu’elle repose contre la tête. Pour déplacer les cheveux intermédiaires, assurez-vous de ne pas appuyer la seringue contre la tête du participant.

Le processus d’application du gel ne doit jamais causer d’inconfort au participant. Ensuite, tout en appuyant légèrement sur l’électrode avec la main non dominante, injectez une petite quantité de gel sur le cuir chevelu, puis retirez la seringue tout en continuant à injecter. La création d’un pont de gel entre le cuir chevelu et le gel d’électrode qui dépasse de l’ouverture de l’électrode doit être essuyé avec un mouchoir en papier et jeté à ce stade.

Si la première série d’impédances d’électrodes reste élevée, le gel doit être réappliqué sur le sol et les électrodes de référence, car le gel devient généralement plus conducteur avec le temps. Une stratégie consiste à injecter du gel dans des électrodes à l’intérieur d’un quadrant du cuir chevelu, tel que le cuir chevelu postérieur droit, jusqu’à ce que toutes les impédances commencent à diminuer. Injectez ensuite du gel dans les électrodes du quadrant suivant jusqu’à ce que toutes les impédances commencent à diminuer, puis faites défiler les quadrants.

Réinjection de gel dans les électrodes à haute impédance. Dans certains cas, le gel conducteur se connectera aux électrodes adjacentes de sorte que les impédances seront liées. Cela réduit la résolution spatiale, mais est généralement une préoccupation mineure car il y a un grand nombre d’électrodes avec des impédances réduites.

Voyons comment enregistrer des données avant de commencer une session d’enregistrement. Encouragez le participant à se mettre dans une position confortable et détendue et à rester immobile. Cela minimisera les artefacts musculaires et de mouvement.

Une fois que le participant est à l’aise, donnez-lui un clavier de réponse et retirez ou éteignez tout l’équipement non essentiel à proximité du participant, comme les lumières, pour permettre une analyse ultérieure liée à l’événement. Le début de chaque événement de stimulus doit être signalé ou déclenché par l’ordinateur de stimulus et stocké avec les données électrophysiologiques. Nous envoyons des impulsions de déclenchement à chaque début de stimulus via le port parallèle via des programmes ePrime qui incluent l’initialisation de port en ligne personnalisée et des scripts de déclenchement disponibles gratuitement.

Ces déclencheurs sont reçus et stockés par le logiciel d’analyse. Lors de l’enregistrement de données électrophysiologiques, utilisez un filtre passe-haut standard pour éliminer les composants à très basse fréquence tels que le courant continu qui ne sont pas pertinents pour la réponse neuronale transitoire. Dans les environnements avec très peu d’interférences, un filtre passe-bas avec une coupure de fréquence très élevée, telle que 200 hertz, peut être utilisé dans des environnements avec des niveaux plus élevés d’interférences électromagnétiques ambiantes.

Un filtre passe-bas avec une coupure d’environ 80 hertz et un filtre coupe-bande de 60 hertz peut être utilisé, de sorte que la réponse est dominée par le signal neuronal. Voyons maintenant comment nettoyer le bouchon. Une fois la session terminée, le capuchon multi-électrodes doit être soigneusement nettoyé et désinfecté immédiatement après la fin de l’enregistrement.

Commencez par tremper le capuchon dans de l’eau tiède pendant cinq à 10 minutes, puis rincez chaque électrode avec un jet d’eau courante. Pour éliminer complètement tout le gel conducteur, utilisez l’extrémité émoussée d’un coton-tige en bois pour dégager les trous dans les électrodes. Ensuite, trempez le capuchon dans un bain d’eau chaude savonneuse composé de quatre litres d’eau et d’une à deux onces de savon pendant 30 minutes pour vous assurer que tout le gel a été éliminé, puis rincez abondamment le capuchon à l’eau.

Pour éviter la contamination croisée des participants, le capuchon doit être trempé une dernière fois pendant 1530 minutes dans un mélange de désinfectant à l’eau tel que quatre parties, de l’eau à une partie et de l’ide, puis rincer abondamment à nouveau à l’eau lors de la suspension du capuchon pour le faire sécher. Il doit être placé symétriquement et sans tension car il peut conserver un certain degré de sa position de séchage, ce qui peut réduire la facilité de réduction d’impédance ultérieure. Terminons en jetant un coup d’œil à quelques résultats représentatifs.

Nous allons maintenant montrer quelques résultats représentatifs suite à l’acquisition et à l’analyse des données ERP. La topographie de la tension du cuir chevelu à gauche et à droite reflète la réactivation rapide du sujet de Rettino des régions corticales visuelles lors de la mémoire précise des éléments précédemment présentés dans les champs visuels droit et gauche respectivement. Je viens de vous montrer comment acquérir des données ERP à haute densité en utilisant cette procédure.

Il est important de se rappeler que le confort des participants passe toujours en premier. Donc c’est tout. Merci d’avoir regardé et bonne chance dans vos expériences.