מאמר זה מתאר את פרוטוקול המשמש כבסיס אלקטרואנצפלוגרם (EEG) microstate ניתוח וניתוח אומגה המורכבות, המהווים אמצעי EEG ללא התייחסות שני ויקר מאוד לחקור את המנגנונים העצביים של הפרעות מוח.
Method Article
מאמר זה מתאר את פרוטוקול המשמש כבסיס אלקטרואנצפלוגרם (EEG) microstate ניתוח וניתוח אומגה המורכבות, המהווים אמצעי EEG ללא התייחסות שני ויקר מאוד לחקור את המנגנונים העצביים של הפרעות מוח.
המורכבות microstate של אומגה נמצאים שני אמצעים ללא התייחסות אלקטרואנצפלוגרם (EEG) יכול לייצג את המורכבות הגיאופוליטיות והמרחביות הזמני של נתוני EEG, היה בשימוש נרחב כדי לחקור את המנגנונים העצביים העומדים בהפרעות במוח. מטרת מאמר זה היא לתאר את הפרוטוקול המשמש כבסיס EEG microstate ו אומגה למורכבות ניתוחים צעד אחר צעד. היתרון העיקרי של שני אמצעים אלה הוא שהם יכולים לחסל הבעיה תלויי-הפניה הטמון ניתוח הספקטרום מסורתיים. בנוסף, ניתוח microstate עושה שימוש טוב של רזולוציה הגיע הזמן של נח-המדינות EEG, המעמדות microstate שהושג ארבע יכול להתאים הרשתות נח-המדינה המתאימה בהתאמה. המורכבות אומגה מאפיינת את המורכבות המרחבי של כל המוח או אזורים ספציפיים במוח, אשר יש יתרון ברור לעומת אמצעים מסורתיים המורכבות התמקדות המורכבות שידור ערוץ אחד. אמצעים אלה-EEG שני יכול משלימים אחד את השני כדי לחקור את מורכבות המוח מהתחום הטמפורלי, מרחבי בהתאמה.
אלקטרואנצפלוגרם (EEG) כבר בשימוש נרחב כדי להקליט את הפעילות החשמלית של המוח האנושי הן אבחנה קלינית והן מחקר מדעי, מאז זה לא פולשנית, costed נמוך, יש רזולוציה טמפורלית גבוהה מאוד1. על מנת ללמוד את האותות EEG ב נח המדינה, חוקרים פיתחו רבים EEG טכניקות (למשל, ניתוח הספקטרום כוח, אנליזה פונקציונלית קישוריות)2,3. אלה, microstate ניתוח וניתוח מורכבות אומגה יכול לעשות שימוש טוב של המידע המרחבי ואת זמני הטמונה EEG אותות4.
מחקרים קודמים הראו כי למרות ההתפלגות הטופוגרפי של אותות EEG שמשתנה במשך הזמן בתוך העין סגורה או העין-פתח נח המדינה, הסדרה של מפות רגעית להציג שינויים מקוטע של נופים, קרי, בתקופות של יציבות לסירוגין עם תקופות המעבר קצר בין מסוימים topographies ומעין יציב אא ג5. Microstates מוגדרים המקרים עם topographies EEG ומעין יציב, אשר נמשכים בין 80 ל-120 ms1. מאז יש נופים פוטנציאל חשמלי שונים נוצרו על ידי מקורות עצביים שונים, microstates אלה עשוי להיות זכאי כמו אבני יסוד של mentation ואתה יכול להיחשב "אטומים של מחשבה ורגש"6. באמצעות אלגוריתמים סיווג דפוס מודרני, ארבעה נח EEG microstate שיעורים באופן עקבי נצפו, אשר כינו מדרגה ראשונה, class B, class C ו- class D7. יתר על כן, החוקרים גילו כי אלה ארבע כיתות microstate של נח EEG נתונים היו קשורים באופן הדוק במערכות פונקציונלי ידועים שנצפתה רבים מצבים נח fMRI (הדמיית תהודה מגנטית תפקודית) מחקרים8,9 . לפיכך, ניתוח microstate מספק גישה מוזרה ללמוד הרשתות במצב מנוחה (RSNs) של המוח האנושי. בנוסף, משך הזמן הממוצע, מתדירות המופעים של כל מחלקה microstate, צורת המפות microstate ארבעת הטופוגרפי באופן משמעותי מושפעים קצת מוח הפרעות4,10,11, והן משויכות מודיעין נוזלים12 ו אישיות13.
בהיבט אחר, קישוריות פונקציונלי המסורתי של רב ערוצית EEG יכול רק לתאר את החיבורים פונקציונלי בין שתי אלקטרודות הקרקפת, ובכך נכשלה להעריך קישוריות פונקציונלי גלובלית על פני הקרקפת או בתוך אזור מסוים במוח. המורכבות אומגה, המוצע על ידי Wackermann (1996)14 ומחושבים דרך גישה המשלבת ניתוח גורמים ראשיים (PCA) ואנטרופיה שאנון, שימש כדי לכמת את הסינכרון הכללית של פס רחב בין במרחב מופץ אזורים במוח. על מנת להעריך את המורכבות אומגה של כל רצועת תדרים, התמרת פורייה נערך בדרך כלל בתור צעד ראשוני25.
Microstates והמורכבות omega יכול לשמש כדי לשקף שני מושגים, קרי, את זמני המורכבות ואת המורכבות המרחבי4. מאז המעמדות microstate לייצג פעולות נפשיות מסוימות במוח האנושי, הם יכול לשקף את המבנה הזמני של תנודות עצביים. משך נמוכה וקצב התרחשות גבוהה יותר לשניה עליך לציין המורכבות טמפורלית גבוה יותר. המורכבות אומגה קשורה באופן חיובי עם מספר מקורות עצמאיים עצביים במוח, ולכן בדרך כלל נחשבים כמחוון של מורכבות מרחבי4.
המאמר הנוכחי מתאר את הפרוטוקול של EEG microstate ניתוח וניתוח מורכבות אומגה בפירוט. EEG microstate ו אומגה המורכבות הבדיקות מציעים את ההזדמנות כדי למדוד את המורכבות הגיאופוליטיות והמרחביות הטמפורלי של פעילות מוחית בהתאמה.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
פרוטוקול זה אושרה על ידי הוועדה האתית המקומית. כל המשתתפים והוריהם חתמה על טופס הסכמה מדעת לניסוי זה.
1. נושאים
2. א. ג נתונים הקלטה
3. א. ג נתונים Preprocessing
הערה: הנתונים EEG יכול להיות בקובייה באמצעות קוד פתוח או תוכנה מסחרית שונים. ההוראות המפורטות להלן הן ספציפיות עבור EEGLAB. זהו רק אחד מתוך אפשרויות רבות זמינות של תהליך מוקדם נתוני EEG.
4. א. ג Microstate ניתוח
הערה: גרסה מותאמת של האלגוריתם הקלאסית של קיבוץ באשכולות K-אמצעי משמש microstate מחלקת ניתוח16, אשר מכיל את הליך מלמטה למעלה, שגרת למעלה-למטה. בהליך מלמטה למעלה, המעמדות ברמת הקבוצה microstate מזוהים באמצעות המתאם המרחבי כקריטריון קיבוץ באשכולות. ואז בהליך למעלה-למטה, כל מפה טופוגרפית של כל נושא בכל קבוצה מוקצה למחלקה microstate EEG עם קורלציה מרחבית המרבי. לניתוח microstate של נח-המדינות EEG, התעלמו בדרך כלל הקוטביות של מפות טופוגרפיות. EEG microstate מחלקת ניתוח יכול להיעשות באמצעות תוכנות קוד פתוח שונות, כגון CARTOOL, sLORETA, אמה ואת MapWin. ההוראות המפורטות להלן הן ספציפיות עבור התוסף EEGLAB עבור Microstates. היתה אפשרות להוריד את התוסף EEGLAB מ- https://sccn.ucsd.edu/wiki/EEGLAB_Extensions_and_plug-ins.
5. אומגה ניתוח סיבוכיות
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
EEG microstate
גרנד מתכוון microstate מנורמל מפות מוצגים באיור1. הנופים פוטנציאל חשמלי של אלה ארבע כיתות microstate המזוהה כאן דומים מאוד לאלה שנמצאו מחקרים קודמים4.
וסטיית (SD) של microstate פרמטרים של הנבדקים בריא הוצגו בטבלה1. לשיעור microstate A, שיעור ההתרחשות היה 3.44 ± פעמים 1.29 / s, וכן את משך...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
במאמר זה, שני סוגים של שיטות אנליטית EEG (קרי, microstate ניתוח וניתוח אומגה מורכבות), מדידת את המורכבות טמפורלית והמורכבות המרחבי של המוח האנושי בהתאמה, שתוארו בפירוט. ישנם מספר שלבים קריטיים בתוך פרוטוקול אשר יש לציין. ראשית, יש לנקות את נתוני EEG לפני חישוב מורכבות microstate, אומגה. שנית, כדאי remontaged את נתוני EEG נגד ההפניה הממוצע לפני חישוב מורכבות microstate, אומגה. שלישית, נתוני EEG רציפה עליך ניתן לחלק שהשרתים לפני חישוב מורכבות microstate, אומגה. לאורך כל התקופה צריכה להיות 2 s. לבסוף, התוכנה יכול לשמש בניתו...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
המחברים אין לחשוף.
מאמר זה נתמך על ידי נבחרת מדעי הטבע קרן של סין (31671141).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| מערכת EEG / ERP של ANT 20 ערוצים | ASA-Lab, ANT B.V., הולנד | כתובת אינטרנט: תוסף | |
| > http://www.ant-neuro.com/ EEGLAB עבור Microstates | תומאס קניג | https://sccn.ucsd.edu/wiki/EEGLAB_Extensions_and_plug-ins | |
| sLORETA | רוברטו ד. פסקואל-מרקי | http://www.uzh.ch/keyinst/loreta.htm | |
| MATLAB 2010a | MathWorks בע"מ | כתובת האינטרנט של החברה: | |
| > http://www.mathworks.com/ eeglab | Swartz Center for Computational Neuroscience, אוניברסיטת קליפורניה, סן דייגו | https://sccn.ucsd.edu/eeglab/index.php |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission