Name: ביצוע בו אלקטרונצגרפיה והקלטות ספקטרוסקופיית כמעט אינפרא-אדום עם משימה פלנקר (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-05-24T12:30:00.000+00:00
Duration: 13 min 18 s
Description: למד פרוטוקול לביצוע הקלטות EEG ו-fNIRS בו-זמנית במהלך משימת פלנקר. שיטה זו חושפת את הקשר בין רכיבי ERP לתגובות המודינמיות בקורטקס הפרה-פרונטלי ומספקת תובנות לתהליכים קוגניטיביים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו בוצעה בחלקו באשכול המחשוב הגבוה (HPCC), הנתמכת על-ידי משרד המידע וטכנולוגיית התקשורת (ICTO) של אוניברסיטת מקאו. מחקר זה נתמך על ידי MYRG2019-00082-FHS ו-מלגות 2018-00081-FHS מאוניברסיטת מקאו במקאו, וגם ממומן על ידי קרן המדע והטכנולוגיה לפיתוח, מקאו SAR (FDCT 0011/2018/A1 ו FDCT 025/2015/A1).

לפני המבחנים הניסיוניים, חתמו כל המשתתפים על מסמכי הסכמה מעודכנים. פרוטוקול המחקר הנוכחי אושר על ידי ועדת האתיקה של אוניברסיטת מקאו.
1. הגדרת חומרה ותוכנה עבור הקלטות EEG ו-fNIRS בו
<ol><li>לבנות כובע ראש עבור הקלטות EEG-fNIRS בו.<ol>
<li>בחר את גודל הכיפה המתאים בהתאם להיקף הראשי של המשתתפים. במחקר זה, השתמש כובע בגודל בינוני מאז הוא מתאים לרוב המשתתפים מתבגרים ובוגרים.</li>
		<li>עיצוב הפריסה של אלקטרואופטיקה fNIRS יחד עם כיסוי EEG בקליפת המוח הקדמית (איור 1).<ol>
<li>הציבו בחלק האמצעי של אלקטרואופטיקה כדי להבטיח את המדידה של אותו אזור המוח על ידי שתי טכניקות19,30. עם זאת, בשל הרזולוציה המרחבית נמוכה של EEG ו-fNIRS שיטות נוירוהדמיה, למקם את האלקטרודות באזור המוח המקביל מכוסה על ידי אלקטרואופטיקה fNIRS ולא במיקומים המדויקים של ערוצי fNIRS.</li>
			<li>הפוך 22 חורים בתוך כובע EEG להחזיק את אלקטרואופטיקה fNIRS בקו עם הפריסה הספציפית בקליפת המוח הקדם. לזהות ולסמן את המיקומים של אלקטרואופטיקה fNIRS על פי הפריסה המתוכננת של כובע הראש ולאחר מכן ניקוב חורים בתוך המכסה למקום ולתקן את האופדות.</li>
			<li>מניחים 21 או 71 EEG לאורך המשטח של כובע EEG (ראה לוח חומרים) על פי 10-20 המערכת הבינלאומית ולטעון את הרשתות עבור אופדס.</li>
		</ol>
</li>
		<li>הגדר את המרחק בין זוג גלאי-מקור כ-3 ס מ ולאחר מכן תקן את האופדות, שבו האופדים הכחולים מסמלים את גלאי האור בעוד שאלה האדומים מייצגים את מקורות הלייזר.</li>
	</ol>
</li>
	<li>הגדר את היציאות EEG ו-fNIRS בתוכנה.</li>
	<li>השתמש בזמן המפעיל שנוצר דרך היציאה המקבילית והיציאה הטורית כדי להבטיח את הסינכרון של שני אותות שונים.<ol>
<li>הגדר את היציאה המקבילית (לדוגמה, H378 במחקר זה) עבור מערכת EEG (ראה טבלת חומרים).</li>
		<li>הגדר את היציאה הטורית (לדוגמה, 6 9600 במחקר זה) עבור מערכת fNIRS (ראה טבלת חומרים). הערה: סוג היציאה והמספר צריך להיות שונה לגבי הגדרות EEG ו-fNIRS שונות. אנא צרו קשר עם היצרנים לקבלת מידע נוסף.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. הכנה ניסויית
<ol><li>לחמם את מערכת fNIRS עם לייזרים מופעלת עבור 30 דקות.</li>
	<li>הגדר את כל פרמטרי הפעולה הנחוצים עבור מערכת המדידה fNIRS.</li>
	<li>הצג את ההתקנה הניסיונית התמזגו כולל EEG ו-fNIRS מערכות מדידה למשתתפים.</li>
	<li>למדוד ולסמן את נקודת Cz על פי 10-20 המערכת הבינלאומית. לזהות את מיקום האלקטרודה של Cz במחצית המרחק בין הנהר לבין המרחק וחצי המרחק בין הכניסות הבין-שמאל לימין.</li>
	<li>הניחו את החלק הקדמי של המכסה לאורך המצח של המשתתף קודם ולאחר מכן משוך את הקטע האחורי של הכיפה לעבר הצוואר.</li>
	<li>. אמת את התנוחות<ol>
<li>למדוד את המרחק בין Cz ו-inion ו-nasion שוב עם סרגל רך, ובדוק אם הוא ממוקם בנקודת האמצע. כמו כן, למדוד את המרחק בין Cz לבין שמאל וימין בין שמיעה, ולבדוק כפול אם Cz ממוקם בנקודת האמצע.</li>
	</ol>
</li>
	<li>. היכונו להקלטות המוח הערה: מומלץ מאוד להגדיר את אלקטרודות ה-EEG תחילה ולאחר מכן את אופדות ה-fNIRS. אם ג ' ל המוליך ג'ל מכסה את החורים למיקום של אלקטרואופטיקה fNIRS, יש לנקות כדי למנוע זיהום של אלקטרואופטיקה.<ol>
<li>מילוי ג'ל מוליך על ידי החדרת מחט קהה דרך החורים של רשת האלקטרודות EEG.</li>
		<li>הניחו את כל האלקטרודות לתוך רשת האלקטרודות של EEG לפי התוויות.</li>
		<li>פתח את תוכנת EEG ובדוק את איכות האות של אלקטרודות EEG.</li>
		<li>לקרוא רק את האלקטרודה על ידי מילוי ג'ל מוליך אם איכות האות אינה טובה מספיק כדי לענות על הדרישות (40 mV).</li>
		<li>Readjust את האלקטרודה על ידי מילוי ג'ל מוליך אם העכבה לא יכול לעמוד בדרישות.</li>
	</ol>
</li>
	<li>. היכון להקלטות הפנirs זהירות: אל תחשוף את עיני המשתתפים לקרן הלייזר של מקורות fNIRS ישירות.<ol>
<li>מניחים את הסיבים האופטיים לאורך זרועות המחזיק מחובר למערכת המדידה fNIRS, כמו גם המחזיק. ודא כי הסיבים מסודרים ומסודרים.</li>
		<li>הכנס את המקורות והגלאים האופטיים לתוך החורים בהתאם לפריסה.</li>
		<li>בדוק את איכות האות. אם לערוץ אין יחס של אות לרעש ברמה גבוהה (כלומר, אם הערוץ מסומן בצהוב), בעדינות לבדוק את השיער של המשתתף סביב הבדיקות האופטיות כדי להבטיח כי שום דבר לא קיים בין לווין אופטי הקרקפת.</li>
		<li>אם 2.8.3 step אינו יכול לשפר את איכות האות, הפעל את עוצמת האות. אם קיים אות רב מדי (כלומר, אם הערוץ מסומן באדום), כבה את עוצמת האות.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. הפעל את הניסוי
<ol><li>התחל את הניסוי כאשר האותות יציבים עם יחס מעולה של אות לרעש והמשתתפים מכירים את הוראות הניסוי. השתמש בפרדיגמת הפלנקר הקלאסית למבחן הניסיוני29,31.</li>
	<li>לאחר הניסוי, לשמור ולייצא את הנתונים משני ה-EEG ו-fNIRS.</li>
	<li>הסר אלקטרודות EEG והבדיקות האופטיות של fNIRS בקפידה.</li>
</ol>4. מדידה של הקואורדינטות MNI תלת-ממדיות (3D) של אלקטרואופטיקה של fNIRS עם התקן הדיגיטציה תלת-ממדי
<ol><li>תנו למשתתפים לשבת בכסא ולענוד את המשקפיים בעזרת החיישן.</li>
	<li>פתח את תוכנת הדיגיטציה במחשב. ודא שמערכת הדיגיטציה התלת-ממדית נמצאת בקשר עם המחשב באמצעות יציאת COM מתאימה.</li>
	<li>טען את הפריסה של קובץ הגדרת האופדות.</li>
	<li>הזז את העט האלקטרוני של התקן הדיגיטציה התלת-ממדי לאורך מיקומי המפתח (Nz, איז, האוזן השמאלית, האוזן הימנית, Cz) יחד עם המסך ולחץ על הלחצן שבחרט.</li>
	<li>להתאים את המקורות והגלאים האופטיים</li>
	<li>ייצוא קובצי קואורדינטות תלת-ממדיים.</li>
</ol>5. ניתוח נתונים
<ol><li>ניתוח נתונים של fNIRS<ol>
<li>עיבוד נתוני קואורדינטות MNI תלת-ממדית באמצעות אפשרות הרישום ב-NIRS-SPM עם MATLAB 2019. בחר: הרשמה מרחבית עצמאית | עם 3D דיגיטייז. בחר בקבצי הטקסט הקודמים ובמקור שנשמרו ולאחר מכן בחר ברישום.</li>
		<li>אותות לפני תהליך של fNIRS עם Homer2 תוכנה32.<ol>
<li>המר את הנתונים הגולמיים לשינויי דחיסות אופטית עבור אורכי גל שונים והמרה נוספת לשינויי הריכוז של HbO בנקודות זמן שונות באמצעות חוק בירה-למברט משתנה. באופן כללי, הערך של הנתיב הדיפרנציאלי בדרך כלל (dpf) המושפע על-ידי הגיל, המין ואורך הגל, והמרחק בין המקור לבין33,34 הוא 6, הדומה ל-dpf הממוצע ממחקרים קודמים34,35.</li>
			<li>השתמש התנועה ליטת חיבור זיהוי הממצאים האלגוריתם מחבילת עיבוד Homer2 fnirs לתיקון תנועה. נא לבחור את השיטות המתאימות של תיקון התנועה מבוסס על ספרות36.</li>
			<li>עבד את המוגלובין הגולמי נתונים רציפה על ידי מסנן מעבר נמוך של 0.2 Hz ולאחר מכן מסנן מעבר גבוה של 0.015 Hz.</li>
			<li>לנרמל את משרעת אות דינמית באמצעות חלוקת ערכי הממוצע.</li>
			<li>צור את נתוני fNIRS עבור כל ערוץ המבוסס על מידע הדיגיטציה תלת-ממדי. בחר את הערוצים שיש להם הסתברות לרישום של 100% או יותר בקליפת המוח הקדמית העליונה (SFC) בהתאם לחישוב הרגרסיה של NIRS-SPM לניתוח נוסף.</li>
			<li>לייצא את ערכי שיא של המוגלובין חמצן (HbO) הריכוז שינויים. הערה: במחקר זה, רק אותות HbO נותחו עקב היחס הגבוה שלהם האות לרעש. ערכי השיא של נתוני הפעלה בממוצע HbO חולצו עבור כל ערוץ מכל משתתף לצורך ניתוח נוסף.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>טיפול בנתוני EEG הערה: ניתוח נתוני EEG לא מקוונים בוצע עם EEGLAB. רק N200 ב Fz היה המרכיב המעניין עבור המחקר הנוכחי. כל האלקטרודות היו חשופים תיקון החפץ האוטומטי כדי להסיר את תנועות העיניים באמצעות מודל פנימי של טופוגרפיות החפץ. נתוני EEG רציפים מחולקים אז לתוך מבחנים שונים על פי המטרה גירויים שאינם יעד, שבו התקופה עבור כל ניסוי שנמשך 2500 ms, מעורבים תקופה מראש גירוי של 500 ms (תקופה בסיסית) ו הפוסט גירוי תקופה של 2000 ms (תקופה המשימה).<ol>
<li>טען את התיקיה הגולמית של נתוני EEG לתוך EEGLAB באמצעות התוספים. בחר בתוסף BIOSIG עבור קובץ ה-BDF במחקר זה. הערה: אנא בחר תוסף מתאים בהתאם לתבנית קובץ נתוני EEG.</li>
		<li>הגדר את מידע המיקום של הערוץ עבור EEGLAB37. טען את קובץ המיקום המתאים של המכסה.</li>
		<li>הפניה מחדש של אלקטרודות ב-ERPLAB, אשר הוא אחד תוסף של EEGLAB. לבחור את הערוצים ממוקם בסטואידים כמו אלקטרודות התייחסות.</li>
		<li>לחלץ את שולי נתונים EEG מבוסס על האירוע ואת הקבצים bin ב ERPLAB37.</li>
		<li>סינון מקטעי נתוני EEG ב-ERPLAB באמצעות מסנן אשוח על ידי סינון תדרים נמוכים עם חיתוך של 30Hz ועל ידי סינון תדרים גבוהים עם חיתוך של 0.1 Hz.</li>
		<li>הסרת פריטי EEG בעינית עם ניתוח רכיבים עצמאיים ב-EEGLAB.</li>
		<li>דחיית מקטעי נתונים EEG עם ערכי משרעת החורגים ± 100 μV בכל ערוץ ב-ERPLAB.</li>
		<li>ממוצע מקטעי הנתונים EEG ב ERPLAB. הערה: אלה הן שיטת ניתוח נתונים בשימוש בדרך כלל ואת התוכנה לעיבוד EEG ו-fNIRS נתונים. קיימות תוכנות עיבוד רבות ושיטות זמינות.</li>
	</ol>
</li>
	<li>חישוב מתאם<ol>
<li>צור את הקשר בין הקלטות fNIRS ו-EEG באמצעות ניתוח מיתאם פירסון.</li>
	</ol>
</li>></ol>

<ol><li>Kennan, R. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+recording+of+event-related+auditory+oddball+response+using+transcranial+near+infrared+optical+topography+and+surface+EEG%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Simultaneous recording of event-related auditory oddball response using transcranial near infrared optical topography and surface EEG.</a> NeuroImage. 16 (3), Pt 1 587-592 (2002).</li>
<li>Horovitz, S. G., Gore, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+event-related+potential+and+near-infrared+spectroscopic+studies+of+semantic+processing%5BTitle%5D)+AND+%22Human+Brain+Mapping%22%5BJournal%5D)">Simultaneous event-related potential and near-infrared spectroscopic studies of semantic processing.</a> Human Brain Mapping. 22 (2), 110-115 (2004).</li>
<li>Yuan, Z., Ye, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fusion+of+fNIRS+and+fMRI+data%3A+identifying+when+and+where+hemodynamic+signals+are+changing+in+human+brains%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Fusion of fNIRS and fMRI data: identifying when and where hemodynamic signals are changing in human brains.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 7, 676(2013).</li>
<li>Lin, X., Sai, L., Yuan, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detecting+Concealed+Information+with+Fused+Electroencephalography+and+Functional+Near-infrared+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Detecting Concealed Information with Fused Electroencephalography and Functional Near-infrared Spectroscopy.</a> Neuroscience. 386, 284-294 (2018).</li>
<li>Ieong, H. F., Yuan, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emotion+recognition+and+its+relation+to+prefrontal+function+and+network+in+heroin+plus+nicotine+dependence%3A+a+pilot+study%5BTitle%5D)+AND+%22Neurophotonics%22%5BJournal%5D)">Emotion recognition and its relation to prefrontal function and network in heroin plus nicotine dependence: a pilot study.</a> Neurophotonics. 5 (02), 1(2018).</li>
<li>Hu, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+Mapping+of+Brain+Activation+and+Connectivity+in+Occipitotemporal+Cortex+During+Chinese+Character+Recognition%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Topography%22%5BJournal%5D)">Optical Mapping of Brain Activation and Connectivity in Occipitotemporal Cortex During Chinese Character Recognition.</a> Brain Topography. 31 (6), 1014-1028 (2018).</li>
<li>Wang, M. -Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Concurrent+mapping+of+brain+activation+from+multiple+subjects+during+social+interaction+by+hyperscanning%3A+a+mini-review%5BTitle%5D)+AND+%22Quantitative+Imaging+in+Medicine+and+Surgery%22%5BJournal%5D)">Concurrent mapping of brain activation from multiple subjects during social interaction by hyperscanning: a mini-review.</a> Quantitative Imaging in Medicine and Surgery. 8 (8), 819-837 (2018).</li>
<li>Scholkmann, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+on+continuous+wave+functional+near-infrared+spectroscopy+and+imaging+instrumentation+and+methodology%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">A review on continuous wave functional near-infrared spectroscopy and imaging instrumentation and methodology.</a> NeuroImage. 85, 6-27 (2014).</li>
<li>Wan, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+neural+basis+of+the+hemodynamic+response+nonlinearity+in+human+primary+visual+cortex%3A+Implications+for+neurovascular+coupling+mechanism%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">The neural basis of the hemodynamic response nonlinearity in human primary visual cortex: Implications for neurovascular coupling mechanism.</a> NeuroImage. 32 (2), 616-625 (2006).</li>
<li>Miller, E. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+prefontral+cortex+and+cognitive+control%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">The prefontral cortex and cognitive control.</a> Nature Reviews Neuroscience. 1 (1), 59-65 (2000).</li>
<li>Miller, E. K., Cohen, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+integrative+theory+of+prefrontal+cortex+function%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+review+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">An integrative theory of prefrontal cortex function.</a> Annual review of Neuroscience. 24 (1), 167-202 (2001).</li>
<li>Mansouri, F. A., Tanaka, K., Buckley, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conflict-induced+behavioural+adjustment%3A+a+clue+to+the+executive+functions+of+the+prefrontal+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Conflict-induced behavioural adjustment: a clue to the executive functions of the prefrontal cortex.</a> Nature Reviews Neuroscience. 10 (2), 141-152 (2009).</li>
<li>Wood, J. N., Grafman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+prefrontal+cortex%3A+processing+and+representational+perspectives%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Human prefrontal cortex: processing and representational perspectives.</a> Nature Reviews Neuroscience. 4 (2), 139-147 (2003).</li>
<li>Wallis, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Orbitofrontal+Cortex+and+Its+Contribution+to+Decision-Making%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Orbitofrontal Cortex and Its Contribution to Decision-Making.</a> Annual Review of Neuroscience. 30 (1), 31-56 (2007).</li>
<li>Forbes, C. E., Grafman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Role+of+the+Human+Prefrontal+Cortex+in+Social+Cognition+and+Moral+Judgment%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">The Role of the Human Prefrontal Cortex in Social Cognition and Moral Judgment.</a> Annual Review of Neuroscience. 33 (1), 299-324 (2010).</li>
<li>Nguyen, D. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-invasive+continuous+EEG-fNIRS+recording+of+temporal+lobe+seizures%5BTitle%5D)+AND+%22Epilepsy+Research%22%5BJournal%5D)">Non-invasive continuous EEG-fNIRS recording of temporal lobe seizures.</a> Epilepsy Research. 99 (1-2), 112-126 (2012).</li>
<li>Peng, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((fNIRS-EEG+study+of+focal+interictal+epileptiform+discharges%5BTitle%5D)+AND+%22Epilepsy+Research%22%5BJournal%5D)">fNIRS-EEG study of focal interictal epileptiform discharges.</a> Epilepsy Research. 108 (3), 491-505 (2014).</li>
<li>Liu, Y., Ayaz, H., Shewokis, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multisubject+%22learning%22+for+mental+workload+classification+using+concurrent+EEG%2C+fNIRS%2C+and+physiological+measures%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Multisubject "learning" for mental workload classification using concurrent EEG, fNIRS, and physiological measures.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 11, (2017).</li>
<li>Aghajani, H., Garbey, M., Omurtag, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+mental+workload+with+EEG%2BfNIRS%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Measuring mental workload with EEG+fNIRS.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 11, (2017).</li>
<li>Balconi, M., Vanutelli, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hemodynamic+%28fNIRS%29+and+EEG+%28N200%29+correlates+of+emotional+inter-species+interactions+modulated+by+visual+and+auditory+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Hemodynamic (fNIRS) and EEG (N200) correlates of emotional inter-species interactions modulated by visual and auditory stimulation.</a> Scientific Reports. 6, (2016).</li>
<li>Donohue, S. E., Appelbaum, L. G., McKay, C. C., Woldorff, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+neural+dynamics+of+stimulus+and+response+conflict+processing+as+a+function+of+response+complexity+and+task+demands%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychologia%22%5BJournal%5D)">The neural dynamics of stimulus and response conflict processing as a function of response complexity and task demands.</a> Neuropsychologia. 84, 14-28 (2016).</li>
<li>Liu, Y., Ayaz, H., Shewokis, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mental+workload+classification+with+concurrent+electroencephalography+and+functional+near-infrared+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Brain-Computer+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Mental workload classification with concurrent electroencephalography and functional near-infrared spectroscopy.</a> Brain-Computer Interfaces. 4 (3), 175-185 (2017).</li>
<li>Fazli, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+performance+by+a+hybrid+NIRS-EEG+brain+computer+interface%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Enhanced performance by a hybrid NIRS-EEG brain computer interface.</a> NeuroImage. 59 (1), 519-529 (2012).</li>
<li>Putze, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hybrid+fNIRS-EEG+based+classification+of+auditory+and+visual+perception+processes%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Hybrid fNIRS-EEG based classification of auditory and visual perception processes.</a> Frontiers in Neuroscience. 8, 373(2014).</li>
<li>Horovitz, S. G., Gore, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+event-related+potential+and+near-infrared+spectroscopic+studies+of+semantic+processing%5BTitle%5D)+AND+%22Human+Brain+Mapping%22%5BJournal%5D)">Simultaneous event-related potential and near-infrared spectroscopic studies of semantic processing.</a> Human Brain Mapping. 22 (2), 110-115 (2004).</li>
<li>Lin, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mapping+the+small-world+properties+of+brain+networks+in+Chinese+to+English+simultaneous+interpreting+by+using+functional+near-infrared+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Innovative+Optical+Health+Sciences%22%5BJournal%5D)">Mapping the small-world properties of brain networks in Chinese to English simultaneous interpreting by using functional near-infrared spectroscopy.</a> Journal of Innovative Optical Health Sciences. 11 (03), 1840001(2018).</li>
<li>Folstein, J. R., Van Petten, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+cognitive+control+and+mismatch+on+the+N2+component+of+the+ERP%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Psychophysiology%22%5BJournal%5D)">Influence of cognitive control and mismatch on the N2 component of the ERP: A review.</a> Psychophysiology. 45 (1), 152(2008).</li>
<li>Patel, S. H., Azzam, P. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+N200+and+P300%3A+Selected+studies+of+the+Event-Related+Potential%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Medical+Sciences%22%5BJournal%5D)">Characterization of N200 and P300: Selected studies of the Event-Related Potential.</a> International Journal of Medical Sciences. 2 (4), 147-154 (2005).</li>
<li>Suzuki, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+relationship+between+the+superior+frontal+cortex+and+alpha+oscillation+in+a+flanker+task%3A+Simultaneous+recording+of+electroencephalogram+%28EEG%29+and+near+infrared+spectroscopy+%28NIRS%29%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+Research%22%5BJournal%5D)">The relationship between the superior frontal cortex and alpha oscillation in a flanker task: Simultaneous recording of electroencephalogram (EEG) and near infrared spectroscopy (NIRS).</a> Neuroscience Research. 131, 30-35 (2018).</li>
<li>Keles, H. O., Barbour, R. L., Omurtag, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hemodynamic+correlates+of+spontaneous+neural+activity+measured+by+human+whole-head+resting+state+EEG+%2B+fNIRS%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Hemodynamic correlates of spontaneous neural activity measured by human whole-head resting state EEG + fNIRS.</a> NeuroImage. 138, 76-87 (2016).</li>
<li>Eriksen, B. A., Eriksen, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+noise+letters+upon+the+identification+of+a+target+letter+in+a+nonsearch+task%5BTitle%5D)+AND+%22Perception+%26+Psychophysics%22%5BJournal%5D)">Effects of noise letters upon the identification of a target letter in a nonsearch task.</a> Perception & Psychophysics. 16 (1), 143-149 (1974).</li>
<li>Huppert, T. J., Diamond, S. G., Franceschini, M. A., Boas, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((HomER%3A+a+review+of+time-series+analysis+methods+for+near-infrared+spectroscopy+of+the+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+optics%22%5BJournal%5D)">HomER: a review of time-series analysis methods for near-infrared spectroscopy of the brain.</a> Applied optics. 48 (10), 280-289 (2009).</li>
<li>Kocsis, L., Herman, P., Eke, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+modified+Beer-Lambert+law+revisited%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">The modified Beer-Lambert law revisited.</a> Physics in Medicine and Biology. 51 (5), (2006).</li>
<li>Herold, F., Wiegel, P., Scholkmann, F., Müller, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applications+of+Functional+Near-Infrared+Spectroscopy+%28fNIRS%29+Neuroimaging+in+Exercise-Cognition+Science%3A+A+Systematic%2C+Methodology-Focused+Review%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Medicine%22%5BJournal%5D)">Applications of Functional Near-Infrared Spectroscopy (fNIRS) Neuroimaging in Exercise-Cognition Science: A Systematic, Methodology-Focused Review.</a> Journal of Clinical Medicine. 7 (12), 466(2018).</li>
<li>Duncan, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+pathlength+measurements+on+adult+head%2C+calf+and+forearm+and+the+head+of+the+newborn+infant+using+phase+resolved+optical+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Optical pathlength measurements on adult head, calf and forearm and the head of the newborn infant using phase resolved optical spectroscopy.</a> Physics in Medicine and Biology. 40 (2), 295-304 (1995).</li>
<li>Brigadoi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motion+artifacts+in+functional+near-infrared+spectroscopy%3A+A+comparison+of+motion+correction+techniques+applied+to+real+cognitive+data%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Motion artifacts in functional near-infrared spectroscopy: A comparison of motion correction techniques applied to real cognitive data.</a> NeuroImage. 85, 181-191 (2014).</li>
<li>Lopez-Calderon, J., Luck, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ERPLAB%3A+an+open-source+toolbox+for+the+analysis+of+event-related+potentials%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">ERPLAB: an open-source toolbox for the analysis of event-related potentials.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 8, 213(2014).</li>
</ol>

. למחברים אין מה לגלות

בפרוטוקול זה, הקלטות משולבות של EEG ו-fNIRS בוצעו כדי לבחון את דפוסי ההפעלה של המוח הכרוכים בפרדיגמה הקשורה לאירועים, על ידי הקלטת אותות עצביים של המוח כולו ותגובות הומודינמיות בו של הקליפה הקדם-חזיתית. תוצאות ERP הראו כי N200 ב Fz היה מסוגל להבדיל באופן משמעותי את התנאים הקלקל (P = 0.037). בינתיים, את האותות HbO ב SFC (ערוצים 21) גם הציג הבדל משמעותי בין התנאים הקלקל והמקביל, אשר הפגינו את התפקיד החשוב של היכולת לדכא את התגובות כי מעורב בתפקוד קוגניטיבי המוח הקשורים למשימה פלקר (Pרוזוולט = 0.041).
<p clas...

מחקר זה נועד לפתח פרוטוקול עובד כדי לחשוף את דפוס ההפעלה העצבית הבסיסית של המשימה פלקר באמצעות EEG התמזגו ו fNIRS שיטות נוירוהדמיה. מעניין, ההקלטות המקבילות של ה-fNIRS-EEG מאפשרות לבדוק את היחסים בין אותות המודינמיים בקליפת המוח הקדמית ובין מרכיבים פוטנציאליים הקשורים לאירועים (ERP) של כל השכל הקשור למשימה של פלקר.
שילוב של שיטות נוירוהדמיה שונות, כולל ספקטרוסקופיית כמעט אינפרא-אדום פונקציונלי (fnirs), אלקטרונצאלוגרפיה (EEG), ודימות תהודה מגנטית פונקציונלית (fMRI) חיוני לשפר את ההבנה של היכן ומתי עיבוד המידע מתרחש במוח1,2,3. בנוסף, יש את הפוטנציאל לשלב fNIRS ו-EEG לבחון את הקשר בין פעילות עצבית מקומית לבין שינויים הבאים בתגובות הומודינמיות, שבו EEG ו-fNIRS יכול להיות משלים בחשיפת המנגנון העצבי של תפקוד המוח האנושי קוגניטיבי. fNIRS היא טכניקה המבוססת על כלי דם תפקודית נוירודימות המסתמכת על תגובות הומודינמיקה כדי להסיק הפעלת המוח. fnirs מודד את מדידת האוקסיהמוגלובין היחסי (HbO) ו deoxyhemoglobin (hbr) שינויים הריכוז בקליפת המוח, אשר ממלא תפקיד חשוב במחקר של עיבוד קוגניטיבי3,4,5,6,7. לדברי neurovascular ומנגנון neurometabolic צימוד8, השינוי של פעילות עצבית מקומית הקשורים לעיבוד קוגניטיבי מלווה בדרך כלל על ידי שינויים הבאים זרימת הדם המקומי וחמצן בדם עם עיכוב של 4-7 שניות. זה מראה כי צימוד neurovascular הוא כנראה מתמר כוח, אשר משלב את הדינמיקה המהירה של פעילות עצבית לתוך קלט כלי הדם של הומודינמיקה איטית9. במיוחד, fnirs משמש בעיקר עבור בדיקת הפעילות נוירוכלי באונה הקדמית, במיוחד בקליפת המוח הקדם האחראית פונקציות קוגניטיביות גבוהות, כגון פונקציות ההנהלה10,11,12, הסקת מסקנות ותכנון13, קבלת החלטות14, וקוגניציה חברתית ושיפוט מוסרי15. עם זאת, התגובות הומודינמיות שנמדדות באמצעות fNIRS מאפשרות ללכוד בעקיפין את הפעילות העצבית ברזולוציה נמוכה בלבד, ואילו EEG יכול להציע מדדים באופן זמני ובאמצעים ישירים של פעילויות עצביות. כתוצאה מכך, השילוב של הקלטת EEG ו-fNIRS יכול לזהות תכונות נוספות ולחשוף מידע נוסף הקשור לתפקוד המוח.
חשוב יותר, הרכישה רב מודאליות של האותות EEG ו-fnirs נערך לבחון את הפעלת המוח בבסיס משימות קוגניטיביות שונות16,17,18,19,20,21,22 או ממשק המוח מחשב23,24. בפרט, ב-ERP (הפוטנציאל הקשור לאירועים) והקלטות fNIRS בוצעו בהתבסס על הפרדיגמה הקשורה לזיהוי השמיעה השמיעתית1, שבה fnirs יכול לזהות את השינויים ההדינמיים בקליפת המוח הפרוטואלית מספר שניות לאחר הופעתו של רכיב P300. הורוביץ הציג גם את המידות הסימולטניות של אותות fNIRS ואת הרכיב P300 במהלך משימת עיבוד סמנטית25. מעניין, מחקרים קודמים מבוסס על הקלטות EEG ו fNIRS הראו כי P300 במהלך גירוי מוזר הציג קורלציה משמעותית עם אותות fNIRS26. התגלה כי האמצעים הרב-מודאליים הם בעלי פוטנציאל לחשוף את המנגנון הנוירולוגי המקיף את התחום המבוסס על הפרדיגמה הקשורה לאירועים26. מלבד משימה מוזר, המשימה פלקר הקשורים לרכיב ERP N200 היא גם פרדיגמה חשובה, אשר יכולה לשמש לחקירת זיהוי היכולת הקוגניטיבית והערכה עם פקדים בריאים וחולים עם הפרעות שונות. באופן ספציפי, N200 היה מרכיב שלילי כי פסגות 200-350 ms מתוך הקליפה הקדמית cingulated הקדמי27 וקליפת הרקה העליונה28. למרות מחקרים קודמים בחנו את היחסים בין קליפת המוח הקדמית העליונה ותנודות אלפא בפעילות פלקר29, הקורלציה בין משרעת N200 ואת התגובות הומודינמיקה במהלך המשימה פלקר לא נחקרו.
בפרוטוקול זה, תיקון מתוצרת בית EEG/fNIRS המבוסס על כובע EEG רגיל היה מנוצל עבור EEG ו-fNIRS במקביל הקלטות. הסדרים של אלקטרואופטיקה/אלקטרודות עם תמיכה הושגו באמצעות הצבת אלקטרואופטיקה fNIRS התמזגו לתוך כובע EEG. ה-EEG הסימולטני ורכישות הנתונים של fNIRS בוצעו באותן משימות גירויים שנוצרו על-ידי תוכנת E-prime. אנו מציגים את ההשערה שרכיבי ERP המשויכים לפעילות הפלנקר יכולים להציג קשר משמעותי עם תגובות ההודינמיקה בקליפת המוח הקדם-חזיתית. בינתיים, ההקלטות משולבות של ERP ו-fNIRS יכולות לחלץ מספר מחוונים של אותות כדי לזהות את דפוסי הפעלת המוח בדיוק משופר. כדי לבדוק את ההשערה, הכיוונון fNIRS ומכונת EEG שולבו כדי לחשוף את מנגנון ההכרה העצבי המורכב המתאים למשימה הקשורה לאירוע פלקר.

<table><tbody><tr><td>כובע EEG</td><td>EASYCAP GmbH</td> <td>-</td><td></td></tr> <tr><td>מערכת EEG</td><td>BioSemi</td> <td>-</td><td></td></tr> <tr><td>מערכת fNIRS</td> מערכת <td>TechEn-CW6</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

ביצוע בו אלקטרונצגרפיה והקלטות ספקטרוסקופיית כמעט אינפרא-אדום עם משימה פלנקר

Conducting Concurrent Electroencephalography and Functional Near-Infrared Spectroscopy Recordings with a Flanker Task

הקלטות EEG ו-fNIRS במקביל מציעות הזדמנות מצוינת להשיג הבנה מלאה של המנגנון העצבי של עיבוד קוגניטיבי על-ידי בדיקת הקשר בין האותות העצביים וההומודינמיים. EEG היא טכנולוגיה אלקטרופיסיולוגית שיכולה למדוד את הפעילות העצבית המהירה של קליפת המוח, ואילו fNIRS מסתמך על תגובות הומודינמיות כדי להסיק הפעלת המוח. השילוב של EEG ו fNIRS טכניקות נוירוהדמיה יכול לזהות תכונות נוספות ולחשוף מידע נוסף הקשור לתפקוד המוח. בפרוטוקול זה, מדידות EEG-fNIRS התמזגו בוצעו עבור הקלטות בו של מעורר-חשמל פוטנציאל ותגובות הומודינמיקה במהלך משימה פלקר. בנוסף, השלבים הקריטיים להגדרת מערכת החומרה והתוכנה, כמו גם ההליכים לרכישת נתונים וניתוח סופקו ונדונו בפרוטרוט. צפוי כי הפרוטוקול הנוכחי יכול לסלול שדרה חדשה לשיפור ההבנה של המנגנונים העצביים בבסיס תהליכים קוגניטיביים שונים באמצעות אותות EEG ו fNIRS.

איור 2 מציג את האותות HbO עבור כל הערוצים בעוד איור 3 מציג את Erps ב Fz ו-fz עבור שני התנאים של המשימה פלקר. Figure 4 מומחש התוצאות ניתוח מתאם פירסון הראו כי אותות fnirs ב SFC הציגו מתאם משמעותי עם רכיב ERP N200 ב fz עבור המצב קלקל (P&lt; 0.05). עם זאת, זה לא המקרה עבור התנאים הקונגרופי (P&gt; 0.05).
<img alt="Figure 1" class="xfigim...

הפרוטוקול הנוכחי מתאר כיצד לבצע הקלטות EEG ו-fNIRS במקביל וכיצד לבחון את הקשר בין נתוני EEG ו-fNIRS.

Concurrent EEG and fNIRS recordings offer an excellent opportunity to gain a full understanding of the neural mechanism of cognitive processing by ...

מטרת מחקר זה הייתה לפתח פרוטוקול עבודה כדי לחשוף את דפוס ההפעלה העצבית, מדגיש את המשימה flanker באמצעות EEG התמזגו וטכניקת הדמיה נוירו fNIRS. הקלטות ה- fNIRS EEG בו זמנית מאפשרות בדיקה של הקשר בין קליפת המוח הקדם-מצחית לבין אירועים שונים הקשורים למרכיבים הפוטנציאליים של המוח כולו. fNIRS בקליפת המוח אשר חוק די חשוב בחקר עיבוד קוגניטיבי.אנו יודעים כי fNIRS משמש בעיקר לבדיקת הפעילות הנוירו-וסקולרית באונה הקדמית. קשור לתפקודים קוגניטיביים גבוהים במוח. עם זאת התגובה המודינמית נפגשו על ידי fNIRS יכול רק לקרוא את הפעילויות עם רזולוציה זמנית נמוכה אבל EEG יכול להציע זמני למצוא ומדידה ישירה של פעילויות נוירו.השילוב של הקלטות EEG ו- fNIRS מסוגל לזהות תכונות נוספות ולחשוף מידע נוסף הקשורים לפונקציות המוח. במחקר זה, אתה משתמש בטכניקות EEG fNIRS שימשו להקלטות בו זמנית של רכיבי ERP ותגובה המודינמית עם משימה פלאנקר. זה רציונלי להניח כי רכיבי ERP לשייך עם המשימה flanker יכול להפגין מתאם משמעותי עם התגובה המודינמית.כדי לקשור הנחה זו, fNIRS להגדיר ואת מכונת EEG שולבו יחד כדי לחשוף את metism קוגניציה נוירו מורכבת המתאימה לאירוע עם המשימה פלאנקר. לפני ניסוי הניסוי, כל המשתתפים חתמו על מסמכי הסכמה מדעת. המחקר אושר על ידי ועדת האתיקה של אוניברסיטת מקאו.מספר אחד, הגדרת חומרה ותוכנה עבור הקלטות EEG ו- fNIRS בו-זמניות. בנה מכסה ראש ריאלי עבור הקלטות EEG ו- fNIRS בו-זמניות. בחר את גודל המכסה הימני בהתאם להיקף הראש של המשתתפים.במחקר זה נעשה שימוש בכובע בגודל בינוני מכיוון שהוא מתאים לרוב המשתתפים המתבגרים או הבוגרים. צייר את הפריסה בהתאם לעיצוב הניסוי בספרות. לחפור 22 חורים בתוך מכסה EEG להחזקת fNIRS optodes בקנה אחד עם קליפת המוח הקדמית במיוחד.מקום 21 או 71 אלקטרודות EEG לאורך פני השטח של כובע EEG על פי המערכת הבינלאומית 10-20 ולהרים את סורגים עבור optodes. הגדר את המרחק בין כל זוג גלאי מקור כשלושה סנטימטרים ולאחר מכן לתקן את optodes. בכל אופודה כחולה הם גלאים ואילו האדומים הם מקורות לייזר.הגדרת יציאת EEG ו- fNIRS בתוכנה. הגדר את היציאה המקבילית, לדוגמה H378 במחקר זה עבור מערכת EEG. הגדר את היציאות הטוריות, לדוגמה 600 במחקר זה עבור מערכת fNIRS.יש לשנות את סוג היציאה ואת המספר בנוגע לתצורות שונות של EEG ו- fNIRS. נא פנה ליצרנים לקבלת מידע נוסף. הכנה לפני הניסוי.לחמם את מערכת fNIRS עם לייזרים. תדליק את זה במשך 30 דקות. הגדר את כל מאפשרי הפעולה הדרושים עבור מערכת המדידה fNIRS.האם ההתקנה, כולל מערכות המדידה EEG ו- fNIRS למשתתף. למדוד ולסמן את נקודת CZ על פי המערכת הבינלאומית 10-20. זהה את מיקום האלקטרודה של CZ במחצית המרחק בין החלק וחצי של המרחק בין הכניסות הבין-סיביות השמאלית והימין.מניחים תחילה את החלק הקדמי של הכובע לאורך המצח ולאחר מכן מושכים את החלק האחורי של הכובע לכיוון הצוואר. אימות המיקומים. הערה, מומלץ מאוד כי אלקטרודות EEG צריך להיות מוגדר תחילה ולאחר מכן optodes הקרוב ביותר.אם ג'ל מוליך EEG מכסה את החורים עבור המיקום של optodes הקרוב ביותר זה צריך להיות נקי כדי למנוע את הזיהום של optodes. הכנה להקלטות EEG. מלא ג'ל מוליך על ידי החדרת מחט קהה דרך החורים של EEG אלקטרודה grate.מניחים את כל האלקטרודות ברשת אלקטרודות EEG בהתאם לרמות. פתח את תוכנת EEG ולבדוק את איכות האות של האלקטרודות. הסתגל מחדש אלקטרודות על ידי מילוי ג'ל מוליך אם איכות האות לא יכול לענות על הדרישות.הכנה להקלטות fNIRS. זהירות לא לחשוף את העיניים המשתתפים קרן לייזר של המקור ישירות. מניחים את הסיבים האופטיים לאורך זרועות המחזיק המחוברות למערכת המדידה fNIRS ומחזיק נוסף.ודא כי הסיבים מסודרים ומסודרים. הכנס את המקור האופטי ואת הגלאים לתוך החורים בהתאם לפריסה. בדוק את איכות האות.אם לערוץ אין יחס אות לרעש ברמה גבוהה. לדוגמה, אם הערוץ מסומן בצהוב בעדינות להחליף שיער משתתף המקיף את הבדיקות האופטיות כדי להבטיח כי שום דבר לא קיים בין החללית האופטית לגולגולת. אם שלב 2.8.3 אינו יכול לשפר את איכות האות, להגביר את עוצמת האות.אם יש יותר מדי אות. דוגמה אם הערוץ מסומן באדום, הנמיך את עוצמת האות. תריץ את הניסוי.התחל את הניסוי כאשר האותות יציבים עם יחס אות לרעש מעולה והמשתתפים מכירים את הוראות הניסוי. לאחר הניסוי, שמור וייצא את הנתונים מחוץ ל- EEG fNIRS. הסר אלקטרודות EEG ובדיקות אופטיות fNIRS בזהירות.מדידה של קואורדינטות MNI תלת-ממדיות תלת-ממדיות של אופודיות fNIRS עם דיגיטייזר תלת-ממדי. תן למשתתפים לשבת על כיסא וללבוש את המשקפיים עם חיישן. פתח את תוכנת הדיגיטייזר במחשב.ודא שמערכת הדיגיטייזר תלת-מימדית מחוברת למחשב באמצעות יציאת com מתאימה. טען את הפריסה של optodes להגדיר בקובץ. הזזת סגנונות הדיגיטייזר תלת-מימדי ממקמים את מיקומי המקשים.ניו זילנד, LZ, אוזן שמאל, אוזן ימין, CZ לאורך המסך ולחץ על הכפתור על העט. לוקליזציה של מקור אופטי וגלאים. יצא את קובץ הקואורדינטות תלת-מימדי.ניתוח נתונים. ניתוח נתוני fNIRS. עבד את קובץ הקואורדינטות של MNI תלת-מימדי באמצעות אפשרות הרישום ב- fNIRS SPM עם MetLife 2019.בחרו רישום מיוחד עצמאי עם דיגיטציה תלת-מימדית. בחר את הקודמים, שמור אותו לאחרים וקובץ טקסט מקור. רישום. אותות fNIRS לפני התהליך עם תוכנת Homer2 בהתאם לשילים הבאים.היישום של תיקון חפץ תנועה שונה. לאחר מכן לעבור סינון 0.015 הרץ כדי 0.2 הרץ. לנרמל משרעת אות דינמית יותר על-ידי חלוקת הערכים הממוצעים.צור את נתוני fNIRS עבור כל ערוץ המתבסס על מידע תלת-ספרתי עם דיגיטציה. בחר את הערוצים שיש להם הסתברות רישום של 100% או יותר ב- SFC בהתאם לחישוב הרגרסיה של fNIRS SPM לניתוח נוסף. יצא את ערכי השיא של HbO.עיבוד נתוני EEG. טען את תיקיית נתוני EEG הגולמית למעבדת EEG באמצעות התוספים. בחר את תוסף BOC עבור קובץ BDF במחקר זה.שים לב, נא בחר תוסף מתאים בהתאם לתבנית קובץ הנתונים EEG. הגדר את פרטי מיקום הערוץ עבור מעבדת EEG. טען את קובץ המיקום המתאים של הכובע.אנו מתייחסים אלקטרודות במעבדת ERP שהוא תוסף אחד של מעבדת EEG. בחר את הערוצים, מקם אותו באחסון בנפח גדול כפי שהתייחסו אלקטרודות. חלץ נתוני EEG בהתבסס על קבצי האירועים והמחסנים במעבדת ERP.סנן את מקטע נתוני EEG במעבדת ERP באמצעות מסנן IIR. על ידי סינון התדרים הנמוכים עם ניתוק של 30 הרץ ועל ידי סינון התדרים הגבוהים עם עקומה של 0.1 הרץ. הסר ממצאים עיניים EEG בתוך ניתוח רכיב בנדון במעבדת EEG.דחה מקטע נתוני EEG עם ערכי משרעת החורגים מהטווח מ- 100 חיובי ל- 100 microvolt השלילי בכל ערוץ במעבדת ERP. מקטע נתוני EEG במעבדת ERP. שים לב, אלה הם שיטת ניתוח נתונים בשימוש בדרך כלל ואת התוכנה לעיבוד מראש EEG ו fNIRS נתונים.ישנן תוכנות עיבוד רבות ושיטות זמינות. חישוב מתאם. צור את הקשר בין הקלטות fNIRS ו- EEG עם ניתוח מתאם פירסון.תוצאות מייצגות. מיקום אוזניות fNIRS ותצורת ערוצים. פריסת optodes דיגיטציה מומרים למערכת הקואורדינטות MNI וחופפים לאורך קליפת המוח.אות HbO עבור כל הערוצים המשויכים למשימה פלאנקר. העקומות הוורודות מציינות מצב קונגרונטי בעוד הירוקים מציינים את התנאי הקונגרנטי. אות ERP עבור אלקטרודות FZ ו- FCZ.העקומות השחורות מגדירות את התנאי הבלתי מושלם ואילו העקומות האדומות מציינות את התנאי הקונגרנטי. מתאם בין אות ERP N200 ו- fNIRS לאורך ה- SFC עבור המצב הבלתי מתאים. לסיכום, ההדמיה העצבית EEG ו- fNIRS בוצעה כדי למפות את הפעלת המוח המעורבת על ידי הקלטת האותות הנוירוכירורגיים של המוח כולו והתגובה ההמודינמית של קליפת המוח הקדם-מצחית.רכשנו בהצלחה את נתוני EEG ו- fNIRS עם משימת פלאנקר. הממצאים שלנו הראו כי התגובה המודינמית fNIRS ורכיבי ERP N200 מתואמים באופן משמעותי אשר מפגינים פרספקטיבה שונה של מנגנון קוגניטיבי הקשורים המשימה פלאנקר. תוצאות ההדמיה העצבית הרב-מודאלית שלנו תומכות בתפקידים חיוניים בשילוב טכניקת EEG ו- fNIRS בתרומה למוח אשר סוללת שדרה חדשה לשיפור ההבנה של מנגנון נוירו של עיבוד קוגניטיבי שונה.

conducting-concurrent-electroencephalography-functional-near-infrared

Research

JoVE Journal

Neuroscience

מדעי המוח

סרטון זה מדגים את ההליך להקלטות בו-זמניות של אלקטרואנצפלוגרפיה מקומית (EEG) ופוטנציאלי שדה מקומיים (LFPs) בחולדה מורדמת. התהליך כולל הכנת החולדה והצמדת אלקטרודות מעוררות לכריות השפם שלה. אלקטרודת עכביש EEG ממוקמת על גולגולת החולדה לצורך מדידות EEG על פני השטח. במקביל, מיקרואלקטרודה רב-ערוצית מוחדרת לאזור מסוים במוח דרך חור בגולגולת כדי לרשום פעילות עצבית מאזור מקומי במוח.

הקלטות פוטנציאליות אלקטרואנצפלוגרפיות ומקומיות בו-זמנית בחולדה מורדמת

סרטון זה מדגים את התהליך של רישום פעילות עצבית קליפתית ותת-קורטיקלית באמצעות אלקטרואנצפלוגרפיה (EEG) ואלקטרודות גירוי מוחי עמוק (DBS) במהלך מבחן גירוי חזותי מבוסס קשב.

רישום פעילות עצבית קורטיקלית ותת-קורטיקלית באמצעות מערכות אלקטרודות

מקור: Reindl, V., {{}}. ביצוע ניסויי היפר-סריקה עם ספקטרוסקופיה פונקציונלית של אינפרא אדום קרוב. J. Vis. Exp. (2019), } סרטון זה מדגים את השימוש בספקטרוסקופיה תפקודית כמעט-אינפרה-אדום (fNIRS) כדי למדוד פעילות מוחית במהלך אינטראקציות חברתיות. המשתתפים עוסקים במשימה מתואמת שמגבירה את הפעילות בקליפת המוח הקדם-מצחית, אזור קריטי להתנהגות חברתית, בזמן שהמערכת מזהה שינויים בספיגת האור עקב חמצון הדם. על ידי ניתוח הסנכרון של פעילות המוח בין המשתתפים, המחקר מעריך את הדינמיקה העצבית העומדת בבסיס...

ספקטרוסקופיה פונקציונלית כמעט-אינפרא אדום לתיעוד פעילות מוחית במהלך אינטראקציות חברתיות

ניטור פעילות מוחית במהלך משימות מוטוריות זקופות הוא בעל ערך רב כאשר חוקרים את המקור העצבי להפרעות תנועה. כאן, אנו מדגימים פרוטוקול המשלב ספקטרוסקופיה פונקציונלית קרוב לאינפרא אדום עם ניטור רציף של פעילות שרירים וקינמטית במהלך 4 סוגים של משימות מוטוריות.

קרוב פונקציונלי אינפרא אדום ספקטרוסקופיה של אזורים חושיים ומוטורי במוח עם סימולטני Kinematic וניטור EMG במהלך משימות מוטוריות

ניטור פעילות מוחית מחוץ למעבדה ללא מגבלות פיזיות מציב אתגרים מתודולוגיים. בלי סיבים, מערכת לביש פונקציונלית הקרוב אינפרא אדום ספקטרוסקופיה (fNIRS) שימש למדידת פעילות המוח במהלך משימת זיכרון פוטנציאלי אקולוגית. זה הודגם כי מערכת זו יכולה לשמש כדי לעקוב אחר פעילות המוח במהלך ניסויים מבוססים שאינה מעבדה.

שימוש בבלי הסיבים, fNIRS ביש כדי לעקוב אחר פעילות המוח במשימות קוגניטיביות אמת העולם

הפרוטוקול הנוכחי נועד להעריך תפקודים קוגניטיביים-רגשיים בגרעיני הבסיס על ידי רישום נוירופיזיולוגי בו זמנית של פוטנציאל שדה מקומי ופעילות קליפת המוח הלא פולשנית (EEG). ההליך מודגם על ידי שימוש בפרדיגמות הכוללות גירוי דיבור עם קונוטציה רגשית או משימת פלנקר הכוללת שליטה קוגניטיבית.

פולשנית קורטיקליים ולא פולשנית משולבת Surface הנוירופיזיולוגיים הקלטות עבור הערכת קוגניטיבי ותפקידים רגשיים בבני אדם

יחידנית או משולבת EEG-fMRI, הדמיה שיטה, המכונה ייתכן מוגבל-fMRI EEG המקור הדמיה שיטה, מתואר כאן. השיטה הציג מעסיקה מפות המשנה מותנה-פעיל fMRI או הרשעות קודמות, להנחות EEG מקור לשפות אחרות באופן משפר ירידה לפרטים המרחבי, מגביל תוצאות שגויות.

בו-זמניות EEG ו MRI פונקציונלי הקלטה וניתוח אינטגרציה עבור הדמיה דינמי פעילות קורטיקלית

פרוטוקול זה מתאר שיטה פשוטה עבור הקלטה בו זמנית של שותף מקומי אלקטרואנצפלוגרם (EEG) ו- multi-למינריות שדה מקומי פוטנציאל עכברוש anesthetized. חור burr בתלמידים הגולגולת עבור הכניסה של microelectrode מוצג לייצר עיוות זניח של האות EEG.

הקלטה בו זמנית של שותף מקומי אלקטרואנצפלוגרם ופוטנציאל שדה מקומי במכרסם

בפרוטוקול הנוכחי מתאר כיצד לערוך ניסויים hyperscanning fNIRS וניתוח synchrony למוח. יתר על כן, נדון אתגרים ופתרונות אפשריים.

ניסויים Hyperscanning עם ספקטרוסקופיית אינפרא אדום הפונקציונליים

מאמר זה מספק פרוטוקול פשוט לרכישת נתונים אלקטרואנצפלוגרפיה באיכות טובה (EEG) במהלך EEG בו זמנית הדמיית תהודה מגנטית פונקציונלית על ידי שימוש במוצרים רפואיים זמינים.

רכישה אמינה של נתוני אלקטרואנצפלוגרפיה במהלך אלקטרואנצפלוגרפיה סימולטנית ו-MRI פונקציונלי

אנו מציגים שיטה לאיסוף סימולטני של אותות fMRI ו-fNIRS מאותם נבדקים עם כיסוי fNIRS של כל הראש. הפרוטוקול נבדק עם שלושה צעירים וניתן להתאים אותו לאיסוף נתונים עבור מחקרים התפתחותיים ואוכלוסיות קליניות.

איסוף נתונים סימולטני של מדידות fMRI ו-fNIRS באמצעות מערך Optode של ראש שלם וערוצים למרחקים קצרים

למד פרוטוקול לביצוע הקלטות EEG ו-fNIRS בו-זמנית במהלך משימת פלנקר. שיטה זו חושפת את הקשר בין רכיבי ERP לתגובות המודינמיות בקורטקס הפרה-פרונטלי ומספקת תובנות לתהליכים קוגניטיביים.

ביצוע בו אלקטרונצגרפיה והקלטות ספקטרוסקופיית כמעט אינפרא-אדום עם משימה פלנקר

גלה סרטונים נוספים