Name: רישום פעילות המוח באמצעות אלקטרואנצפלוגרפיה של האוזן (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-03-31T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 58 s
Description: למדו כיצד להשתמש ב-cEEGrid לרישום פעילות מוח באמצעות אלקטרואנצפלוגרפיה של האוזן במצבי חיים יומיומיים. פרוטוקול זה מסביר הכנה של משתתפים, מיקום אלקטרודות ובדיקת איכות האות לתוצאות אמינות.

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 מומנה על ידי דויטשה Forschungsgemeinschaft (DFG, קרן המחקר הגרמנית) במסגרת תוכנית אמי-נוטר, BL 1591/1-1 - פרויקט מזהה 411333557. אנו מודים לסונג נגוין, מנואלה יגר ומריה סטולמן על עזרתם בצילום הסרטון. אנו מודים לג'ואנה סקנלון על הקריינות בסרטון.

הנוהל הכללי המשמש בפרוטוקול זה אושר על ידי ועדת האתיקה של אוניברסיטת אולדנבורג. המשתתף נתן הסכמה מדעת בכתב לפני השתתפותו.
הערה: יש להשתמש ברשתות c רק על עור לא פגום ועם משתתפים שאין להם אלרגיה לדבק שבו נעשה שימוש. יש לו שני צדדים. יש טקסט שחור מבחוץ. המשטחים המוליכים של האלקטרודות נמצאים מבפנים, והם פונים לעורו של המשתתף במהלך ההקלטה. חשוב מכך, טפל ברשתות אלה בזהירות. אין לגעת במשטחים המוליכים, אין לקפל את הרשתות, לא לכופף אותם יתר על המידה, ולהימנע מלמשוך אותם.
1. בדיקה
הערה: אם מטפלים בהן בזהירות, ניתן לעשות שימוש חוזר ברשתות c מספר פעמים. כדי להבטיח תפקוד מיטבי, בדוק שכל האלקטרודות פועלות כראוי לפני ההקלטה הבאה. בצע את אותו הליך עבור רשתות חדשות כדי לזהות בעיות פוטנציאליות (למשל, עקב בעיות בתהליך הייצור) לפני תחילת ההקלטה. ישנן מספר אפשרויות לבדיקה מהירה של בעיות (למשל, אלקטרודה שבורה).
<ol><li>אפשרות 1: מולטימטר.<ol><li>הגדר מולטימטר למדידת התנגדות.</li>
		<li>חבר פין אחד של המולטימטר לאלקטרודה ואת הסיכה השנייה למגע המתאים בקצה המחבר.</li>
		<li>בדוק אם ניתן למדוד התנגדות נמוכה (<10 kΩ) עבור כל אלקטרודה.</li>
	</ol></li>
	<li>אפשרות 2: ג'ל אלקטרודות<ol><li>השתמש בג'ל אלקטרודות כדי לגשר על כל האלקטרודות. ודא שאין רווחים בין האלקטרודות.</li>
		<li>חבר את הרשת למחבר של מגבר. כדי לראות אות, חבר את הרשת לצד עם אלקטרודות הייחוס וההארקה בהתאם לפריסת המחבר שבה נעשה שימוש.</li>
		<li>השתמש בבדיקת העכבה של המגבר. בדוק את העכבה של אלקטרודת הייחוס ואת כל שמונה אלקטרודות ההקלטה (10 אלקטרודות בסך הכל פחות אלקטרודות הקרקע והייחוס); כולם חייבים להיות בעלי עכבה נמוכה (<10 kΩ). לאחר מכן, נגבו את הג'ל.</li>
	</ol></li>
	<li>אפשרות 3: מים הערה: השתמש באפשרות זו בזהירות כדי לא לגרום נזק למים לציוד.<ol><li>טבלו את כל האלקטרודות בכוס מים, אך הקפידו לשמור על זנב הרשת יבש. לחלופין, הניחו את רשת c בצלחת מלאה במים (כאשר האלקטרודות פונות לצלחת).</li>
		<li>חבר את הרשת למחבר המגבר.</li>
		<li>השתמש בבדיקת העכבה של המגבר. בדוק את העכבה של אלקטרודת הייחוס ואת כל שמונה אלקטרודות ההקלטה (10 אלקטרודות בסך הכל פחות אלקטרודות הקרקע והייחוס); כולם חייבים להיות בעלי עכבה נמוכה (<10 kΩ). לאחר מכן, יבש את רשת c עם רקמה.</li>
	</ol></li>
</ol>2. הכנת המשתתף
הערה: עבור הקלטות באיכות גבוהה, על המשתתף להיות בעל שיער נקי ויבש, לא להשתמש במוצרי שיער (למשל, מוצרי עיצוב) או במוצרי עור, ואסור לו להתאפר. במידת האפשר, על המשתתפים לשטוף את שיערם ישירות לפני ההקלטה בשמפו עדין וניטרלי וגם לשטוף את האזורים סביב האוזניים. בקשו מהמשתתפים לציין אם אחד מצעדי ההכנה אינו נוח להם.
<ol><li>כדי להכין את המשתתף, הנסיין זקוק לגישה לאזור שמאחורי האוזן ומסביב לה. למשתתפים עם שיער ארוך יותר, השתמשו בקליפסים לשיער לגישה קלה יותר.</li>
	<li>הניחו רשת c סביב אוזנו של המשתתף כדי לראות כיצד היא מתאימה. בנוסף, בדקו אם ניתן למקם אותו סביב האוזן מבלי לגעת באוזן. ודא שזה לא נוגע בחלק האחורי של האוזן או את האונה האוזן, כמו זה יכול להיות לא נוח לאחר זמן מה. התאמה מוקדמת זו גם נותנת אינדיקציה לאזור שיכוסה ולכן יש לנקות אותו. הערה: רשתות אלה מגיעות בגודל אחד ואינן מתאימות לכל גדלי האוזניים. לאוזניים גדולות יותר, חתכו חלק מהפלסטיק סביב האלקטרודות בחלק הפנימי של ה-C בעזרת זוג מספריים קטן. שימו לב מיוחדת לא לחתוך את האלקטרודות או את הנתיב המוליך.</li>
	<li>יש למרוח טיפה קטנה של ג'ל אלקטרודה שוחקת על רקמה. השתמש בג'ל כדי לנקות את העור סביב אוזנו של המשתתף בלחץ מסוים, אך ודא שהוא נשאר נוח למשתתף. הקפידו לנקות בנדיבות את כל האזור שיכוסה.</li>
	<li>לטבול רקמה קצת אלכוהול, ולנקות את האזור מאחורי האוזן עם רקמה זו.</li>
	<li>יבשו את האזור המנוקה במגבת נקייה.</li>
	<li>לקבלת רמות גבוהות יותר של נוחות, ניתן להניח פיסת נייר דבק קטנה בצד האחורי של האוזן.</li>
	<li>חזור על כל השלבים לעיל (שלבים 2.1-2.5) עבור האוזן השנייה.</li>
</ol>3. הכנה והתאמת הרשתות
הערה: ישנן דרכים שונות לחיבור רשת c באמצעות סרט דו-צדדי. מוצגות כאן שתי אפשרויות: מדבקות בצורת c (המסופקות על ידי היצרן) המכסות את כל המשטח ומדבקות עגולות קטנות הממוקמות בנפרד סביב האלקטרודות (למשל, בעת שימוש חוזר).
<ol><li>חברו מדבקות דבק דו-צדדיות (בצורת c או מדבקות בודדות) סביב כל אלקטרודה. ודא שהמדבקות אינן מכסות את המשטח המוליך של האלקטרודות.</li>
	<li>שים טיפות קטנות (בגודל עדשים) של ג'ל אלקטרודה על כל אלקטרודה. הימנעו משימוש רב מדי בג'ל, שכן זה עלול להישפך על חומר ההדבקה ולהפחית את ההדבקה לעור. יותר מדי ג'ל יכול גם ליצור גשרים בין האלקטרודות.</li>
	<li>הסר את הכיסוי של מדבקות ההדבקה. יש למרוח מחדש את הג'ל במקרה שהוסר בשלב זה. לחלופין, הסר את הכיסוי הראשון, ומרוח את הג'ל לאחר מכן; עם זאת, זה דורש יד יציבה מאוד כדי שהג'ל לא יישפך בטעות על הדבק.</li>
	<li>בקשו מהמתלוננת להחזיק את שיערה הרחק מהאוזן כדי שלא יחסום את ההתאמה. הזיזו כל שערה מהדרך ככל האפשר, כך שהמדבקות יגעו ישירות בעור. בהתאם לקו השיער, זה לא תמיד אפשרי (למשל, כאשר יש שיער ישירות מעל האוזן).</li>
	<li>מקמו את הרשת סביב האוזן, וכאשר היא במקומה, לחצו אותה לתוך העור. הקפידו לא למקם אותו קרוב מדי לאוזן, שכן הדבר עלול להיות לא נוח למשתתף. השאירו מרווח (1 מ"מ עד 2 מ"מ) בין הרשת לצד האחורי של האוזן. בנוסף, בקשו מהמשתתף ללחוץ על האלקטרודות.</li>
	<li>חזור על כל השלבים לעיל (שלבים 3.1-3.5) עבור האוזן השנייה.</li>
	<li>הסירו את כל קליפס השיער. בזהירות להניח משקפיים או רצועות של מסכות פנים על האוזניים במידת הצורך.</li>
</ol>4. חיבור
<ol><li>חבר את המחבר למגבר. במהלך שלב זה, הימנע כיפוף מוגזם או משיכה על רשת c.</li>
	<li>חבר את אנשי הקשר למחבר. ודא שאנשי הקשר מחוברים בצד הנכון. ודא שהמגעים החשופים בחלק הפנימי של רשת c פונים למגעים במחבר. הערה: חשוב לדעת את פריסת המחבר שבו נעשה שימוש (כולל מיקום הקרקע ואלקטרודות הייחוס). בהתאם למערכת שבה נעשה שימוש, הפריסה עשויה להיות שונה. כדי לבנות מחבר, בקר https://uol.de/psychologie/abteilungen/ceegrid. עם המחבר הנכון, ניתן לחבר רשתות c לכל מגבר.</li>
	<li>כדי להחזיק את המגבר במקומו, השתמש ברצועת ראש, למשל, כדי לקבע אותו על הראש. הערה: מעבדת אולדנבורג משתמשת במגבר המובנה בתוך רמקול צוואר בשם nEEGlace. ה- nEEGlace הופך את ההתקנה לנוחה ומהירה יותר.</li>
</ol>5. בדוק את העכבה והנתונים
<ol><li>חבר את המגבר לסמארטפון (אופציונלי: מחשב נייד) באמצעות Bluetooth.</li>
	<li>בדוק את העכבה של האלקטרודות עם בדיקת העכבה של המגבר. העכבה בדרך כלל משתפרת עם הזמן (5 דקות עד 10 דקות) ואינה חייבת להיות מתחת ל-10 kΩ עבור כל אלקטרודה בהתחלה. אל תנסה לשים יותר ג'ל מתחת לאלקטרודות עם עכבה גבוהה.</li>
	<li>בדוק את אות ה- EEG. בקשו מהמשתתפים לשמוט את לסתותיהם, למצמץ ולעצום את עיניהם (פעילות אלפא). שימו לב לממצאים המתאימים ולפעילות האלפא באות. ודא שכל אלקטרודה מספקת אות טוב. אם אות ה- EEG המתקבל גרוע, הסר את הרשת, נגב את שאריות הג'ל סביב אוזנו של המשתתף והתאם ג'ל חדש.</li>
	<li>התחל להקליט.</li>
</ol>6. הסרה וניקוי
<ol><li>לאחר סיום הקלטת הנתונים, נתק את הטלפון (או המחשב הנייד) מהמגבר. נתק את הרשתות מהמגבר, והסר את המגבר מהמשתתף. הסר בעדינות את רשתות c מהמשתתף. הקפידו לא לכופף את רשת ה-c יותר מדי ולא לשלוף את שיערו של המשתתף. אפשרו למשתתפים לנקות את עצמם באמצעות רקמות או מגבת.</li>
	<li>משרים את הרשתות במים למשך מספר דקות. הם יכולים להיות שקועים לחלוטין.</li>
	<li>נתקו בזהירות את המדבקות כדי למנוע נזק. יש לשטוף את כל הג'ל שנותר. ייבשו את הרשתות באוויר ויבשו. אין לשפשף על פני השטח המוליכים של האלקטרודות.</li>
	<li>אחסן את רשתות ה- c בבטחה במקום חשוך ויבש.</li>
</ol>

<ol><li>Hölle, D., Meekes, J., Bleichner, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mobile+ear-EEG+to+study+auditory+attention+in+everyday+life%5BTitle%5D)+AND+%22Behavior+Research+Methods%22%5BJournal%5D)">Mobile ear-EEG to study auditory attention in everyday life.</a> Behavior Research Methods. 53 (5), 2025-2036 (2021).</li>
<li>Bleichner, M. G., Debener, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Concealed%2C+unobtrusive+ear-centered+EEG+acquisition%3A+cEEGrids+for+transparent+EEG%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Concealed, unobtrusive ear-centered EEG acquisition: cEEGrids for transparent EEG.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 11, 163(2017).</li>
<li>Debener, S., Emkes, R., De Vos, M., Bleichner, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unobtrusive+ambulatory+EEG+using+a+smartphone+and+flexible+printed+electrodes+around+the+ear%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Unobtrusive ambulatory EEG using a smartphone and flexible printed electrodes around the ear.</a> Scientific Reports. 5, 16743(2015).</li>
<li>Blum, S., Hölle, D., Bleichner, M. G., Debener, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pocketable+labs+for+everyone%3A+Synchronized+multi-sensor+data+streaming+and+recording+on+smartphones+with+the+lab+streaming+layer%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors%22%5BJournal%5D)">Pocketable labs for everyone: Synchronized multi-sensor data streaming and recording on smartphones with the lab streaming layer.</a> Sensors. 21 (23), 8135(2021).</li>
<li>Bleichner, M. G., Emkes, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Building+an+ear-EEG+system+by+hacking+a+commercial+neck+speaker+and+a+commercial+EEG+amplifier+to+record+brain+activity+beyond+the+lab%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Open+Hardware%22%5BJournal%5D)">Building an ear-EEG system by hacking a commercial neck speaker and a commercial EEG amplifier to record brain activity beyond the lab.</a> Journal of Open Hardware. 4 (1), 5(2020).</li>
<li>Sterr, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+EEG+derived+from+behind-the-ear+electrodes+%28cEEGrid%29+compared+to+standard+polysomnography%3A+A+proof+of+concept+study%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Sleep EEG derived from behind-the-ear electrodes (cEEGrid) compared to standard polysomnography: A proof of concept study.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 12, 452(2018).</li>
<li>Mirkovic, B., Bleichner, M. G., De Vos, M., Debener, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Target+speaker+detection+with+concealed+EEG+around+the+ear%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Target speaker detection with concealed EEG around the ear.</a> Frontiers in Neuroscience. 10, 349(2016).</li>
<li>Bleichner, M. G., Mirkovic, B., Debener, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identifying+auditory+attention+with+ear-EEG%3A+cEEGrid+versus+high-density+cap-EEG+comparison%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neural+Engineering%22%5BJournal%5D)">Identifying auditory attention with ear-EEG: cEEGrid versus high-density cap-EEG comparison.</a> Journal of Neural Engineering. 13 (6), 066004(2016).</li>
<li>Nogueira, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Decoding+selective+attention+in+normal+hearing+listeners+and+bilateral+cochlear+implant+users+with+concealed+ear+EEG%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Decoding selective attention in normal hearing listeners and bilateral cochlear implant users with concealed ear EEG.</a> Frontiers in Neuroscience. 13, 720(2019).</li>
<li>Denk, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Event-related+potentials+measured+from+in+and+around+the+ear+electrodes+integrated+in+a+live+hearing+device+for+monitoring+sound+perception%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Hearing%22%5BJournal%5D)">Event-related potentials measured from in and around the ear electrodes integrated in a live hearing device for monitoring sound perception.</a> Trends in Hearing. 22, 2331216518788219(2018).</li>
<li>Holtze, B., Rosenkranz, M., Jaeger, M., Debener, S., Mirkovic, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ear-EEG+measures+of+auditory+attention+to+continuous+speech%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Ear-EEG measures of auditory attention to continuous speech.</a> Frontiers in Neuroscience. 16, 869426(2022).</li>
<li>Segaert, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detecting+impaired+language+processing+in+patients+with+mild+cognitive+impairment+using+around-the-ear+cEEgrid+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Psychophysiology%22%5BJournal%5D)">Detecting impaired language processing in patients with mild cognitive impairment using around-the-ear cEEgrid electrodes.</a> Psychophysiology. 59 (5), e13964(2021).</li>
<li>Garrett, M., Debener, S., Verhulst, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acquisition+of+subcortical+auditory+potentials+with+around-the-ear+cEEGrid+technology+in+normal+and+hearing+impaired+listeners%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Acquisition of subcortical auditory potentials with around-the-ear cEEGrid technology in normal and hearing impaired listeners.</a> Frontiers in Neuroscience. 13, 730(2019).</li>
<li>Knierim, M. T., Berger, C., Reali, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Open-source+concealed+EEG+data+collection+for+Brain-computer-interfaces+-+neural+observation+through+OpenBCI+amplifiers+with+around-the-ear+cEEGrid+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Brain-Computer+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Open-source concealed EEG data collection for Brain-computer-interfaces - neural observation through OpenBCI amplifiers with around-the-ear cEEGrid electrodes.</a> Brain-Computer Interfaces. 8 (4), 161-179 (2021).</li>
<li>Pacharra, M., Debener, S., Wascher, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Concealed+around-the-ear+EEG+captures+cognitive+processing+in+a+visual+simon+task%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Concealed around-the-ear EEG captures cognitive processing in a visual simon task.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 11, 290(2017).</li>
<li>Wascher, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluating+mental+load+during+realistic+driving+simulations+by+means+of+round+the+ear+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Evaluating mental load during realistic driving simulations by means of round the ear electrodes.</a> Frontiers in Neuroscience. 13, 940(2019).</li>
<li>Getzmann, S., Reiser, J. E., Karthaus, M., Rudinger, G., Wascher, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+correlates+of+mental+workload+during+simulated+driving+using+cEEGrid+electrodes%3A+A+test-retest+reliability+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroergonomics%22%5BJournal%5D)">Measuring correlates of mental workload during simulated driving using cEEGrid electrodes: A test-retest reliability analysis.</a> Frontiers in Neuroergonomics. 2, 729197(2021).</li>
<li>Somon, B., Giebeler, Y., Darmet, L., Dehais, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Benchmarking+cEEGrid+and+solid+gel-based+electrodes+to+classify+inattentional+deafness+in+a+flight+simulator%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroergonomics%22%5BJournal%5D)">Benchmarking cEEGrid and solid gel-based electrodes to classify inattentional deafness in a flight simulator.</a> Frontiers in Neuroergonomics. 2, 802486(2022).</li>
<li>Hölle, D., Blum, S., Kissner, S., Debener, S., Bleichner, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+audio+processing+of+real-life+soundscapes+for+EEG+analysis%3A+ERPs+based+on+natural+sound+onsets%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroergonomics%22%5BJournal%5D)">Real-time audio processing of real-life soundscapes for EEG analysis: ERPs based on natural sound onsets.</a> Frontiers in Neuroergonomics. 3, 793061(2022).</li>
<li>Cohen, M. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+tutorial+on+generalized+eigendecomposition+for+denoising%2C+contrast+enhancement%2C+and+dimension+reduction+in+multichannel+electrophysiology%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">A tutorial on generalized eigendecomposition for denoising, contrast enhancement, and dimension reduction in multichannel electrophysiology.</a> NeuroImage. 247, 118809(2022).</li>
<li>Meiser, A., Bleichner, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ear-EEG+compares+well+to+cap-EEG+in+recording+auditory+ERPs%3A+A+quantification+of+signal+loss%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neural+Engineering%22%5BJournal%5D)">Ear-EEG compares well to cap-EEG in recording auditory ERPs: A quantification of signal loss.</a> Journal of Neural Engineering. 19 (2), (2022).</li>
<li>Polich, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Updating+P300%3A+An+integrative+theory+of+P3a+and+P3b%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Updating P300: An integrative theory of P3a and P3b.</a> Clinical Neurophysiology. 118 (10), 2128-2148 (2007).</li>
<li>Kidmose, P., Looney, D., Mandic, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Auditory+evoked+responses+from+ear-EEG+recordings%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+Annual+International+Conference+of+the+IEEE+Engineering+in+Medicine+and+Biology+Society%2C+EMBS%22%5BJournal%5D)">Auditory evoked responses from ear-EEG recordings.</a> Proceedings of the Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, EMBS. , 586-589 (2012).</li>
<li>Looney, D., Goverdovsky, V., Rosenzweig, I., Morrell, M. J., Mandic, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wearable+in-ear+encephalography+sensor+for+monitoring+sleep+preliminary+observations+from+nap+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+the+American+Thoracic+Society%22%5BJournal%5D)">Wearable in-ear encephalography sensor for monitoring sleep preliminary observations from nap studies.</a> Annals of the American Thoracic Society. 13 (12), 2229-2233 (2016).</li>
<li>Kappel, S. L., Makeig, S., Kidmose, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ear-EEG+forward+models%3A+Improved+head-models+for+ear-EEG%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Ear-EEG forward models: Improved head-models for ear-EEG.</a> Frontiers in Neuroscience. 13, 943(2019).</li>
<li>Meiser, A., Tadel, F., Debener, S., Bleichner, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+sensitivity+of+ear-EEG%3A+Evaluating+the+source-sensor+relationship+using+forward+modeling%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Topography%22%5BJournal%5D)">The sensitivity of ear-EEG: Evaluating the source-sensor relationship using forward modeling.</a> Brain Topography. 33 (6), 665-676 (2020).</li>
<li>Knierim, M. T., Berger, C., Reali, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Open-source+concealed+EEG+data+collection+for+brain-computer-interfaces%5BTitle%5D)+AND+%22arXiv%22%5BJournal%5D)">Open-source concealed EEG data collection for brain-computer-interfaces.</a> arXiv. , (2021).</li>
<li>Aseem, A., Hussain, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Circadian+variation+in+cognition%3A+a+comparative+study+between+sleep-disturbed+and+healthy+participants%5BTitle%5D)+AND+%22Biological+Rhythm+Research%22%5BJournal%5D)">Circadian variation in cognition: a comparative study between sleep-disturbed and healthy participants.</a> Biological Rhythm Research. 52 (4), 636-644 (2019).</li>
<li>Basinou, V., Park, J. -S., Cederroth, C. R., Canlon, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Circadian+regulation+of+auditory+function%5BTitle%5D)+AND+%22Hearing+Research%22%5BJournal%5D)">Circadian regulation of auditory function.</a> Hearing Research. 347 (3), 47-55 (2017).</li>
</ol>

המחברים אינם מדווחים על ניגוד עניינים.

מסופק כאן פרוטוקול להקלטות אוזניים-EEG עם רשתות c. ביצוע השלבים של פרוטוקול זה מבטיח הקלטות באיכות גבוהה. בפסקאות הבאות, מתבצעת השוואה עם cap-EEG, נדונים השלבים הקריטיים ביותר בפרוטוקול יחד עם כמה המלצות לשיטות עבודה מומלצות, וכמה שינויים נדונים.
השוואה בין רשתות c ל-cap-EEG ו-EEG בתוך האוזן רשת c מאפשרת הקלטה לא פולשנית של פעילות המוח במסגרות חיי היומיום ומתאימה היטב להקלטות ארוכות יותר. יש לו מספר יתרונות בהשוואה ל- cap-EEG. ראשית, בשל משקלו, נוחותו וראייתו הנמוכה, הוא בקושי מגביל את המשתתפים בפעילויות היומיומיות שלהם1. שנית, ניתן לענוד אותו לפרקי זמן ממושכים - יותר מ-11 שעות במחקר אחד 6 - מבלי שהאלקטרודות ייפלומ-1,3,6, מכיוון שהן אטומות על ידי מדבקות הדבק. על החיסרון, רשת c מכסה רק חלק קטן משטח של cap-EEG, ולכן, לא יכול להחליף cap-EEG לכל מטרה. עם זאת, במקרים שבהם יש צורך בפתרון קל משקל, לא פולשני, מהיר להתקנה ומוגבל באופן מינימלי (למשל, במקום העבודה), רשתות c יכולות לספק מידע עצבי רלוונטי.
השוואת התוצאות בין המשתתפים עשויה להיות קשה יותר עבור רשתות c בהשוואה ל- cap-EEG. עבור cap-EEG, לעתים קרובות המערכת הבינלאומית 10-20 משמשת כדי להקל על השוואת התוצאות בין מחקרים ובין משתתפים עם גדלי ראש שונים. במערכת זו, האלקטרודות ממוקמות ביחס לציוני דרך אנטומיים ספציפיים (כלומר, הנאסיון והאיניון מלפנים ומאחור והאוזניים משמאל לימין). בפועל, גדלים שונים של כובעים משמשים כדי להסביר גדלים שונים של הראש ובכך להעריך את מיקום האלקטרודה האופטימלי. לא ניתן לשלב בקלות את רשת c במערכת זו משתי סיבות. ראשית, אלה זמינים כיום בגודל אחד, ובכך, לכסות פחות או יותר שטח בהתאם לגודל הראש. שנית, צורת האוזן משפיעה על מיקום הרשתות. באופן כללי, שתי האלקטרודות העליונות ביותר יהיו ישירות מעל האוזן, אך בהתאם לצורת האוזן, הן עשויות להיות מוטות יותר לחזית או לאחור. לא ידוע לנו על שום מחקר שבדק אם התזוזות האלה במיקומי האלקטרודות גדולות מספיק כדי להיות רלוונטיות.
גישה נוספת למדידת ear-EEG היא למקם את האלקטרודות בתוך האוזן, למשל, בתעלת האוזן החיצונית או בקונצ'ה23,24,25. גישה כזו מציעה ראות נמוכה אף יותר מרשת c אך מובילה להקלטת אותות עם אמפליטודות נמוכות יותר בשל המרחקים הקטנים בין האלקטרודות26.
השלבים הקריטיים ביותר EEG בכלל, ובמיוחד EEG ממוקד אוזניים נייד, נותרה טכנולוגיה מאתגרת. לכן, הכנה זהירה של המשתתף ומיקום של רשתות הוא חיוני כדי להבטיח איכות נתונים טובה לאורך זמן. התכשיר מתחיל בשיער ובעור של המשתתפים. השיער והעור סביב האוזן צריכים להיות שטף ומיובש. בנוסף לכך, הנסיין צריך לנקות בזהירות את האזור סביב האוזן עם ג'ל שוחק ואלכוהול ולוודא כי הרשתות מחוברות היטב עם מדבקות דבק. שלבים אלה חשובים ויש לבצעם בקפידה כדי להבטיח הידבקות טובה של אלקטרודה-עור ועכבה נמוכה לתקופות ארוכות יותר. ניקוי העור במיוחד יכול לעשות את ההבדל בין הקלטה מוצלחת להקלטה לא מוצלחת.
עם זאת, גם עם טיפול נאות, העכבה לאלקטרודות בודדות עדיין עשויה להיות גרועה מיד לאחר מיקום האלקטרודות. באופן כללי, ממשק האלקטרודה-עור מתייצב עם הזמן, ולעתים קרובות אנו רואים כי העכבה פוחתת תוך 5 דקות עד 15 דקות. אם איכות האות נשארת ירודה, מומלץ להסיר לחלוטין את הרשתות, לנגב כל ג'ל שיורי סביב אוזנו של המשתתף, ולהתאים אחד חדש. זה מהיר יותר להתאים אחד חדש לעומת ניקוי והכנת הרשת שהוסרה בעבר. לא מומלץ להוסיף ג'ל אלקטרודות לאלקטרודות בודדות לאחר התקנת הרשת, שכן הדבר עלול לפגוע בחוזק ההדבקה של המדבקות ואף להוביל לגישור בין האלקטרודות השכנות.
לאחר הצבת הרשת וכאשר העכבה של האלקטרודות נמוכה, הקלטת הנתונים יכולה להתחיל. עבור הקלטות ארוכות יותר (>1 שעות), יש לבצע בדיקת איכות נתונים קצרה בהתחלה. לדוגמה, משימה מוזרה שמיעתית בת 3 דקות מודגמת במחקר זה, אשר ניתן לערוך ולנתח במהירות כדי להבטיח איכות אות טובה.
במקרים מסוימים, הקלטה עם c-grid עשויה שלא להיות אפשרית כלל, כגון כאשר הרשת קטנה מדי עבור האוזן (גם לאחר החיתוך) או כאשר קו השיער קרוב מדי לאוזן, כלומר הרשת אינה נדבקת לעור. אם הרשת "מרחפת" מעל חלק מהשיער, החוקרים לא יכולים לצפות לנתונים באיכות גבוהה.
פתרון בעיות עכבה ו/או אות רעים כדי למנוע בעיות אלה, זה הכרחי כי העור הוא ניקה בקפידה לפני ההתאמה. בנוסף, יש להקפיד לבדוק את הפונקציונליות של כל אלקטרודה לפני ההתאמה. לדוגמה, יש לבדוק כי הרשת מחוברת כראוי למחבר וכי לכל אלקטרודה יש מגע מוצק עם העור ולאחר מכן לחכות כמה דקות עד העכבה ואת האות לשפר. כדי לבדוק עוד יותר את הפונקציונליות לאחר ההתאמה, יש ללחוץ על האלקטרודות הבודדות, ולבדוק את האות המתקבל. אם האות המתאים של כל אלקטרודה מראה תגובה, האלקטרודה היא פונקציונלית באופן עקרוני. אם כל השלבים הנ"ל לא עוזרים, יש להסיר את הרשת, לנגב את שאריות הג'ל סביב אוזנו של המשתתף, ולהתאים אחד חדש.
מצבים ללא אות ראשית, יש לוודא שהרשת מחוברת כראוי למגבר, כמו גם לוודא שמחבר הרשת אינו הפוך. יהיה אות רק אם הקרקע ואלקטרודות הייחוס מחוברות; אם הקרקע וההפניה יהיו משמאל, מימין או משני הצדדים תלויה במחבר.
האות מחמיר במהלך ההקלטה יכולות להיות מספר סיבות לבעיה זו שיש לטפל בהן. ראשית, ייתכן שחלק מהאלקטרודות נותקו מהעור. זה יכול לקרות כאשר הדבק נפגע על ידי שרידי ג'ל האלקטרודה, על ידי שיער מתחת לאלקטרודות, או עקב הפרעה של המשתתף (למשל, שריטה סביב האוזן או התאמת משקפיים). שנית, ייתכן שיש בעיות בחיבור בין הרשת למגבר (כלומר, ייתכן שהרשת נשלפה מהמגבר, או שמיקומה השתנה). לבסוף, ייתכן שהרשת ספגה נזק במהלך השימוש. זה יכול לקרות אם הזנב של רשת c כפוף חזק מדי.
ערוצים המציגים אותות זהים במקרה זה, האלקטרודות מגושרות. יש להסיר את הרשת, לנגב את שאריות הג'ל סביב אוזנו של המשתתף, ולהתאים אחד חדש. כמו כן, יש להקפיד להשתמש רק בטיפות בגודל עדשים של אלקטרודה על כל אלקטרודה, כדי למנוע גישור.
משתתפים המדווחים כי השיבוץ אינו נוח הסיבה הנפוצה ביותר לירידה בנוחות היא שהרשת ממוקמת קרוב מדי לחלק האחורי של האוזן. יש להקפיד להשאיר 1 מ"מ עד 2 מ"מ בין רשת c לצד האחורי של האוזן. פיסת סרט קטנה המחוברת מאחורי האוזן מסייעת להגביר את הנוחות.
שינויים בשיטה רשת c מגיעה בגודל אחד. עם זאת, הוא מאפשר גמישות מסוימת לגבי גודלו. על ידי חיתוך הפלסטיק של הצד הפנימי, ניתן להקטין את הגודל כך שיתאים לאוזניים גדולות יותר. יש להקדיש תשומת לב מיוחדת כדי לא לחתוך את האלקטרודות או את הנתיבים המוליכים.
בהתאם למגבר המשמש ולתרחיש ההקלטה, ישנן דרכים שונות למקם את המגבר על הגוף. האורך הקבוע של זנב הרשת והעובדה שהוא מצביע אופקית הרחק מהאוזן מגביל את המיקומים האפשריים להצבת מחבר המגבר. יצרנים שונים מספקים כבלי מתאם המחברים את הרשת למגבר ספציפי (נייד או מבוסס מעבדה). פתרונות שונים הוצעו להצבת המגבר; חלק מהחוקרים משתמשים ברצועת ראש3, בעוד שאחרים משלבים אותהב-basecap 27. לניסויים קצרים יותר, סרט ראש מתאים. לניסויים ארוכים יותר, ניתן להדביק את המגבר לבגדים6 או לגוף2, לאחסן אותו ברצועות בהתאמה אישית, להדביק לאוזניות הנלבשות סביב הצוואר1, או להדביק אותו למגן צוואר המשמש בדרך כלל לאופני הרים. פיתחנו אב טיפוס המשלב רמקול צוואר (להצגת גירויים שמיעתיים) עם מגבר EEG נייד ומחברים לרשת c (הוראות בנייה ניתן למצוא כאן: https://github.com/mgbleichner/nEEGlace). השתמשנו בגישה זו בהצלחה במחקר שנערך לאחרונה (בהכנה) שבו רשמנו את ה-ear-EEG במשך 4 שעות בזמן שהמשתתפים עבדו במשרד.
יישומים עתידיים רשת c היא כלי מבטיח להקלטות ארוכות טווח בחיי היומיום. לדוגמה, אפשר להשתמש בו כדי לחקור עיבוד קול בחיי היומיום1. עם הקלטות ארוכות טווח, וריאציות צירקדיות בקוגניציה ובתפקוד השמיעה יכולות להיחקר גם28,29. למטרות אבחון, הרשת יכולה לשמש לניטור ארוך טווח של התקפים אפילפטיים2, היערכות שינה6, או למדידת קשב למכשירי שמיעה 7,11.
מסקנה פרוטוקול זה מצייד באופן מקיף את החוקרים בניסויים ברשתות c אלה במעבדה ומחוצה לה. אם החוקרים יפעלו לפי פרוטוקול זה ויבצעו בקפידה את השלבים, כולל החשובים ביותר, כגון ניקוי העור והתאמת רשת ה-c, הם יכולים לצפות לנתונים באיכות גבוהה עבור ניסויי ה-EEG שלהם באוזן.

באמצעות אלקטרואנצפלוגרפיה ניידת של האוזן (EEG), ניתן לרשום את פעילות המוח בחיי היומיום, וניתן לקבל תובנות חדשות על עיבוד עצבי מעבר למעבדה1. כדי להתאים לחיי היומיום, מערכת אוזניים-EEG ניידת צריכה להיות שקופה, לא פולשנית, קלה לשימוש, סובלנית לתנועה ונוחה ללבישה אפילו למשך מספר שעות2. רשת c (נמכרת תחת השם cEEGrid), מערכת ear-EEG בצורת c, שואפת לעמוד בדרישות אלה כדי למזער את ההפרעה להתנהגות הטבעית. הרשת מורכבת מ-10 אלקטרודות Ag/AgCl המודפסות על חומר Flexprint3. בשילוב עם מגבר ממוזער ונייד וסמארטפון לאיסוף נתונים4,5, רשתות אלה יכולות לשמש לאיסוף נתוני EEG לאוזן במשך יותר מ-8 שעות 1,6.
מספר מחקרים שנערכו במעבדה הראו את הפוטנציאל של רשתות c לחקר תהליכים שמיעתיים וקוגניטיביים אחרים. רשתות C שימשו בהצלחה לפענוח קשב שמיעתי עם דיוקים מעל רמת הסיכוי 7,8,9,10,11. Segaert et al.12 השתמשו במערכים אלה כדי לכמת ליקויי שפה במטופלים עם פגיעה קוגניטיבית קלה. Garrett et al.13 הראו כי מערכים אלה יכולים ללכוד פוטנציאלים מוחיים שמיעתיים שמקורם בגזע המוח. מלבד המחקר המתמקד בתחום השמיעתי, Knierim et al.14 השתמשו ברשתות כדי לחקור חוויות זרימה (כלומר, תחושה של מעורבות מוחלטת במשימה), כפי שנמדדו על ידי שינויים בכוח אלפא. לבסוף, Pacharra et al.15 השתמשו ברשתות אלה למשימה חזותית. כל המחקרים מבוססי המעבדה הללו מציגים את התהליכים הקוגניטיביים השונים שניתן ללכוד באמצעות רשתות אלה.
רשתות אלה יכולות לשמש גם להקלטות EEG מחוץ למעבדה, כפי שהודגם על ידי מספר מחקרים. לדוגמה, מערכים אלה שימשו להערכת עומס מנטלי בסימולטור נהיגה 16,17 ולחקר חירשות לא קשובה, אי-תפיסה של צלילי אזעקה קריטיים, בסימולטור טיסה18. הרשתות מבטיחות במיוחד להקלטות ארוכות טווח, כגון ניטור ארוך טווח של התקפים אפילפטיים2 והיערכות שינה6. Hölle et al.1 השתמשו ברשתות אלה כדי למדוד תשומת לב שמיעתית במהלך יום במשרד במשך 6 שעות. לסיכום, כל המחקרים הללו מדגישים את הפוטנציאל שלהם לחקור תהליכים מוחיים שונים במעבדה ומחוצה לה.
כל רישום EEG דורש הכנה קפדנית כדי להשיג תוצאות תקפות. זה חשוב במיוחד עבור יישומים ניידים שבהם ניתן לצפות יותר חפצים מאשר במעבדה בשל התנועה של המשתתף. כדי להבטיח תוצאות אופטימליות, יש צורך בשלבי הכנה ספציפיים. אנו מציינים את השלבים הקריטיים בהכנת הרשתות, הכנת המשתתף לאיסוף נתונים, והתאמת וחיבור הרשתות להקלטות EEG. אנו מצביעים על טעויות פוטנציאליות ומציגים דוגמאות לאיכות נתונים ירודה כאשר הקובץ המצורף אינו תקין. לבסוף, מוצגות תוצאות מייצגות של משימת כדור מוזר המנוגן בפסנתר.

<table><tbody><tr><td>ג'ל שוחק: Abralyt HiCl</td><td>easycap GmbH, גרמניה</td><td></td><td></td></tr><tr><td>אפליקציית AFEx</td><td>אוניברסיטת אולדנבורג, גרמניה</td><td></td><td>להקלטת הנתונים המופתית שלנו, קוד פתוח: https://zenodo.org/record/5814670#.Y0AavXZByUk</td></tr><tr><td></td><td>Alcohol Carl Roth GmbH + Co. KG, גרמניה</td><td></td><td>70% איזופרופנול, 30% מים מזוקקים</td></tr><tr><td>c-grid: cEEGrid</td><td>TSMI, Oldenzaal, הולנד</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מחבר cEEGrid</td><td>אוניברסיטת אולדנבורג, גרמניה</td><td></td><td>בונה</td></tr><tr><td>אפליקציית רכישת EEG: Smarting</td><td>mBrainTrain, סרביה</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Matlab</td><td>The MathWorks, Inc., ארה"ב</td><td></td><td>משמש לניתוח נתונים ויצירת הדמויות</td></tr><tr><td>קלטת רפואית: Leukosilk</td><td>BSN medical GmbH, גרמניה</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מגבר EEG נייד: Smarting MOBI</td><td>mBrainTrain, סרביה</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Multimeter</td><td>PeakTech Pr&uuml; f- und Messtechnik GmbH, גרמניה</td><td></td><td>מכשיר אופציונלי לבדיקת פונקציונליות של אלקטרודות</td></tr><tr><td>nEEGlace</td><td>אוניברסיטת אולדנבורג, גרמניה</td><td></td><td>רמקול צוואר עם מגבר EEG משולב (Smarting, mBrainTrain, סרביה) ומחברי cEEGrid</td></tr><tr><td>מגבוני נייר&nbsp;</td><td>-</td><td></td><td></td></tr><tr><td>הקלט אפליקציה</td><td>אוניברסיטת אולדנבורג, גרמניה</td><td></td><td>להקלטת הנתונים המופתית שלנו, קוד פתוח: https://github.com/NeuropsyOL/Pocketable-Labs</td></tr><tr><td>סמארטפון: Google Pixel 3a&nbsp;</td><td>Google LLC, ארה"ב</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Yahama Digital Piano P-35</td><td>Hamamatsu, יפן</td><td></td><td>על הקלטת הנתונים המופתית שלנו</td></tr></tbody></table>

רישום פעילות המוח באמצעות אלקטרואנצפלוגרפיה של האוזן

Recording Brain Activity with Ear-Electroencephalography

רשת c (אלקטרואנצפלוגרפיה של האוזן, נמכרת תחת השם cEEGrid) היא מערך אלקטרודות לא בולט ונוח שיכול לשמש לחקר פעילות המוח לאחר הצמדה סביב האוזן. רשת c מתאימה לשימוש מחוץ למעבדה לפרקי זמן ארוכים, אפילו לכל היום. ניתן לחקור תהליכים קוגניטיביים שונים באמצעות רשתות אלה, כפי שהראו מחקרים קודמים, כולל מחקר מעבר למעבדה. כדי להקליט נתוני אוזניים-EEG באיכות גבוהה, יש צורך בהכנה זהירה. בפרוטוקול זה אנו מסבירים את השלבים הדרושים ליישומו המוצלח. ראשית, כיצד לבדוק את הפונקציונליות של הרשת לפני הקלטה מוצגת. שנית, תיאור מסופק על איך להכין את המשתתף וכיצד להתאים את c-grid, שהוא הצעד החשוב ביותר להקלטת נתונים באיכות גבוהה. שלישית, מתווה מסופק כיצד לחבר את הרשתות למגבר וכיצד לבדוק את איכות האות. בפרוטוקול זה, אנו מפרטים המלצות וטיפים של שיטות עבודה מומלצות שהופכים הקלטות c-grid למוצלחות. אם החוקרים פועלים לפי פרוטוקול זה, הם מצוידים באופן מקיף לניסויים עם רשת c הן במעבדה והן מחוצה לה.

כאשר עוקבים אחר פרוטוקול זה, העכבה של כל אלקטרודה היא בדרך כלל מתחת ל-10 kΩ או מתקרבת לערך זה כמה דקות לאחר הצבת הרשת (איור 1), מה שמעיד על מגע טוב בין אלקטרודה לעור. יש לציין כי העכבה עדיין עשויה להשתפר תוך שעתיים לאחר התאמתה.
איור 2 מדגים אותות EEG שונים שאינם מעובדים. איור 2A ממחיש כיצד הנתונים נראים כאשר לא נעשה שימוש בג'ל. ג'ל מוליך נדרש, והרשת אינה פועלת כראוי ללא שימוש בג'ל. אם משתמשים ביותר מדי ג'ל, ניתן לגשר על האלקטרודות. הנתונים עבור תרחיש זה מוצגים באיור 2B. אלקטרודות מגושרות מראות בדיוק את אותו האות. כאשר ההכנה וההתאמה מבוצעות בקפידה, ניתן לצפות לנתונים איכותיים, כפי שהם מוצגים באיור 2C.
איור 3 ממחיש את הפרוצדורה והנתונים מפרדיגמת פוטנציאל הקשורה לאירוע מופתי (ERP) (משימת כדור מוזר) עם משתתף אחד. איור 3A ממחיש את הפרדיגמה. באופן ספציפי, הנסיין ניגן רצף מוגדר מראש של שני תווים שונים על הפסנתר (C האמצעי וה- G האמצעי). אמצע C הושמע לעתים קרובות (328 פעמים), ו- G האמצעי ניגן לעתים רחוקות (78 פעמים); המשתתף היה צריך לספור את ההערות הנדירות. אפליקציית הקוד הפתוח AFEx רשמה את ערכות הטון, עוצמת הקול (RMS) והתוכן הספקטרלי (PSD) עבור כל הצלילים. אפליקציית Record-A הקליטה במקביל את התכונות האקוסטיות ואת EEG4. בניתוחים נבדלו צלילים נדירים ותכופים על סמך צפיפות הספקטרלית של ההספק (PSD; ראו Hölle et al.19 לפרטים). נתוני ה-EEG היו מסוננים במעבר גבוה ב-0.1 הרץ ומעבר נמוך מסונן ב-25 הרץ. מסנן מרחבי חושב על ידי שימוש בפירוק eigenvector כללי, אשר ממקסם את אות העניין20. באיור 3B,C, ניתן לראות את ה-ERP המתקבל עם רכיבים אופייניים של עיבוד שמיעתי, כגון N1 עבור שני הצלילים וה-P3 עבור הטון הנדיר שהיה צריך לספור. תוצאות אלה עולות בקנה אחד עם מחקרים קודמים של כדורים מוזרים הן עם רשתות c 1,3 והן עם cap-EEG21,22.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64897/64897fig01.jpg"> איור 1: דוגמה לעכבה טובה. כל הערכים הם בקילואוהם (kΩ). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64897/64897fig01large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64897/64897fig02.jpg"> איור 2: איור של אותות לא מעובדים בעלי איכויות שונות. (A) דוגמה ל-10 שניות של נתונים כאשר לא נעשה שימוש כלל בג'ל אלקטרודה. (B) דוגמה ל-10 שניות של נתונים בעת גישור על האלקטרודות. (C) דוגמה ל-10 שניות של נתונים טובים שנרכשו במעבדה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64897/64897fig02large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64897/64897fig03.jpg"> איור 3: תוצאות מפרדיגמת פוטנציאל הקשורה לאירוע (ERP) (משימת כדור מוזר) עם משתתף אחד. (A) סקירה כללית של הפרדיגמה. המשתתף הקשיב לרצף של צלילים שנוגנו על פסנתר והיה צריך לספור את הנדיר. הסמארטפון הקליט במקביל את ה-EEG והתכונות האקוסטיות (B) ERPs של כל ערוצי c-grid. קיצורים: REF = אלקטרודת ייחוס; DRL = אלקטרודה קרקעית. (C) ERP מבוסס על המסנן המרחבי המוצג בפינה השמאלית העליונה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64897/64897fig03large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.</a>

מוצג כאן הנוהל לשימוש ברשת c (אוזניים-אלקטרואנצפלוגרפיה, הנמכרת תחת השם cEEGrid) לרישום פעילות המוח במעבדה ומחוצה לה לפרקי זמן ממושכים. פרוטוקול זה מתאר כיצד להגדיר מערכים אלה וכיצד להקליט את פעילות המוח באמצעותם.

The c-grid (ear-electroencephalography, sold under the name cEEGrid) is an unobtrusive and comfortable electrode array that can be used for investigating ...

היי, אני מרטין בליכנר מהקבוצה לנוירופיזיולוגיה של חיי היומיום באוניברסיטת אולדנבורג. אנו משתמשים ב-cEEGrid כדי לחקור תהליכים מוחיים מעבר למעבדה. היתרון הגדול של cEEGrid הוא שאתה יכול להקליט EEG בחיי היומיום.המטרה של פרוטוקול זה היא לעזור לך לקבל נתוני אוזניים-EEG באיכות גבוהה. אנו מראים כיצד להשתמש ב- cEEGrid כדי להשיג תוצאות אופטימליות, כיצד מכינים את ה- cEEGrids, כיצד המשתתף מוכן וכיצד ניתן לבצע את ההקלטה. ל- cEEGrid יש שני צדדים.יש טקסט שחור מבחוץ. המשטחים המוליכים של האלקטרודות נמצאים מבפנים והם פונים לעורו של המשתתף במהלך ההקלטה. טפל ב- cEEGrids בזהירות.אין לגעת במשטחים המוליכים, אין לכופף יתר על המידה את cEEGrids, ולהימנע מלמשוך עליהם. כדי לוודא שה- cEEGrids שלך מתפקדים, אנו ממליצים לבדוק אותם לפני ההקלטה. cEEGrids שכבר בשימוש ניתן גם לעשות שימוש חוזר שוב.כדי לבדוק כל אלקטרודה, אתה יכול להשתמש במספר מטרים. התחל על ידי הגדרת המולטימטר למדידת התנגדות, ולאחר מכן חבר פין אחד של המולטימטר לאלקטרודת cEEGrid, ואת הסיכה השנייה למגע המתאים ב- cEEGrid. בדוק אם אתה מודד התנגדות.לחלופין, ניתן להשתמש בג'ל אלקטרודות כדי לגשר על כל האלקטרודות cEEGrid. ודא שאין רווחים בין האלקטרודות. לאחר גישור האלקטרודות, חבר את ה- cEEGrid למחבר המגבר.כדי לראות אות, עליך לחבר את ה- cEEGrid לצד שבו יש לך את האלקטרודה הייחוסית וההארקה שלך בהתאם לפריסת המחבר. בדוק אם אתה רואה עכבה נמוכה עבור כל האלקטרודות. אתה אמור לראות שמונה אלקטרודות הקלטה מאירות.לאחר מכן נגב את הג'ל. להקלטות אופטימליות, על המשתתפים להיות בעלי שיער נקי ויבש ללא כל מוצר. כדי להכין את המשתתף, אתה צריך גישה לאזור מאחורי האוזן ומסביב לה.לשיער ארוך יותר, השתמשי בקליפסים לשיער לגישה קלה יותר. יש להניח cEEGrid סביב אוזנו של המשתתף כדי לראות כיצד הוא מתאים. כמו כן, בדקו אם ניתן למקם אותו סביב האוזן מבלי לגעת באוזן.cEEGrid לא צריך לגעת בחלק האחורי של האוזן או את האונה האוזן, כמו זה יכול להיות לא נוח לאחר זמן מה. שיפוץ זה גם נותן אינדיקציה לאזור שיכוסה על ידי ה- cEEGrid, ויש לנקות אותו לאחר מכן. cEEGrids מגיעים בגודל אחד וייתכן שלא יתאימו לכל גדלי האוזניים.לאוזניים גדולות יותר, חתכו חלק מהפלסטיק סביב האלקטרודות בחלק הפנימי של ה-C בעזרת זוג מספריים קטן. הקדישו תשומת לב מיוחדת לא לחתוך לתוך האלקטרודות ולא את הנתיבים מוליכים. השתמשו בג'ל אלקטרודות שוחק כדי לנקות את העור סביב אוזנו של המשתתף עם מעט לחץ, אך וודאו שהוא נשאר נוח למשתתף.הקפידו לנקות את כל האזור, אשר יכוסה על ידי cEEGrid, בנדיבות. בקשו מהמשתתפים לציין אם אחד משלבי ההכנה הופך להיות לא נוח עבורם. לאחר החלת הג'ל, לנקות את האזור מאחורי האוזניים עם אלכוהול.לאחר מכן ייבשו אותו במגבת נקייה. ניקוי העור יכול לעשות את ההבדל בין הקלטה מוצלחת להקלטה לא מוצלחת. כאפשרות נוספת, אתה יכול גם למקם פס קטן של סרט רפואי מאחורי האוזן עבור רמות גבוהות יותר של נוחות.חברו את מדבקות ההדבקה הדו-צדדיות סביב כל אלקטרודה. ודא שהמדבקות אינן מכסות את משטח החיבור של האלקטרודות. לאחר מכן לשים כמויות קטנות של ג'ל אלקטרודה בערך בגודל של עדשים על כל אלקטרודה.הימנעו משימוש רב מדי בג'ל, שכן זה עלול להישפך על חומר ההדבקה ולהפחית את ההידבקות לעור. יותר מדי ג'ל יכול גם ליצור גשרים בין האלקטרודות. הסר את מדבקות ההדבקה.יש למרוח מחדש את הג'ל במקומות שבהם הוא הוסר במהלך שלב זה. בקשו מהמשתתף להחזיק את שיערו הרחק מהאוזניים, כך שלא יחסים את ההתאמה. הזיזו כל שערה מהדרך ככל האפשר, כך שהמדבקות יגעו ישירות בעור.בהתאם לקו השיער, זה לא תמיד אפשרי עבור השיער ישירות מעל האוזן. מקמו את ה-cEEGrid סביב האוזן, וכאשר הוא במקומו, לחצו אותו לתוך העור. הקפידו לא למקם את ה-cEEGrid קרוב מדי לאוזן, שכן הדבר עלול להיות לא נוח עבור המשתתף.השאירו קצת מקום, מילימטר אחד או שניים, בין cEEGrid לבין הצד האחורי של האוזן. כמו כן, בקשו מהמשתתף ללחוץ על האלקטרודות. הסירו את כל קליפס השיער.כעת ניתן גם להניח בזהירות משקפיים או את רצועות מסכות הפנים על האוזניים, במידת הצורך. חזור על הליך זה עבור האוזן השנייה. לסיכום, ראשית, לנקות את העור עם ג'ל שוחקים.שנית, לנקות את העור עם אלכוהול. שלישית, לשפשף יבש עם מגבת נקייה. חלק מה-cEEGrids מגיעים גם עם מדבקות מחוברות מראש בצורת C, כפי שמוצג כאן.ההליך נשאר זהה. הוסיפו טיפות קטנות של ג'ל אלקטרודות לכל אלקטרודה והסירו את המדבקה בצורת C. שוב, מקם את ה- cEEGrid סביב האוזן שלהם, וכאשר הוא במקומו, לחץ אותו על העור.אם ה- cEEGrid אינו נדבק היטב, או שאיכות האות ירודה, אנו ממליצים להסיר את ה- cEEGrid, לנגב את שאריות הג'ל סביב אוזנו של המשתתף ולהתאים cEEGrid חדש. בשלב הבא, אנו מחברים את cEEGrids למגבר. חבר את המחבר למגבר ה- EEG הנייד.לאחר מכן חבר את cEEGrids למחבר. ניתן לחבר את cEEGrid לכל מגבר עם המחבר הנכון. ודא שאתה יודע את פריסת המחבר, כולל מיקום ההארקה ואלקטרודות הפניה.כדי להחזיק את המגבר במקום, אתה יכול להשתמש ברצועת ראש, למשל. לחלופין, אנו משתמשים כאן במגבר המובנה בתוך רמקול צוואר, אותו אנו מכנים nEEGlace. ה- nEEGlace הופך את ההתקנה לנוחה ומהירה יותר.בזמן החיבור, הימנע מכיפוף מוגזם של ה- cEEGrids או משיכת ה- cEEGrid. שים לב שאתה מחבר את הצד הימני של cEEGrids למחבר. לאחר שתתחבר לטלפון החכם או למחשב הנייד שלך, בדוק את עכבת האלקטרודות.העכבה תשתפר בדרך כלל עם הזמן ואינה צריכה להיות מתחת ל-10 קילואוהם עבור כל אלקטרודה בהתחלה. לאחר מכן, בדוק בקצרה את אות ה- EEG. בקשו מהמשתתפים לשמוט את לסתותיהם, למצמץ ולעצום את עיניהם תוך כדי צפייה באותות ה-EEG המתאימים.אם הכל עובד עד לנקודה זו, אתה מוכן להתחיל את הניסוי שלך ולאסוף נתונים. לאחר סיום הקלטת הנתונים, נתק את ה- cEEGrids מהמגבר והסר את המגבר. הסר בעדינות את cEEGrids מהמשתתף.הקפד להימנע מכיפוף cEEGrid יותר מדי או משיכת השיער של המשתתף שלך. כדי לנקות את cEEGrids, השרו אותם במים למשך מספר דקות, ולאחר מכן נתקו בזהירות את מדבקות הדבק, ושטפו את כל ג'ל האלקטרודות שנותר. שוב, היזהרו לא לגרד את החומר.לאחר ייבוש ה-cEEGrids, ניתן לעשות בהם שימוש חוזר שוב. יש כמה טעויות שנסיינים יכולים לעשות בעת שימוש ב- cEEGrids. כאן אנו מראים כמה נתונים למופת מהם.כאן אנו ממחישים כיצד נראים הנתונים כאשר לא נעשה שימוש בג'ל ל- cEEGrids יש אלקטרודות רטובות ואינו פועל ללא שימוש בג'ל. אם משתמשים ביותר מדי ג'ל, האלקטרודות של ה- cEEGrid יכולות להיות מגושרות. נתונים עבור תרחיש זה מוצגים כאן.האלקטרודות המגשרות מראות בדיוק את אותו האות. כאשר ההכנה וההתאמה מתבצעת בקפידה, אתה יכול לצפות לנתונים באיכות גבוהה, אותם אנו מציגים כאן. לבסוף, הקלטנו משימת פסנתר שהושמעה באופן מוזר, שם ניגנו צליל אחד לעתים קרובות וצליל אחר לעתים רחוקות.המשתתף הונחה לספור את הטונים הנדירים. הנתונים מניסוי זה מוצגים כאן. כאן אנו רואים את תגובות ה-ERP הצפויות, כגון רכיב P3 עבור הטון הנדיר.אם תבצע שלבים אלה בזהירות, תקבל נתוני אוזניים-EEG באיכות גבוהה. אנו מקווים כי פרוטוקול זה יעזור לך לקדם את המחקר שלך.

recording-brain-activity-with-ear-electroencephalography

Research

JoVE Journal

Neuroscience

מדעי המוח

אנו מציגים שיטה לאיסוף אותות electrocorticographic למטרות מחקר מבני אדם אשר עוברים ניטור פולשני אפילפסיה. אנחנו מראים איך להשתמש בפלטפורמה BCI2000 תוכנה לאיסוף נתונים, עיבוד אותות מצגת גירוי. באופן ספציפי, אנחנו מדגימים את זיגפריד, כלי BCI2000 מבוסס על מיפוי בזמן אמת המוח תפקודית.

הקלטת אדם Electrocorticographic (ECOG) אותות לחקר Neuroscientific בזמן אמת מיפוי קורטיקלי פונקציונלית

מקור: Fehér, K. D. et al., הקלטת אלקטרואנצפלוגרפיה במקביל במהלך גירוי זרם חילופין טרנס-גולגולתי (tACS). J. Vis. Exp. (2016)סרטון זה מדגים את ההגדרה של ניסויים בגירוי זרם חילופין טרנס-גולגולתי (tACS) ואלקטרואנצפלוגרפיה (EEG) במקביל כדי להעביר אותות חשמליים קצביים למוח תוך כדי רישום פעילות מוחית. ההליך מבטיח בידוד אלקטרודות ומונע גישור ג'ל לגירוי מדויק ואותות EEG נקיים.

הקמת גירוי זרם חילופין טרנס-גולגולתי ואלקטרואנצפלוגרפיה במקביל לרישום פעילות המוח האנושי

סרטון זה מתאר את הטכניקה לרישום הפעילות האפילפטיפורמית של פרוסות אורגנוטיפיות של קליפת המוח הרינלית-היפוקמפוס ex vivo באמצעות אלקטרופיזיולוגיה או הגדרת EEG. זה עוזר ללמוד את הדינמיקה וההתקדמות של אפילפטוגנזה ולסנן מטרות טיפוליות פוטנציאליות לטיפול באפילפסיה.

טכניקת הקלטה מבוססת אלקטרואנצפלוגרפיה לתיעוד הפעילות האפילפטיפורמית

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

ניתנות הוראות לבנייה בעלות נמוכה והשתלה כירורגית של מונטאז' אלקטרואנצפלוגרפי טרנס-גולגולתי כרוני בצפיפות גבוהה בעכברים. מתוארות גם טכניקות הקלטה, חילוץ ועיבוד אותות.

Electroencephalographic רכישה בצפיפות גבוהה במודל מכרסם שימוש בעלות נמוכה ומשאבי קוד פתוח

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

מחקר זה מציג שיטה עבור ההקלטה סימולטני של שדה מקומי פוטנציאל המוח, electrocardiograms, electromyograms, ונשימה אותות של חולדה נעה בחופשיות. טכניקה זו, אשר מפחית את עלויות ניסיוני ומפשטת את ניתוח הנתונים, יתרום להבנה של אינטראקציות בין המוח לבין איברים היקפיים בגוף.

הקלטות סימולטני של פוטנציאל קורטיקלית שדה מקומי, רל, Electromyogram נושם קצב מעכברוש נעה בחופשיות

גזע המוח מעורר תגובה audiometry הוא כלי חשוב נוירופיזיולוגיה קלינית. כיום, גזע המוח התגובה עורר מאומטריה הוא גם מיושם במדע הבסיסי מחקרים טרום קלינית מעורבים הן מודלים תרופתי וגנטי בעלי חיים. כאן אנו מספקים תיאור מפורט של איך התגובות שמיעתי גזע המוח ניתן להקליט וניתח בהצלחה בעכברים.

רכישת נתונים וניתוח בברטומטריה תגובה מעורר בעכברים

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

מערכת הקלטה אלקטרואנצפלוגרפית בעלות נמוכה בשילוב עם סליל בגודל מילימטר מוצעת להניע גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי של מוח העכבר in vivo. באמצעות אלקטרודות בורג קונבנציונליות עם מצע מערך מותאם אישית, גמיש ורב-אלקטרודות, ניתן לבצע הקלטה מרובת אתרים ממוח העכבר בתגובה לגירוי מגנטי טרנס-גולגולתי.

מערכת הקלטה אלקטרואנצפלוגרפית בעלות נמוכה בשילוב עם סליל בגודל מילימטר כדי לגרות באופן טרנס-גולגולתי את מוח העכבר in vivo

למדו כיצד להשתמש ב-cEEGrid לרישום פעילות מוח באמצעות אלקטרואנצפלוגרפיה של האוזן במצבי חיים יומיומיים. פרוטוקול זה מסביר הכנה של משתתפים, מיקום אלקטרודות ובדיקת איכות האות לתוצאות אמינות.

רישום פעילות המוח באמצעות אלקטרואנצפלוגרפיה של האוזן

גלה סרטונים נוספים