רישום פעילות המוח באמצעות אלקטרואנצפלוגרפיה של האוזן
31 במרץ 2023
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.
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.
סקירה כללית
מחקר זה מציג נוהל לשימוש ב-cEEGrid (אוזן-אלקטרו-אנצפלוגרפיה) לתיעוד פעילות מוחית מחוץ לסביבת מעבדה לתקופות ממושכות. הפרוטוקול מפרט את ההתקנה של מערכי cEEGrid ואת טכניקות ההקלטה על מנת להבטיח נתוני EEG אוזן באיכות גבוהה.
מרכיבי מחקר עיקריים
תחום המדע
- מדעי המוח
- אלקטרופיזיולוגיה
- טכניקות הקלטת EEG
רקע
- ה-cEEGrid מאפשר הקלטת EEG בסביבות חיים יומיומיות.
- הוא מיועד לשימוש ממושך ונוחות המשתתף.
- התקנה נכונה והכנה של המשתתף חיוניים לתוצאות מיטביות.
- הכנת העור והצבת האלקטרודות משפיעים משמעותית על איכות ההקלטה.
מטרת המחקר
- לספק פרוטוקול מפורט לשימוש יעיל ב-cEEGrid בסביבות שונות.
- לוודא שאיסוף נתוני EEG באיכות גבוהה במהלך פעילויות יומיומיות.
- לתקנן נהלי הכנה והתקנה עבור חוקרים עתידיים.
שיטות בשימוש
- משתמש ב-cEEGrid לאיסוף נתוני EEG אוזן.
- המשתתפים מוכנים באמצעות שגרת ניקוי עור והצבת אלקטרודות מסוימת.
- בדיקת האלקטרודות באמצעות מולטימטר מקדימה את ההקלטה כדי לוודא תפקודיות.
- שיער המשתתפים והכיול עם מגבר נייד מטופלים גם הם כאלמנטים קריטיים להתקנה.
תוצאות עיקריות
- הבטיחו הקלטות באיכות גבוהה באמצעות התקנה מדוקדקת וטיפול במשתתפים.
- סיפקו תובנות לגבי הצבת אלקטרודות יעילה וטכניקות הכנת עור.
- הדגישו את החשיבות של בדיקת ה-cEEGrids ונוחות המשתתף במהלך איסוף הנתונים.
- ההתקנה של cEEGrid מאפשרת ניטור רציף של פעילות מוחית במצבים בעולם האמיתי.
מסקנות
- פרוטוקול זה משפר את היכולת לחקור פעילות מוחית בסביבות טבעיות.
- הוא מדגים שהכנה זהירה יכולה להוביל לאיסוף נתוני EEG אמין יותר.
- הממצאים תומכים בקידום יישומים של EEG במחקר מדעי המוח.
שאלות נפוצות
Executive Industry Relevance
Ear-electroencephalography (cEEGrid) enables non-invasive, long-duration brain activity monitoring in real-world environments, supporting translational neuroscience and cognitive biomarker discovery. Its unobtrusive design and standardized preparation protocol facilitate high-quality data collection outside traditional lab settings, advancing early-stage target validation and mechanistic de-risking in neuropharma pipelines. This capability enhances predictive confidence for CNS portfolio decisions and supports scalable, reproducible data acquisition across diverse research contexts.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables hypothesis-driven interrogation of cognitive and neural processes in naturalistic settings.
- Supports functional target validation by capturing real-world brain activity signatures.
- Facilitates mechanistic de-risking through reproducible, high-fidelity electrophysiological data.
- Improves predictive confidence for CNS target selection and triage.
Screening & Assay Development
- Provides validated, portable EEG systems for standardized cognitive and neurophysiological assays.
- Ensures reproducibility and quantitative output through rigorous electrode preparation and signal quality checks.
- Enables scalable screening of cognitive endpoints in both controlled and ambulatory environments.
- Supports reliable evaluation of compound effects on brain activity in translational models.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant endpoints by enabling continuous monitoring of neural biomarkers in daily life.
- Bridges discovery and preclinical validation through consistent, real-world data acquisition.
- Reduces translational risk by supporting biomarker continuity from early research to preclinical studies.
- Enhances predictive de-risking for CNS asset advancement.
Pipeline & Workflow Integration
The cEEGrid protocol integrates from early discovery through preclinical research, enabling seamless data flow and hypothesis testing across the CNS R&D continuum.
- Discovery Biology: Supports robust hypothesis testing and pathway clarification via real-world EEG data.
- Screening: Delivers assay-ready, reproducible, and quantitative electrophysiological outputs for compound evaluation.
- Analytics: Provides high-quality, multi-channel EEG signals for comparative and statistical analysis of cognitive endpoints.
- Translational Research: Maintains biomarker alignment and data continuity from discovery to preclinical validation.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable, standardized platform for diverse CNS research and development programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in CNS target validation.
- Operational Value: Standardizes data collection, enhances reproducibility, and supports scalable deployment in varied environments.
- Strategic Value: Enables informed go/no-go decisions and capital-efficient portfolio management for CNS assets.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of neuropharma candidates.
Implementation Considerations
- Requires expertise in EEG setup, electrode handling, and participant preparation.
- Needs compatible amplifiers, impedance monitoring, and data acquisition infrastructure.
- Demands cross-team standardization of preparation and signal quality assessment protocols.
- May require adaptation for participants with varying ear sizes or hair types.
- Signal quality is sensitive to electrode placement, gel application, and participant comfort.
