Name: הדמיה תפקודית עם חיזוק, Eyetracking, ניטור פיזיולוגית (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2008-11-13T00:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 47 s
Description: למדו שיטת fMRI לחקר מעגלים עצביים בקבלת החלטות תוך שימוש בחיזוק חיובי ושלילי. מעקב אחר תנועות עיניים ומדדי נשימה ודופק מספק 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

במימון NIMH, NARSAD וקרן גטסבי.

ציוד ההתקנה הצעד הראשון ריצה ניסוי fMRI הוא הגדרת ובדיקת הציוד. צעדים אלה יכול להיעשות בכל סדר. מיזוג אותות - הסורק נמצא בחדר מוגן חשמלית מגנטית. כל האותות החשמליים הולך מתוך חדר הבקרה לחדר סורק לעבור דרך פאנל מסנן כדי להסיר כל התדרים שיכול ליצור חפץ בתמונה MR. Airpuff - המכשיר airpuff מספקת משב מבוקר של הלחץ משך קבוע. כאשר מכוון העין, זה מרתיעה אבל לא טראומטי. וסת לחץ (WPI פניאומטיים PicoPump) למקור של אוויר דחוס, אשר יכול להיות טנק באוויר אבל אנחנו משתמשים בבית האוויר. הלחץ מותאם 30 psi. העיתוי מותאם לספק משב 50 msec. שסתום סולנואיד הוא נשלט על ידי האות מחשב. הפלט של הרגולטור את הלחץ מועבר הנושא באמצעות צינור פלסטיק 1/6th אינץ&#39; (Tygon). חשוב כי הצינור לא ארוך מדי או לא יהיה עיכוב בין פתיחת סולנואיד ואת זמן האוויר הדחוס מגיע בסוף הצינור. מסיבה זו, הרגולטור הלחץ יושב בתוך החדר סורק ואת אותות הבקרה מוזנים דרך לוח מסנן כדי להבטיח כי אין ממצא הדמיה. מיץ - מנפק מיץ שולט על גודל ומספר טיפות מיץ נמסר הפה על ידי צינורית פלסטיק. מנפק מיץ מכילה מאגר, שסתום סולנואיד מבוקרת מחשב, ו צינור ארוך המספק מיץ לנושא. כל הרכיבים האלקטרוניים הם מחוץ לחדר סורק ולכן אין להכניס חפצים האות MR. מנפק מיץ (מכשירים Crist) היא שטפה פעמיים על ידי מילוי המאגר ופתיחת שסתום סולנואיד. ואז הוא מלא עם משקה מועדף של הנושא. המערכת נבדק לפני סריקה על ידי הפעלת תוכנית שגורמת את המחשב כדי לייצר זרם של פעימות מבחן שתוצאתו מספר טיפות של מיץ מועבר הנושא. הנושא מוודאת כי מיץ זורם. Bite בר - ראש התנועה יוצרת כמה חפצים בתמונה fMRI. בניסוי זה, הנבדקים לקבל airpuffs אשר יכול לגרום תנועות רפלקסיביות, ומיץ המחייב בליעה. כדי למזער את תנועת הראש, bitebar משמש כדי לייצב את הראש. Bitebar מחובר סליל ראש RF. כל נושא יש שופר מותאם אישית עשוי מחומר תרמופלסטי. דופק oximeter - FMRI אמצעים חמצון הדם (BOLD). חמצון הדם במוח עשויה להיות מושפעת הפעילות העצבית, אבל זה גם יכול להיות מושפע פעימות הלב. כדי למדוד שינויים חמצון הקשורים למחזור לב, אנו משתמשים כדי למדוד את הדופק oximeter חמצון הדם האצבע באמצעות חיישן אינפרא אדום. Oximeter הדופק הוא MR תואם אותות הפלט שלה מוזן דרך לוח מסנן לחדר הבקרה שבו הוא דיגיטציה המאוחסנים במחשב. לפקח גז נשימה - חמצון דם יכול להיות מושפע גם הנשימה. אנו מודדים את הנשימה עם צג גז הנשימה המודד רמות CO2 פג. RGM הוא MR תואם אותות הפלט שלה מוזן דרך לוח מסנן לחדר הבקרה שבו הוא דיגיטציה המאוחסנים במחשב. גירוי חזותי - פאנל אחורי הקרנת ממוקם בקצה אחד של הסורק נשא קרוב למיקום ראש הנושא. נושאים מבט למסך הקרנה לאחור דרך הראי רכוב על גבי סליל ראש. התמונות מוקרנת על מסך ההקרנה בחזרה על ידי מקרן LCD הממוקם מחוץ לחדר הסורק. אלומת האור מן המקרן מכוון בתוך החדר סורק דרך צינור מוגן RF. מעקב עיניים - חשוב לדעת איפה הנושא הוא מחפש סיבות. תנועות עיניים להשפיע על המיקום של גירויים ויזואליים על הרשתית, אשר משפיע על התגובות ויזואלי במוח. תנועות עיניים יכול לשמש גם כאמצעי שיש בנושא מצביעים על תגובה התנהגותית. אנו משתמשים בשיטה הנקראת &quot;oculography וידאו אינפרא אדום&quot; כדי לעקוב אחר העיניים. בשיטה זו, מצלמת אינפרא אדום משמשת כדי לעקוב אחר תלמיד. פולט מצלמת אינפרא אדום בנויים לתוך זוג משקפי במיוחד. אלה הם משקפי אותו המספקים גירוי ויזואלי. הנתונים מן משקפי הוא מעובד על ידי מחשב ייעודי אשר ממירה תמונות של העין לתוך אותות אנלוגיים לתפקיד עין אופקי ואנכי. נושא ההכנה תיעוד הסכמה &amp; ndash; לפני הסריקה, כל נושא צריך למלא טפסים שונים לגבי הבטיחות הסכמה. גיליון תוכנית ניסויית - גיליון התוכנית מציין את פרוטוקול הניסוי ואת רצפי הדופק ואת הסדר שבו הם מתנהלים. הכנה גופנית - כאשר הנושא הוא מוכן להיות סרוקים, אחד הדברים הראשונים שהם עושים זה לשים אטמי אוזניים כדי להגן על השמיעה שלהם מן רעש גבוהה סורק תדרים. הם גם לשים על MR-תואם אוזניות לתקשר גם עם נושאים לסורק כדי לספק הוראות משוב במהלך הסריקה. הנושא מכניס לפה שלהם, הכולל קווים אינטש 1 / 16 ה למסירה מיץ ניטור גז הנשימה. הנושא מעמיד על ולהתאים את משקפי MR תואם המשמש גירוי ויזואלי תנועה ניטור העין. הנושא נמצא על המיטה סורק את סליל RF ממוקם מעל הראש שלהם. שופר (bitebar) מחובר סליל ה-RF כדי למנוע תנועת הראש. צינורות airpuff (1 / 6 tygon אינץ&#39;) ממוקם ליד עין אחת באמצעות צינור גמיש (loc-line). קליפ הדופק oximeter אצבע מחוברת אצבע אחת ומאובטחת עם הקלטת. סריקה נוהל דופק רצפים: מבנה: אנו משתמשים T1-משוקלל תמונות (תמונות מבנית), כי לתת הגדרה ברורה של מורפולוגיה של המוח של הנבדקים. הנושא נמצא פאסיבי ונשאר בשקט ככל האפשר בשלב זה, שנמשך כ -10 דקות. פונקציונלית: אנו משתמשים T2 משוקלל רצפים EPI (תמונות תפקודית) כדי להראות שינויים חמצון הדם מתואמים עם פעילות עצבית. זה בשלב זה כי הנושא נחשף מיץ, airpuff, גירויים שמיעתיים. קישוריות: השתמשנו דיפוזיה משוקלל תמונות (DWI) כדי לקבוע קישוריות מבנית בין אזורים במוח. הנושא פשוט שוכב ללא תנועה בשלב זה.

הדמיה תפקודית עם חיזוק, eyetracking, ניטור פיזיולוגית

Functional Imaging with Reinforcement, Eyetracking, and Physiological Monitoring

אנו משתמשים הדמיה מוחית תפקודית (fMRI) כדי לחקור המעגלים העצביים העומדים בבסיס קבלת ההחלטות. כדי להבין כיצד להשפיע על תהליכים ותוצאות ההחלטה, משימות תפיסתיות פשוטות בשילוב עם תיאבון מתוגבר ו מרתיעה. עם זאת, השימוש של החיזוקים כמו מיץ airpuffs יכול ליצור אתגרים fMRI. משלוח חיזוק יכולות לגרום ראש התנועה, אשר יוצרת חפצים האות fMRI. חיזוק יכול גם להוביל שינויים בקצב הלב והנשימה, כי הם בתיווך מסלולים האוטונומית. שינויים בקצב הלב והנשימה יכולים להשפיע ישירות על האות fMRI (BOLD) במוח יכול להיות מבולבל עם שינויים האות כי הן בשל הפעילות העצבית. במצגת זו, אנו מדגימים שיטות לניהול החיזוקים באופן מבוקר, לייצוב הראש, למדידת הדופק והנשימה.

מצגת זו ממחישה את השימוש של ה-fMRI לבחון המעגלים העצביים העומדים בבסיס קבלת ההחלטות. משימות תפיסתיות פשוטות בשילוב עם תגבורת תיאבון ו מרתיעה כדי לחקור כיצד להשפיע על תהליכים ותוצאות ההחלטה.

הדמיה תפקודית עם חיזוק, Eyetracking, ניטור פיזיולוגית

אנו משתמשים בדימות מוחי תפקודי (fMRI) כדי לחקור מעגלים עצביים העומדים בבסיס קבלת החלטות. כדי להבין כיצד תוצאות משפיעות על תהליכי קבלת החלטות, ...

מדריך זה מציג שיטה לבחינת מנגנון החיזוק באמצעות דימות מוחי תפקודי או FMRI. בפרוטוקול זה, הנבדקים עוברים דימות תפקודי בזמן ביצוע מטלה של קבלת החלטות חזותית, אשר מחזקת על ידי גירויים של מיץ מתגמל, נשיפת אוויר דוחה, או צליל שמיעתי ניטרלי, המועברים באמצעות משקפיים תואמים לסורק. על הנבדקים להחליט האם מערך של נקודות נע במהירות או האם הן נעות לאט.מנוטרים גם תנועות עיניים ותגובות פיזיולוגיות כגון נשימה וקצב לב. שלום, אני ג'ק גרין-בנד מהמעבדה של וינס פרארה וג'וי הירש במחלקה למדעי העצבים באוניברסיטת קולומביה, ואני פרנקו פסט, גם אני מהמעבדה כאן באוניברסיטת קולומביה.היום נציג בפניכם פרוצדורה לדימות תפקודי עם חיזוק התנהגותי, ניטור פיזיולוגי ומעקב עיניים. אנו משתמשים בפרוצדורה זו במעבדה שלנו כדי לחקור קבלת החלטות עם חיזוק חיובי ושלילי. אז בואו נתחיל.השלבים הראשונים בהרצת ניסוי FMR כוללים את הגדרת הציוד ובדיקתו. ניתן לבצע שלבים אלו בכל סדר; במהלך הניסויים שלנו, הנבדקים מקבלים תגמול על מתן תגובות התנהגותיות נכונות. גירוי התגמול הוא המשקה המועדף על הנבדק, המוגש באמצעות מפזר מיץ השולט על כמות הנוזל המועברת לפיו של הנבדק.מדפיק המיץ מורכב ממאגר, שסתום סולנואיד הנשלט על ידי מחשב, וצינור ארוך המעביר את המיץ לנבדק. כל הרכיבים האלקטרוניים של מדפיק זה נשמרים מחוץ לחדר הסורק, כדי למנוע הופעת ארטיפקטים באות ה-MR. מדפיק המיץ נשטף וממולא במשקה המועדף על הנבדק.לפני הסריקה, המערכת נבדקת כדי לוודא שהזרם תקין. נבדקים נענשים על תגובות שגויות באמצעות נשיפת אוויר למשך 50 מילישניות לעין. וסת לחץ מספקת נשיפת אוויר מבוקרת, אותה ידרג הנבדק כבלתי נעימה אך לא טראומטית.ווסת הלחץ מכוון בתחילה ל-30 PSI ומחובר למקור של אוויר דחוס, שעשוי להיות מיכל אוויר או אספקת אוויר מרכזית של המעבדה. השסתום הסולנואידי נשלט על ידי אות מהמחשב. האוויר מועבר אל הנבדק באמצעות צינור טיגון (tigon) בקוטר 1/16 אינץ', השומרים על אורך קצר מ-8 רגל בקירוב.על מנת למנוע השהיה בין הזמן שבו השסתום נפתח לזמן שבו האוויר הדחוס מגיע לנבדק, ווסת הלחץ ממוקם בתוך חדר הסורק, כיוון שכל תנועה, כגון תגובה לנשיפות האוויר או תנועת ראש במהלך בליעה, עלולה להכניס ארטיפקטים לתמונת ה-FMRI. נעשה שימוש בסבך נשיכה (bite bar) כדי לצמצם את תנועת הראש. סבך הנשיכה מחובר לסליל RF של הראש וכולל פיה מותאמת אישית העשויה מחומר תרמופלסטי; צינור להגשת מיץ וניטור גזי נשימה משולבים בתוך הפיה.על הנבדק פשוט לשמור על מגע טוב בין שיניו העליונות למערכת הפה. חשוב להנחיתו לא לנשוך את מערכת הפה בעוצמה. הדבר יגרום לעייפות של שרירי הלסת. קצב הלב מנוטר במהלך הניסוי כדי שניתן יהיה להסיר מאוחר יותר, במהלך ניתוח הנתונים, ארטיפקטים שעשויים לנבוע מעלייה בחמצון הדם במוח שאינה נובעת מפעילות נוירונלית.כדי למדוד שינויים בחמצון הקשורים למחזור הלב, אנו משתמשים במד סטורציה (pulse oximeter) למדידת רמת החמצון בדם בקצה האצבע באמצעות חיישן אינפרה-אדום. מד הסטורציה תואם ל-MR ואות המוצא שלו מועבר דרך פאנל סינון לחדר הבקרה, שם הוא עובר דיגיטציה ונשמר במחשב. אנו מודדים גם את הנשימה באמצעות מד גזי נשימה (respiratory gas monitor או RGM) המודד את רמות הפחמן הדו-חמצני באוויר הנשף.מכיוון שנשימה משפיעה על חמצון הדם, ה-RGM תואם ל-MR ואותות הפלט שלו נשלחים לחדר הבקרה שם הם עוברים דיגיטציה ונשמרים במחשב. גירוי חזותי מסופק על ידי זוג משקפיים תואמי סורק, המגריים את שתי העיניים באופן עצמאי. המשקפיים כוללים מצלמת אינפרא-אדום מיניאטורית למדידת תנועות עיניים כדי לקבוע לאן הנבדק מביט; אנו עוקבים אחר תנועות העיניים באמצעות וידאו אינפרא-אדום O iconography.תנועות העין משפיעות על מיקום הגירויים הוויזואליים על הרשתית, דבר המשפיע על התגובות הוויזואליות במוח. תנועות עיניים יכולות לשמש את הנבדק גם כדי להחשיב תגובות שמיעתיות של VA. בשיטה זו, נעשה שימוש במצלמה אינפרא-אדומה כדי לעקוב אחר תנועות האישון.פולט האינפרה-אדום והמצלמה מובנים בתוך זוג משקפיים שתוכננו במיוחד. אלו הם אותם משקפיים המספקים את הגירוי הוויזואלי. הנתונים מהמשקפיים מעובדים על ידי מחשב ייעודי הממיר תמונות של העין לאותות אנלוגיים עבור מיקום העין האופקי והאנכי.הסורק ממוקם בחדר ממוגן חשמלית ומגנטית. כל האותות החשמליים העוברים מחדר הבקרה לחדר הסריקה עוברים דרך פנל סינון, המסנן תדרים שעלולים ליצור ארטיפקט בתמונת ה-MR. לפני הסריקה, כל נבדק חייב לעבור תהליך בטיחות והסכמה.המחקר הוסבר, כל הסיכונים נדونو והנבדק נתן את הסכמתו. תהליך זה נועד להגן על הנבדקים מפני כפייה ולהגן הן על פרטיותם והן על בריאותם. הנבדק נסרק לאיתור מתכת בכל מקום בתוך הגוף או מחוצה לו.לפני הניסוי, הנבדקים הופכים לצמאים על ידי הגבלה רצונית של צריכת הנוזלים למשך שש שעות. באופן זה, המיץ שניתן במהלך הניסוי הופך למתגמל ביותר. כאשר הנבדק מוכן לסריקה, עליו להניח אטמי אוזניים כדי להגן על האוזניים מרעש הסורק.על הנבדק להרכיב גם אוזניות תואמות MR כדי לתקשר עם החוקרים ולשמוע הנחיות. במהלך סבב הסריקה, אנו משתמשים בתמונות מבניות T1-weighted המעניקות הגדרה ברורה של מורפולוגיית המוח של הנבדק. הנבדק שוכב במצב פסיבי ונשאר ללא תזוזה ככל האפשר.במהלך שלב זה, הנמשך כ-10 דקות, אנו משתמשים בשתי רצפי תפקוד שקולים מסוג T כדי להראות שינויים בחמצון הדם המתואמים עם פעילות עצבית. בשלב זה הנבדק מבצע משימה של קבלת החלטות תפיסתיות עם גירויים חזותיים. הנבדק צופה בדפוס של נקודות נעות ומעביר שיפוט תפיסתי לגבי כיוון התנועה שלהן או מהירותן.הנבדק מציין את תגובתו על ידי לחיצה על כפתורים. תגובות אלו מחוזקות באמצעות מיץ במקרה של תשובה נכונה ונשיפות אוויר. במקרה של תשובה שגויה, נעשה שימוש בגירויים קוליים כמחזקים משניים.תנועות עיניים מנוטרות באופן רציף במהלך שלב זה. כל ריצה ניסויית נמשכת 11 דקות, ובכל סשן סריקה נערכות ארבע ריצות. אנו משתמשים בדימות מושפע דיפוזיה, DWI, כדי לקבוע קישוריות מבנית בין אזורי מוח.במהלך שלב זה, הנבדק שוכב ללא תנועה במשך כ-12 דקות. הצגנו בפניכם הרגע ניסוי של דימות תפקודי הכולל חיזוק התנהגותי, ניטור פיזיולוגי ומעקב עיניים.הדגמנו כיצד להשתמש בפרוצדורה זו כדי לחקור קבלת החלטות עם חיזוקים סותרים ומקרבים. זהו זה. תודה שצפיתם ובהצלחה בניסויים שלכם.

functional-imaging-with-reinforcement-eyetracking-physiological

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

ניטור תנועת עיניים (או מעקב עיניים) מגלה היכן במרחב העיניים להשתהות, מתי ולכמה זמן. כאן, אנו מדגימים כיצד עקיבת העין ניתן להשתמש כדי לחקור את תקינות זיכרון באוכלוסיות משתתף מרובים, מבלי לדרוש דיווחים מילולית, מפורשת או אחרת.

תנועת העין ניטור של זיכרון

נוהלי הקלטה בצפיפות גבוהה נתונים EEG והמבט במהלך המשחק מבוסס משימות מחשב קוגניטיביים מתוארים. באמצעות משחק וידיאו כדי להציג משימות קוגניטיביות משפר תוקף אקולוגי מבלי להקריב בקרה ניסויית.

משחק מחשב המבוסס על שילוב של ניסויים ההתנהגות עם מעקב צפיפות גבוהה מבט EEG ו אינפרא אדום

הסרטון מדגים בדיקה לזיהוי נוירונים סלקטיביים למטרה באמצעות מעקב עיניים סימולטני והקלטות של נוירון יחיד. על משתתף אנושי מוטלת המשימה לזהות אובייקט מטרה בין מערך אובייקטים בתצוגה, ועוקבים אחר תנועת העין. במקביל, קצב הירי של תאי עצב בודדים נרשם באמצעות אלקטרודות המושתלות במוח. הנתונים משתי ההקלטות מתואמים כדי להעריך את נוכחותם של נוירונים סלקטיביים מטרה.

מעקב עיניים סימולטני והקלטה של נוירון יחיד לזיהוי נוירונים סלקטיביים למטרה

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

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

אנו מציגים זיהוי, רכישה, וניתוח eyeblink המחירים בזמן צפייה תוכן מדיה.

באמצעות מדידות אלקטרואנצפלוגרם הקלטת וידאו באיכות גבוהה עבור ניתוח התפיסה החזותית של תוכן מדיה

אנו מתארים שיטה לבצע הקלטות של תא העצב בודד עם מעקב העין בו בבני אדם. אנו להדגים את השירות של שיטה זו ולהמחיש כיצד השתמשנו בגישה זו כדי להשיג נוירונים באונה הטמפורלית האנושית האמצעי הקידוד מטרות של חיפוש ויזואלי.

מעקב אחר עיניים והקלטות של תא העצב היחיד בחולי אפילפסיה של האדם

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

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

פרוטוקול לתיעוד סימולטני של התנהגות ויזומוטורית ופעילות מוחית במהלך בדיקות קוגניטיביות סטנדרטיות מבוססות נייר באמצעות טאבלט תואם MRI וטכנולוגיית מעקב עיניים לצד MRI פונקציונלי, במטרה לשפר את השימוש בבדיקות אלו. התוצאות הראשוניות מוצגות על ידי צעיר ובריא שמבצע מבחן Trail-Making.

הערכת בדיקות קוגניציה באמצעות טאבלט ממוחשב רגיש למגע, מעקב עיניים ודימות תהודה מגנטית פונקציונלית

ניטור אקטין פירוק עם מיקרוסקופיה זמן לשגות

למדו שיטת fMRI לחקר מעגלים עצביים בקבלת החלטות תוך שימוש בחיזוק חיובי ושלילי. מעקב אחר תנועות עיניים ומדדי נשימה ודופק מספק תובנות לתהליכים קוגניטיביים.

הדמיה תפקודית עם חיזוק, Eyetracking, ניטור פיזיולוגית

גלה סרטונים נוספים