Mappatura Dynamics corticali tramite MEG / EEG simultanee e anatomica vincolata minima norma-Stime: un esempio Attenzione Auditory

L'obiettivo generale di questa procedura è quello di mappare le dinamiche corticali alla base dei diversi stati cognitivi umani. Ciò si ottiene acquisendo prima dati magnetoencefalografici ed elettroencefalografici o MEG ed EEG in breve, mentre un soggetto sta eseguendo un compito comportamentale. Il secondo passo consiste nell'ottenere dati anatomici utilizzando sequenze di risonanza magnetica pertinenti.

Successivamente viene eseguita la co-registrazione per stabilire la corrispondenza spaziale tra le posizioni dei sensori di MEG ed EEG con le informazioni anatomiche. Il passo finale consiste nell'utilizzare un approccio di imaging inverso per mappare le attività cerebrali dell'individuo sullo spazio corticale. In definitiva, l'inferenza statistica basata su un sistema di coordinate basato su una superficie comune viene utilizzata per scoprire modelli temporali spaziali significativi che distinguono uno stato cognitivo da un altro.

A dimostrare una procedura saranno Eric Lawson e Ross Maddox. Per i postdoc nel mio laboratorio, iniziare questo protocollo ottenendo immagini RM strutturali del soggetto. Innanzitutto, acquisisci una scansione RM strutturale utilizzando un'eco a gradiente rapido preparata con magnetizzazione o rabbia MP o una sequenza simile.

Questa sequenza può richiedere da cinque a 10 minuti a seconda della risoluzione di scansione specifica e del protocollo di imaging utilizzato se i dati EEG verranno utilizzati per l'analisi dell'imaging inverso. Acquisisci anche due scansioni MRI veloci dal basso o flash. Queste sequenze flash forniscono un contrasto tissutale diverso rispetto alle sequenze di rabbia MP standard.

Una volta completato l'imaging, utilizzare MNE e il software gratuito per surfer per ricostruire la pelle, il cranio esterno e le superfici interne del cranio dalle immagini MP rage e flash. Quindi utilizzare queste superfici per generare un modello di elemento limite a tre strati o bem prima dell'esperimento MEG. Per prima cosa testare le latenze uditive e visive per garantire l'integrità dei tempi.

Utilizzare un microfono e un DDE fotografico collegato allo schermo e successivamente assicurarsi che non vi sia alcun jitter osservabile. Ciò potrebbe richiedere l'impostazione del proiettore per presentazioni sulla risoluzione nativa. Successivamente, preparare il soggetto per la registrazione, facendo riferimento al precedente articolo video di luital per i dettagli sulla preparazione dell'elettrogramma e dell'elettrodo di riferimento, nonché sulla digitalizzazione dei punti di riferimento fiduciari del soggetto, delle bobine dell'indicatore della posizione della testa e degli elettrodi EEG.

Una volta che il soggetto è comodamente seduto nella posizione della testa della misura MEG, utilizzando l'indicatore di posizione della testa o le bobine HPI, avviare la registrazione e iniziare la presentazione degli stimoli uditivi e visivi. Nota Le misurazioni HPI possono essere effettuate anche in modo continuo. Il soggetto dovrebbe rispondere agli stimoli uditivi e visivi tramite una pulsantiera ottica durante l'esecuzione di un compito comportamentale audiovisivo.

Qui il soggetto riporta il raggio e la cifra originati dall'emicampo come accodati dal segnale visivo. Occasionalmente, i soggetti sono visivamente indotti a spostare l'attenzione sull'emicampo controlaterale a metà prova. Per studiare la commutazione dell'attenzione uditiva, sono disponibili molte soluzioni hardware e software per eseguire la presentazione dello stimolo.

Qui, Tucker Davis Technologies RZ six viene utilizzato per la presentazione di stimoli uditivi e lo stampaggio di trigger con la cassetta degli attrezzi psych per la presentazione di stimoli visivi, entrambi controllati da matlab. Per iniziare l'elaborazione dei dati, coregistrare i dati EEG nella risonanza magnetica strutturale utilizzando il software MNE come mostrato qui, caricare prima i dati del digitalizzatore nel modello ricostruito della testa della risonanza magnetica del soggetto. Successivamente, scegli i punti di riferimento fiduciari per avviare il processo di co-registrazione, quindi procedi con l'utilizzo della procedura di allineamento automatico per completare la trasformazione delle coordinate.

Quindi mettere in relazione la posizione di ciascun dipolo nello spazio sorgente con la posizione di ciascun sensore. Combina i dati registrati dell'indicatore di posizione della testa per calcolare una soluzione diretta con il modello dell'elemento limite a tre strati per aumentare ulteriormente il rapporto segnale/rumore dei dati. Applicare la rimozione degli artefatti nel dominio del tempo, ad esempio la rimozione di epici contenenti segnali di ampiezza anormalmente elevata a causa dello spiking di un canale.

Applicare anche la rimozione degli artefatti nel dominio della frequenza, come il filtraggio della tacca di banda a 50 o 60 hertz, la frequenza di linea, l'uso della proiezione dello spazio del segnale o altre tecniche di riduzione del rumore, come la separazione dello spazio del segnale, per proiettare o separare i modelli di campo spaziale dall'ambiente, dalla contaminazione del campo ambientale o da altri segnali fisiologici indesiderati, come quelli associati a battiti di ciglia e artefatti cardiaci. Ora genera un filmato cerebrale della stima del dipolo distribuito che è la stima corrente in ogni posizione del dipolo nello spazio della sorgente nel tempo per ogni condizione sperimentale. A seconda delle caratteristiche temporali del disegno sperimentale, i dati possono essere piegati nel tempo calcolando la media delle stime correnti utilizzando finestre temporali non sovrapposte per continuare l'analisi morph.

Il cervello precedentemente creato filma per ogni soggetto su uno spazio corticale comune basato su un sistema di coordinate basato sulla superficie che allinea in modo ottimale i singoli modelli jarrali sicali. Ciò consente il confronto o la media delle attività corticali tra i soggetti. Per utilizzare un approccio basato sulla regione di interesse, le ROI possono essere definite anatomicamente, ad esempio, mediante un algoritmo di parcellizzazione automatica e/o funzionalmente registrando un compito di localizzazione funzionale, come ad esempio un secon di analisi go no-go per identificare le regioni oculomotorie, può essere ulteriormente limitato a un tempo specifico di interesse appropriato al paradigma sperimentale utilizzato, ad esempio, vincolato a un periodo di tempo immediatamente prima e dopo l'insorgenza degli stimoli sonori.

Altre inferenze statistiche associate all'analisi delle serie temporali possono essere utilizzate utilizzando il paradigma comportamentale descritto sopra. Qui vediamo risultati rappresentativi utilizzando la procedura di clustering spaziotemporale non parametrico. Il campo oculare frontale destro risulta essere significativo quando un singolo soggetto sta eseguendo un compito di riorientamento rispetto a un compito standard.

Utilizzando l'approccio ROI, viene mostrato l'andamento temporale del campo oculare frontale destro insieme al periodo di tempo in cui queste due condizioni sono significativamente diverse. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona idea di come utilizzare M-E-G-E-E-G e MRI per mappare le dinamiche corticali in diversi compiti comportamentali. Utilizzando approcci statistici appropriati, è possibile scoprire diversi modelli spazio-temporali che distinguono tra gli stati cognitivi.

Grazie per aver guardato e buona fortuna con gli esperimenti.