Estrazione Potenziali visivi evocati da EEG dati registrati durante fMRI-guidata Stimolazione Magnetica Transcranica

L'obiettivo generale di questa procedura è quello di estrarre ERP affidabili dai dati EEG registrati. Durante la stimolazione magnetica transcranica guidata da FMRI. Ciò si ottiene eseguendo prima una risonanza magnetica funzionale ad alta risoluzione per definire le aree corticali.

Per stimolare, il passo successivo consiste nel progettare un esperimento EEG che consenta l'estrazione di un modello di artefatto TMS che verrà successivamente sottratto dai dati EEG registrati per ottenere un ERP pulito. Successivamente, la configurazione dell'esperimento T-M-S-E-E-G viene preparata con cura utilizzando un sistema di navigazione stereotassica. Per individuare il bersaglio definito dall'FMRI sulla testa del partecipante, il passaggio finale consiste nel registrare i dati EEG in concomitanza con l'applicazione TMS, in definitiva, viene utilizzata la sottrazione del modello di artefatto TMS per ottenere un ERP affidabile.

Il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti come contemporaneamente G-F-M-R-I, è che ci permette di fare un'inferenza su un'area cerebrale che è definita con FMRI e un segnale elettrofisiologico che viene misurato con l'EEG. La sfida principale nella combinazione simultanea E-E-G-T-M-S è quella di rimuovere gli artefatti generati dal TMS. Ciò si ottiene tagliando prima i dati EEG raccolti durante l'impulso magnetico, e quindi correggendo eventuali altri artefatti residui relativi al TMS A dimostrare questa procedura sarà Ziv Perman, che è addestrato su questa procedura da Boaz Ade.

Eseguire un'attività di risonanza magnetica funzionale utilizzando una sequenza di imaging ecografica ad alta risoluzione per determinare le regioni di attivazione desiderate da mirare con la stimolazione magnetica transcranica nota come TMS. Quindi eseguire una scansione strutturale pesata T one per ottenere dati neuroanatomici. Assicurati che l'intero volto del soggetto sia incluso nel campo visivo.

I marcatori esterni come la punta del naso verranno utilizzati in seguito per registrare la testa del soggetto con la sua scansione. Dopo la scansione. Utilizza la casella degli strumenti Mars bar per SPM per definire le regioni cerebrali di interesse in base ai contrasti tra le condizioni sperimentali.

Ad esempio, definisci l'area del viso occipitale sottraendo le attivazioni agli oggetti dalle attivazioni ai volti ed escludi eventuali voxel selettivi del corpo per definire l'area del corpo extra striata. Sottrai le attivazioni agli oggetti dalle attivazioni ai corpi ed escludi eventuali voxel selettivi per i volti. Progettare un paradigma sperimentale in cui vengono presentate tutte le condizioni di stimolo.

Usa casualmente almeno 50 prove per condizione con il tempo. Intervalli di stimolo interra tremolanti. Utilizzare una condizione di schermo vuoto in cui viene somministrato un impulso TMS, ma non viene visualizzato alcuno stimolo visivo.

Questo è importante per la generazione del modello di artefatto TMS. Impostare quindi la latenza alla quale il TMS verrà attivato dopo l'inizio della versione di prova. In questo esempio, la TMS a doppio impulso verrà somministrata a 60 e 100 millisecondi.

Dopo l'insorgenza dello stimolo, inserire le scansioni T strutturali nel software del sistema di neuronavigazione, quindi sovrapporre i contrasti MRI funzionali alle immagini strutturali. Contrassegna le aree cerebrali target desiderate utilizzando il software di neuronavigazione. Trova anche i marcatori esterni che verranno utilizzati per registrare la posizione della testa, come la punta del naso, la nasione e il trago di ciascun orecchio.

Quando il soggetto arriva, montare la cuffia EEG sulla sua testa e collegare gli elettrodi. Utilizzare la quantità di gel necessaria per mantenere l'impedenza al di sotto di cinque kilo ohm. Assicurarsi che i fili degli elettrodi non si incrocino o formino anelli e siano orientati lontano dalla posizione delle bobine.

Inoltre, posizionare il riferimento negli elettrodi di terra il più lontano possibile dalla bobina durante la misurazione del segnale EEG. Utilizzare un'elevata frequenza di campionamento di almeno un kilohertz per una migliore rappresentazione dell'artefatto TMS. Quindi, montare il rilevatore a infrarossi sulla testa del soggetto e registrare la posizione della testa con il sistema di navigazione.

Utilizzando i marcatori precedentemente definiti, selezionare il bersaglio per TMS sul software di navigazione tenendo lo strumento puntatore della neuronavigazione perpendicolare alla superficie della testa. Navigare fino alla posizione di destinazione e segnare sul cappuccio dell'elettrodo sulla sede. Il soggetto comodamente davanti allo schermo con il mento sul mento.

Riposare la mentoniera aiuterà il soggetto ad astenersi da qualsiasi movimento, il che è fondamentale per misurare un artefatto TMS pulito e affidabile. Guida il centro della bobina verso l'area del cervello bersaglio e fissala in posizione. Utilizzare un supporto per stabilizzare la bobina in modo che non si muova durante la sessione.

Impostare il TMS sull'intensità desiderata e somministrare un impulso di prova con l'approvazione del soggetto prima di iniziare la sessione. Somministrare la TMS a ciascuna area target corticale su un blocco diverso. Inoltre, eseguire un blocco no TMS in cui tutti gli stimoli, inclusa la condizione di schermata vuota, vengono presentati durante la condizione no TMS.

Usa una bobina finta o posiziona la bobina contro la testa e inclinala perpendicolarmente. Ripeti l'identificazione dei bersagli navigati tra ogni blocco. A meno che non si disponga di un sistema di attesa del campione, è necessario rimuovere l'artefatto dell'impulso.

Questo viene fatto tagliando una finestra temporale attorno all'impulso o agli impulsi in caso di simulazione ripetitiva. Nella maggior parte dei casi, una finestra di pochi millisecondi sarà sufficiente. Nell'esempio mostrato qui, sono stati somministrati due impulsi consecutivi che sono stati rimossi insieme come un unico pezzo.

Ci sono due modi per collegare le due estremità create. Dopo aver rimosso l'impulso, è possibile unirli direttamente o interpolare una linea tra di essi. L'artefatto dell'impulso breve è talvolta seguito da un lungo artefatto residuo che può durare alcune centinaia di millisecondi.

Utilizzare la tecnica della sottrazione per rimuovere questo artefatto di lunga durata senza perdere dati. Per ogni blocco sperimentale, calcolare un modello ERP medio delle prove su schermo vuoto in base al tempo che le blocca all'inizio della prova. In altre parole, si calcola un ERP in assenza di uno stimolo sperimentale, calcolando così un modello del solo rumore TMS all'interno di ogni blocco.

Sottrai questo modello da ogni prova di tutte le altre condizioni di stimolo. Un ERP pulito risulta dalla sottrazione del modello TMS dall'ERP grezzo e dalla ripetizione della sottrazione per ogni blocco individualmente. Le registrazioni EEG sono state effettuate mentre ai soggetti venivano presentati stimoli facciali o corporei.

Durante la visualizzazione degli stimoli, la TMS a doppio impulso è stata somministrata all'area occipitale del viso o all'area extra striata del corpo a 60 e 100 millisecondi dopo l'insorgenza dello stimolo. Sottraendo la registrazione effettuata durante la sola TMS dalle registrazioni della presentazione dello stimolo con TMS si può ottenere un ERP. Questo contiene la componente N uno, un potenziale evocato visivamente prominente che è più grande quando si osservano volti e corpi rispetto ad altri stimoli.

Quando si visualizzano i volti. La TMS all'OFA ha aumentato l'ampiezza della componente N one rispetto all'EBA e alle condizioni di assenza di TMS. Durante la visualizzazione dei corpi, la TMS all'EBA ha aumentato l'ampiezza della componente N one rispetto alla TMS NO o alle condizioni OFA.

Questi risultati indicano una dissociazione tra le reti neurali alla base degli ERP selettivi per il volto e per il corpo. Un particolare vantaggio della tecnica di rimozione degli artefatti mostrata in questo video è che consente l'eliminazione di qualsiasi artefatto legato all'uso della TMS, sia esso di origine meccanica, muscolare o corticale, anche negli elettrodi, che si trovano in prossimità della bobina TMS in modo che nessun elettrodo debba essere escluso dall'analisi. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione su come progettare, eseguire e analizzare contemporaneamente un esperimento GTMS che ti consentirà di ottenere potenziali affidabili relativi agli eventi.