Extraheren Visual evoked potentials van EEG-gegevens opgenomen tijdens fMRI-geleide transcraniële magnetische stimulatie

Het algemene doel van deze procedure is om betrouwbare ERP's te extraheren uit opgenomen EEG-gegevens. Tijdens FMRI-gestuurde transcraniële magnetische stimulatie. Dit wordt bereikt door eerst een functionele MRI-scan met hoge resolutie uit te voeren om de corticale gebieden te definiëren.

Om te stimuleren, is de volgende stap het ontwerpen van een EEG-experiment dat de extractie van een TMS-artefact sjabloon mogelijk maakt, die later wordt afgetrokken van de opgenomen EEG-gegevens om een schone ERP te verkrijgen. Vervolgens wordt de T-M-S-E-E-G-experimentopstelling zorgvuldig voorbereid met behulp van een stereotactisch navigatiesysteem. Om het door FMRI gedefinieerde doelwit op het hoofd van de deelnemer te lokaliseren, is de laatste stap het tegelijkertijd opnemen van EEG-gegevens met de toepassing van TMS, uiteindelijk wordt aftrekking van de TMS-artefact sjabloon gebruikt om betrouwbare ERP te verkrijgen.

Het belangrijkste voordeel van deze techniek boven bestaande methoden zoals gelijktijdig G-F-M-R-I, is dat het ons in staat stelt een afleiding te maken over een hersengebied dat is gedefinieerd met FMRI en een elektrofysiologisch signaal dat wordt gemeten met EEG. De grootste uitdaging bij de gelijktijdige combinatie van E-E-G-T-M-S is het verwijderen van de artefacten die worden gegenereerd door de TMS. Dit wordt bereikt door eerst de EEG-gegevens die zijn verzameld tijdens de magnetische puls te knippen en vervolgens correctie te maken voor eventuele andere resterende artefacten die verband houden met de TMS. Deze procedure wordt gedemonstreerd door Ziv Perman, die op deze procedure is getraind door Boaz Ade.

Voer een functionele MRI-taak uit met behulp van een hoogwaardige echoplanner beeldvormingssequentie om de gewenste activeringsgebieden te bepalen die moeten worden gericht met transcraniële magnetische stimulatie, bekend als TMS. Voer vervolgens een T one gewogen structurele scan uit om neuro-anatomische gegevens te verkrijgen. Zorg ervoor dat het hele gezicht van de proefpersoon in het beeldveld is opgenomen.

Externe markers zoals de punt van de neus worden later gebruikt om het hoofd van de proefpersoon te coregisteren met de scan. Gebruik na de scan de Mars bar toolbox voor SPM om de hersengebieden van interesse te definiëren op basis van contrasten tussen experimentele omstandigheden.

Definieer bijvoorbeeld het occipitale gezichtsgebied door activaties naar objecten af te trekken van activaties naar gezichten en sluit eventuele lichaamsselectieve voxels uit om het extra striate lichaamsgebied te definiëren. Trek activaties naar objecten af van activaties naar lichamen en sluit eventuele gezichtsselectieve voxels uit. Ontwerp een experimenteel paradigma waarin alle stimuluscondities worden gepresenteerd.

Gebruik willekeurig minimaal 50 proeven per conditie met tijd. Jittered interstimulusafstanden. Gebruik een lege schermconditie waarbij een TMS-puls wordt toegediend, maar er geen visuele stimulus verschijnt.

Dit is belangrijk voor het genereren van de TMS-artefact sjabloon. Stel vervolgens de latentie in waarop de TMS wordt geactiveerd na het begin van de proef. In dit voorbeeld wordt dubbele puls TMS toegediend bij 60 en 100 milliseconden.

Na het begin van de stimulus, voer de structurele T one-scans in de neuro-navigatiesoftware, vervolgens overlap de functionele MRI-contrasten op de structurele beelden. Markeer de gewenste doelhersengebieden met behulp van de neuronavigatiesoftware. Zoek ook de externe markers die worden gebruikt om de locatie van het hoofd te coregisteren, zoals de punt van de neus, de nasion en de tragus van elk oor.

Wanneer de proefpersoon arriveert, monteer de EEG-kap op hun hoofd en sluit de elektroden aan. Gebruik zo min mogelijk gel om de impedantie onder de vijf kilo ohm te houden. Zorg ervoor dat de elektrodedraden elkaar niet kruisen of lussen vormen en dat ze weg van de spoellocatie zijn gericht.

Plaats ook de referentie in de grondelektroden zo ver mogelijk van de spoel terwijl het EEG-signaal wordt gemeten. Gebruik een hoge samplefrequentie van minimaal één kilohertz voor een betere weergave van het TMS-artefact. Monteer vervolgens de infrarooddetector op het hoofd van de proefpersoon en coregister de hoofdlocatie met het navigatiesysteem.

Gebruik de eerder gedefinieerde markers om het doelwit voor TMS te selecteren in de navigatiesoftware door de pointer van de neuronavigatie loodrecht op het oppervlak van het hoofd te houden. Navigeer naar de doellocatie en markeer op de elektrodenkap de zitplaats. Plaats de proefpersoon comfortabel voor het scherm met hun kin op de kin.

De kinsteun zal de proefpersoon helpen om zich te onthouden van enige beweging, wat cruciaal is voor het meten van een schone en betrouwbare TMS-artefact. Leid het centrum van de spoel naar het doelhersengebied en fixeer het op zijn plaats. Gebruik een houder om de spoel te stabiliseren, zodat deze tijdens de sessie niet beweegt.

Stel de TMS in op de gewenste intensiteit en toedien een testpuls ter goedkeuring van de proefpersoon voordat de sessie begint. Toedien TMS aan elk corticale doelgebied op een andere blok. Voer bovendien een blok zonder TMS uit waarin alle stimuli, inclusief de lege schermconditie, worden gepresenteerd tijdens de geen TMS-conditie.

Gebruik een sham-spoel of plaats de spoel tegen het hoofd en kanteel deze loodrecht. Herhaal de identificatie van genavigeerde doelen tussen elk blok in. Tenzij u een sample in hold-systeem hebt, moet u het pulsartefact verwijderen.

Dit wordt gedaan door een tijdsvenster rond de puls of pulsen in geval van herhaalde simulatie uit te knippen. In de meeste gevallen zal een venster van enkele milliseconden voldoende zijn. In het hier getoonde voorbeeld werden twee opeenvolgende pulsen toegediend en worden ze samen als één stuk verwijderd.

Er zijn twee manieren om de twee gemaakte uiteinden te verbinden. Nadat de puls is verwijderd, kunt u ze rechtstreeks aan elkaar koppelen of u kunt een lijn tussen hen interpoleren. Het korte pulsartefact wordt soms gevolgd door een lang residuartefact dat enkele honderden milliseconden kan duren.

Gebruik de aftrektechniek