Name: Vorstendom en Omega complexiteit Analyses van de rust-state-elektro-encefalografie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-06-15T12:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 40 s
Description: Leer EEG-microtoestandsanalyse en omega-complexiteit voor hersenaandoeningen zonder referentie. Deze methode onthult neurale dynamiek en rusttoestandnetwerken in het menselijk brein.

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

playerTrialDesktop

Dit artikel werd gesteund door de nationale Natural Science Foundation van China (31671141).

Dit protocol is goedgekeurd door de lokale ethische commissie. Een geïnformeerde Toestemmingsformulier voor dit experiment wordt ondertekend door alle deelnemers en hun ouders.
1. onderwerpen
<ol><li>Alleen bevatten 15 gezonde mannelijke adolescent onderwerpen, die de leeftijd van 14 tot 22 jaar varieert (± standaardafwijking betekenen: 18.3 ± 2,8 jaar). Opmerking: Het huidige protocol om te analyseren de dwergstaat en omega complexiteit is ontwikkeld voor gezonde proefpersonen, maar is niet beperkt tot deze groep alleen.</li>
</ol>2. EEG gegevens opnemen
<ol><li>Vraag onderwerpen om te zitten op een comfortabele stoel in een stille, temperatuurgevoelig kamer, waar de gegevens van de EEG werd opgenomen. De 20-kanaals EEG gegevens met behulp van de ANT EEG-systeem in dit protocol te verzamelen.</li>
	<li>Het GLB op de onderwerpen hoofd zetten.<ol>
<li>In deze studie, gebruik een dop met middelmatige grootte, omdat het was geschikt voor meest adolescent of mannelijke onderwerpen. Voor kinderen, gelieve te meten van de hoofdomtrek van elk onderwerp, en het GLB met geschikte grootte bepalen.</li>
		<li>Plaats de elektrode Cz op ongeveer 50% van de afstand tussen inion en nasion en 50% van de afstand tussen de linker en juiste Inter auditieve inspringingen. Plaats de referentie-elektroden op de linker- en mastoid-bone, respectievelijk. Plaats de andere hoofdhuid elektroden op de standaardlocaties volgens de international 10-20 systeem. Opmerking: Een elektrode systeem en EEG versterker met 20 kanalen is voldoende voor EEG dwergstaat en omega complexiteit analyse.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Vul alle de elektroden met geleidende gel door het invoegen van een botte naald door de elektroden. Gebruik de geleidende gel te verlagen van de impedantie. Houd alle elektrode impedances lager dan 10 kiloohms (kΩ).<ol>
<li>Tijdens deze periode bieden sommige vermaak voor de onderwerpen (bijvoorbeeld Toon een korte film). Als een droge elektrode of een zoutoplossing elektrode wordt gebruikt, slaat u de stap van het injecteren van geleidende gel.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Instrueer de onderwerpen om te ontspannen met ogen dicht tijdens de opname, die duurt 5 min. Gebruik de software van de digitalisering te digitaliseren en het opnemen van het EEG signaal. Gebruik een sampling rate van ten minste 250 monsters/s. gebruik een online filter breder dan 0.1 en 80 Hz. Opmerking: Hoewel de meeste commerciële beschikbaar elektrode-versterker systemen gebruiken een actieve elektrode-systeem, die zou kunnen verbeteren van de signaal / ruisverhouding van het EEG signaal, plaats dit systeem niet dicht bij alle elektrische apparaten tijdens het opnemen van de EEG.</li>
</ol>3. EEG gegevens voorbewerken
Opmerking: EEG gegevens kon worden voorverwerkt met behulp van verschillende open source of commerciële software. De onderstaande instructies gelden voor EEGLAB. Dit is slechts één uit vele beschikbare opties voor het voorbehandelen van EEG gegevens.
<ol><li>Importeren van de ruwe gegevens van de EEG de EEG-software (bijvoorbeeld EEGLAB) (bestand | Gegevens importeren | Met behulp van EEGLAB functies en plugins). Opmerking: De ruwe gegevens van de EEG opgenomen uit verschillende elektrode-versterker systemen kunnen worden herkend door EEGLAB, zoals de EGI, ANT, hersenen visie recorder, en Neuroscan.</li>
	<li>Het kanaal locatie bestand laden in de EEG-software (bewerken | Kanaal locaties). Hoewel de gegevens van de EEG en de kanaalnamen zijn ingevoerd om te EEGLAB, een kanaal locatie bestand importeren in de EEG-software met het oog op de ruimtelijke locaties van deze elektroden.</li>
	<li>Verwijderen van de referentie-elektroden (bewerken | Selecteer gegevens | Gegevens selecteren in kanaal bereik). In de optie van "Gegevens selecteren in kanaal bereik" in het pop-up dialoogvenster, selecteert u alleen de elektroden van de opname en schakel niet de referentie-elektroden zodat de referentie-elektroden kunnen worden verwijderd. De gegevens opgenomen in referentie-elektroden is niet 'echte' hersenen signaal, aangezien deze twee elektroden worden geplaatst op de linker- en mastoid-bone respectievelijk.</li>
	<li>Band pass filter de EEG gegevens tussen 0,5 en 80 Hz (Tools | De gegevens filteren | Basic FIR filter [nieuwe, standaard]). Kies 5 voor de "onderste rand van de frequentieband voor de pass (Hz)" in het pop-up dialoogvenster en kies 80 voor de "hogere rand van de frequentieband voor de pass (Hz)". Klik vervolgens op de knop "Ok".</li>
	<li>Verwijderen van de ruis op de lijn macht met een inkeping filter tussen 49 en 51 Hz (Tools | De gegevens filteren | Basic FIR filter [nieuwe, standaard]). In het pop-up dialoogvenster, kies 49 voor de "onderste rand van de frequentieband voor de pass (Hz)", kies 51 voor de "hogere rand van de frequentieband voor de pass (Hz)" en selecteer de optie van "Notch filter de gegevens in plaats van pass-band". Klik vervolgens op de knop "Ok".</li>
	<li>Corrigeer de gegevens delen besmet door oogbewegingen, elektromyografie (EMG) of een andere niet-fysiologische artefacten met behulp van de blinde bron scheiding (BSS) algoritme15. Voor oogbewegingen, tikken voort gereedschap | Artefact verwijderen met behulp van AAR 1.3 | EOG verwijdering | Met behulp van BSS; voor EMG, Tools | Artefact verwijderen met behulp van AAR 1.3 | EMG verwijderen met behulp van BSS.</li>
	<li>De voorbewerkte gegevens voor continue EEG segmenteren in tijdperken, met epoch lengte van 2 s. Om dit te doen, schrijf 'EEG = eeg_regepochs (EEG, 'herhaling', 2, 'beperkt', [0 2], 'rmbase', NaN); pop_saveset(EEG)', dan raken de Enter-toets van het toetsenbord. Een venster zal verschijnen waarmee het opslaan van de gesegmenteerde gegevens van de EEG.</li>
	<li>De EEG-software de gesegmenteerde EEG-gegevens importeren (bestand | Bestaande dataset laden).</li>
	<li>EEG tijdperken verwerpen met amplitude waarden overschrijden van ± 80 µV op elke elektrode (Tools | Verwerpen gegevens tijdperken | Verwerpen van gegevens [alle methoden]).</li>
	<li>Sla de voorverwerkte EEG-gegevens (File | Sla huidige dataset als).</li>
</ol>4. EEG dwergstaat analyse
Opmerking: Een gewijzigde versie van het klassieke K-means clustering algoritme wordt gebruikt voor dwergstaat klasse analyse16, waarin een bottom up-procedure en de procedure van een up-bodem. In de procedure onderop worden het groepeerniveau dwergstaat klassen geïdentificeerd met behulp van de ruimtelijke correlatie als een clustering criterium. In de procedure tot beneden elk topografische kaart van elk onderwerp in elke groep wordt toegewezen aan de EEG dwergstaat klasse met maximale ruimtelijke correlatie. Voor rust statuswaarden EEG dwergstaat analyse, is de polariteit van topografische kaarten vaak genegeerd. EEG dwergstaat klasse analyse kan worden gedaan met behulp van verschillende open source software, zoals CARTOOL, sLORETA, EMMA en MapWin. De onderstaande instructies zijn specifiek voor de EEGLAB plugin voor dwergstaten. Deze EEGLAB plugin kan worden gedownload van https://sccn.ucsd.edu/wiki/EEGLAB_Extensions_and_plug-ins.
<ol><li>Bij elk onderwerp, plaatst u de voorverwerkte EEG-gegevens (File | "Load" bestaande dataset), converteren referentie kanalen om algemene gemiddelde referentie (Tools | Verwijst opnieuw naar), en de band pass filter van de EEG-gegevens tussen 2 en 20 Hz (Tools | De gegevens filteren | Basic FIR filter [nieuwe, standaard]).</li>
	<li>Identificeren van de vier dwergstaat kaarten in elk onderwerp (Tools | Dwergstaten | identificeren van dwergstaat kaarten). In het pop-up dialoogvenster, kies 3 voor de "Min aantal klassen", 6 voor het "Max aantal klassen" kiezen, kies 50 voor het "aantal herstarts van", kies "Max aantal kaarten te gebruiken", en selecteer de opties van "Alleen GFP-peak" en "Geen polariteit". Klik vervolgens op de knop "Ok".</li>
	<li>Opslaan van de gegevens van de EEG van elk onderwerp nadat identificeren van eigen dwergstaat kaarten (bestand | Sla huidige dataset als).</li>
	<li>De EEG datasets van alle de onderwerpen opgeslagen in de laatste stap in een keer importeren (bestand | Bestaande dataset laden).</li>
	<li>Identificeren van het groepeerniveau dwergstaat kaarten (Tools | Dwergstaten | Gemiddelde dwergstaat kaarten over datasets). Selecteer in het pop-up dialoogvenster, de datasets van alle onderwerpen in de optie "Kies ingesteld voor gemiddeld". Geef een naam voor het groepeerniveau dwergstaat kaarten bij de "Naam van gemiddelde" optie. De standaardnaam is "GrandMean". Klik vervolgens op de knop "Ok". Hiermee maakt u een nieuwe gegevensgroep genoemd als "GrandMean", waarin de groepeerniveau dwergstaat kaarten worden opgeslagen.</li>
	<li>De volgorde van vier groepeerniveau dwergstaat kaarten volgens hun klassieke volgorde handmatig sorteren (Plot | Bewerken van dwergstaat kaarten). In de pop-up, selecteer "Meer", en het aantal kaarten getoond wordt dan vier. Selecteer "Man. sortering". Typ de nieuwe orde der vier groepeerniveau dwergstaat kaarten in de pop-up dialoog. Klik vervolgens op "Sluiten".</li>
	<li>De sorteervolgorde van de vier kaarten van het Vorstendom van elk onderwerp (Tools | Dwergstaten | Sorteren van individuele dwergstaat kaarten volgens gemiddelde).</li>
	<li>Opslaan van de dwergstaat parameters van elk onderwerp (Tools | Dwergstaten | Kwantificeren Dwergstaten in dataset [gemiddelde sjabloon maps]), die twee pop-up dialoogvensters sequentieel moet aanroepen.<ol>
<li>Selecteer de datasets van alle vakken in het eerste dialoogvenster. In het tweede dialoogvenster, selecteer "4 klassen" voor de optie "Nummer van klassen", selecteer de opties van "Montage alleen op GFP pieken" en "Verwijderen mogelijk afgekapt dwergstaten", kies van 30 voor het "Label smoothing venster (ms)" en kies 1 voor de "Non gladheid penalty". Klik vervolgens op "Ok". Een CSV-bestand waarin de dwergstaat parameters worden opgeslagen zullen worden opgeslagen op de computer.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. omega complexiteit analyse
<ol><li>Sla de gegevens van de EEG van elk tijdperk en elk onderwerp in ASCII- of het gebruik van txt-formaat aangepast script. Een voorbeeld van het aangepaste script voor stap 5.1 kan worden gevonden in de aanvullende materialen. Opmerking: Als de globale omega complexiteit wordt berekend, zijn de gegevens van de EEG van alle de elektroden van de hoofdhuid nodig om exporteren in ASCII-indeling of txt-indeling. Als de regionale omega complexiteit wordt berekend, alleen de EEG gegevens van elektroden in de hoofdhuid regio exporteren. Bijvoorbeeld om te berekenen anterior omega complexiteit, exporteren alleen de EEG gegevens van elektroden de Italiaanse regio anterior (dat wil zeggen, Fp1, Fp2, F7, F3, Fz, F4 en F8); om te berekenen posterieure omega complexiteit, alleen de EEG gegevens van elektroden posterieure regio (dat wil zeggen, T5, T6, P3, P4, Pz, O1 en O2) te exporteren.</li>
	<li>Berekenen van de omega complexiteit van alle discrete frequenties met behulp van de sLORETA software17 (Utilities | Globale connectiviteit). Deze software is beschikbaar op http://www.uzh.ch/keyinst/loreta.htm.</li>
	<li>De omega complexiteit van elke frequentieband via aangepast script26berekenen. In ons geval, berekenen de complexiteit van de omega van de volgende acht frequentiebanden als de gemiddelde waarde binnen elke Frequentielimiet, die delta (0,5-3,5 Hz), theta (4-7,5 Hz), alpha1 (8-10 Hz), alpha2 (10.5-13.5 Hz), beta1 (14-18 Hz), beta2 (18,5-30 Hz), () gamma1 30,5-48 Hz), en gamma2 (52-80 Hz)4. Een voorbeeld van het aangepaste script voor stap 5.3 kon worden gevonden in de aanvullende materialen.</li>
</ol>

<ol><li>Khanna, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microstates+in+resting-state+EEG%3A+current+status+and+future+directions%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci+Biobehav+Rev%22%5BJournal%5D)">Microstates in resting-state EEG: current status and future directions.</a> Neurosci Biobehav Rev. 49, 105-113 (2015).</li>
<li>Chen, J. L., Ros, T., Gruzelier, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+changes+of+ICA-derived+EEG+functional+connectivity+in+the+resting+state%5BTitle%5D)+AND+%22Hum+Brain+Mapp%22%5BJournal%5D)">Dynamic changes of ICA-derived EEG functional connectivity in the resting state.</a> Hum Brain Mapp. 34 (4), 852-868 (2013).</li>
<li>Imperatori, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aberrant+EEG+functional+connectivity+and+EEG+power+spectra+in+resting+state+post-traumatic+stress+disorder%3A+a+sLORETA+study%5BTitle%5D)+AND+%22Biol+Psychol%22%5BJournal%5D)">Aberrant EEG functional connectivity and EEG power spectra in resting state post-traumatic stress disorder: a sLORETA study.</a> Biol Psychol. 102, 10-17 (2014).</li>
<li>Gao, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Altered+Resting-State+EEG+Microstate+Parameters+and+Enhanced+Spatial+Complexity+in+Male+Adolescent+Patients+with+Mild+Spastic+Diplegia%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Topogr%22%5BJournal%5D)">Altered Resting-State EEG Microstate Parameters and Enhanced Spatial Complexity in Male Adolescent Patients with Mild Spastic Diplegia.</a> Brain Topogr. 30 (2), 233-244 (2017).</li>
<li>Seitzman, B. A., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27742598">Cognitive manipulation of brain electric microstates.</a> Neuroimage. 146, 533-543 (2017).</li>
<li>Lehmann, D., Michel, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EEG-defined+functional+microstates+as+basic+building+blocks+of+mental+processes%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">EEG-defined functional microstates as basic building blocks of mental processes.</a> Clin Neurophysiol. 122 (6), 1073-1074 (2011).</li>
<li>Koenig, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Millisecond+by+millisecond%2C+year+by+year%3A+normative+EEG+microstates+and+developmental+stages%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Millisecond by millisecond, year by year: normative EEG microstates and developmental stages.</a> Neuroimage. 16 (1), 41-48 (2002).</li>
<li>Britz, J., Van De Ville, D., Michel, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((BOLD+correlates+of+EEG+topography+reveal+rapid+resting-state+network+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">BOLD correlates of EEG topography reveal rapid resting-state network dynamics.</a> Neuroimage. 52 (4), 1162-1170 (2010).</li>
<li>Musso, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spontaneous+brain+activity+and+EEG+microstates.+A+novel+EEG%2FfMRI+analysis+approach+to+explore+resting-state+networks%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Spontaneous brain activity and EEG microstates. A novel EEG/fMRI analysis approach to explore resting-state networks.</a> Neuroimage. 52 (4), 1149-1161 (2010).</li>
<li>Strelets, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+schizophrenics+with+positive+symptomatology+have+shortened+EEG+microstate+durations%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Chronic schizophrenics with positive symptomatology have shortened EEG microstate durations.</a> Clin Neurophysiol. 114 (11), 2043-2051 (2003).</li>
<li>Kikuchi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EEG+microstate+analysis+in+drug-naive+patients+with+panic+disorder%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">EEG microstate analysis in drug-naive patients with panic disorder.</a> PLoS One. 6 (7), e22912(2011).</li>
<li>Santarnecchi, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EEG+Microstate+Correlates+of+Fluid+Intelligence+and+Response+to+Cognitive+Training%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Topogr%22%5BJournal%5D)">EEG Microstate Correlates of Fluid Intelligence and Response to Cognitive Training.</a> Brain Topogr. , (2017).</li>
<li>Schlegel, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EEG+microstates+during+resting+represent+personality+differences%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Topogr%22%5BJournal%5D)">EEG microstates during resting represent personality differences.</a> Brain Topogr. 25 (1), 20-26 (2012).</li>
<li>Wackermann, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Beyond+mapping%3A+estimating+complexity+of+multichannel+EEG+recordings%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Neurobiol+Exp+%28Wars%29%22%5BJournal%5D)">Beyond mapping: estimating complexity of multichannel EEG recordings.</a> Acta Neurobiol Exp (Wars). 56 (1), 197-208 (1996).</li>
<li>Jung, T. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Removing+electroencephalographic+artifacts+by+blind+source+separation%5BTitle%5D)+AND+%22Psychophysiology%22%5BJournal%5D)">Removing electroencephalographic artifacts by blind source separation.</a> Psychophysiology. 37 (2), 163-178 (2000).</li>
<li>Pascual-Marqui, R. D., Michel, C. M., Lehmann, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Segmentation+of+brain+electrical+activity+into+microstates%3A+model+estimation+and+validation%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">Segmentation of brain electrical activity into microstates: model estimation and validation.</a> IEEE Trans Biomed Eng. 42 (7), 658-665 (1995).</li>
<li>Pascual-Marqui, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Standardized+low-resolution+brain+electromagnetic+tomography+%28sLORETA%29%3A+technical+details%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Find+Exp+Clin+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">Standardized low-resolution brain electromagnetic tomography (sLORETA): technical details.</a> Methods Find Exp Clin Pharmacol. 24, Suppl D. 5-12 (2002).</li>
<li>Hu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+primary+somatosensory+cortex+contributes+to+the+latest+part+of+the+cortical+response+elicited+by+nociceptive+somatosensory+stimuli+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">The primary somatosensory cortex contributes to the latest part of the cortical response elicited by nociceptive somatosensory stimuli in humans.</a> Neuroimage. 84, 383-393 (2014).</li>
<li>Murray, M. M., Brunet, D., Michel, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Topographic+ERP+analyses%3A+a+step-by-step+tutorial+review%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Topogr%22%5BJournal%5D)">Topographic ERP analyses: a step-by-step tutorial review.</a> Brain Topogr. 20 (4), 249-264 (2008).</li>
<li>Van de Ville, D., Britz, J., Michel, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EEG+microstate+sequences+in+healthy+humans+at+rest+reveal+scale-free+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">EEG microstate sequences in healthy humans at rest reveal scale-free dynamics.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 107 (42), 18179-18184 (2010).</li>
<li>Gonuguntla, V., Mallipeddi, R., Veluvolu, K. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+of+emotion+associated+brain+functional+network+with+phase+locking+value%5BTitle%5D)+AND+%22Conf+Proc+IEEE+Eng+Med+Biol+Soc%22%5BJournal%5D)">Identification of emotion associated brain functional network with phase locking value.</a> Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2016, 4515-4518 (2016).</li>
<li>Wen, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resting-state+EEG+coupling+analysis+of+amnestic+mild+cognitive+impairment+with+type+2+diabetes+mellitus+by+using+permutation+conditional+mutual+information%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Resting-state EEG coupling analysis of amnestic mild cognitive impairment with type 2 diabetes mellitus by using permutation conditional mutual information.</a> Clin Neurophysiol. 127 (1), 335-348 (2016).</li>
<li>Rosales, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+efficient+implementation+of+the+synchronization+likelihood+algorithm+for+functional+connectivity%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroinformatics%22%5BJournal%5D)">An efficient implementation of the synchronization likelihood algorithm for functional connectivity.</a> Neuroinformatics. 13 (2), 245-258 (2015).</li>
<li>Jia, H., Peng, W., Hu, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+approach+to+identify+time-frequency+oscillatory+features+in+electrocortical+signals%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">A novel approach to identify time-frequency oscillatory features in electrocortical signals.</a> J Neurosci Methods. 253, 18-27 (2015).</li>
<li>Wackermann, J. Global characterization of brain electrical activity by means of the Ω complexity production rate. Brain Topogr. 18, 135(2005).</li>
<li>Wackermann, J., Putz, P., Gaßler, M. Unfolding EEG spatial complexity as a function of frequency. Brain Topogr. 16 (2), 124(2003).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

In dit artikel, twee soorten EEG analytische methoden (dat wil zeggen, analyses van de dwergstaat en omega complexiteit analyse), meten van de complexiteit van de temporele en ruimtelijke complexiteit van menselijk brein respectievelijk, werden in detail beschreven. Er zijn verschillende kritische stappen binnen het protocol dat moet worden vermeld. In de eerste plaats moeten de gegevens van de EEG worden gereinigd voordat de berekening van de dwergstaat en omega complexiteit. Ten tweede, de EEG-gegevens moeten worden re...

Elektro-encefalografie (EEG) is wijd verbeid gebruikt om elektrische activiteit van het menselijk brein, zowel in de klinische diagnose en wetenschappelijk onderzoek, omdat het noninvasive, low-begroot en zeer hoge temporele resolutie1 heeft. Om de signalen van de EEG in rust staat te bestuderen, hebben de onderzoekers vele EEG technieken (bijv. macht spectrum analyse, functionele connectiviteit analyse)2,3ontwikkeld. Hiervan dwergstaat en omega complexiteit analyse kon goed gebruik maken van de ruimtelijke en temporele informatie die inherent zijn aan de EEG signalen4.
Eerdere onderzoeken hebben aangetoond dat hoewel de topografische verdeling van EEG signalen na verloop van tijd in het oog-gesloten varieert of oog-open rust staat, de serie van kortstondige kaarten discontinue veranderingen van landschappen tonen, dat wil zeggen, de periodes van stabiliteit afwisselend met korte overgangsperioden tussen bepaalde EEG topografieën van quasi-stabiele5. Dwergstaten worden gedefinieerd als deze episodes met quasi stabiel EEG topografieën, die tussen 80 en 120 ms-1 duren. Aangezien verschillende elektrische potentiële landschappen moeten zijn gegenereerd door verschillende neurale bronnen, deze dwergstaten kunnen in aanmerking komen als de fundamentele blokken van tenuitvoerlegging en kunnen worden beschouwd als "atomen van gedachte en emotie"6. Met behulp van moderne patroon classificatie algoritmen, zijn vier rusten EEG dwergstaat klassen consequent waargenomen, die werden aangeduid als klasse A, klasse B, klasse C en klasse D7. Bovendien, onderzoekers bleek dat deze vier klassen van het Vorstendom van rusten EEG gegevens nauw verbonden met bekende functionele systemen waargenomen in veel rusten statuswaarden fMRI (functionele magnetische resonantie imaging) studies8,9 waren . De analyses van de dwergstaat verstrekt dus, een nieuwe benadering om te bestuderen de rust staat netwerken (RSNs) van de menselijke hersenen. Bovendien, zijn de gemiddelde duur en de frequentie van voorkomen van elke dwergstaat klasse, de topografische vorm van de vier dwergstaat kaarten sterk beïnvloed worden door sommige hersenen stoornissen4,10,11, en zijn geassocieerd met vloeistof intelligentie12 en persoonlijkheid13.
In het andere aspect, kan traditionele functioneel connectiviteit van multi-kanaals EEG alleen beschrijven de functionele verbindingen tussen twee elektroden van de hoofdhuid, dus niet de globale functionele connectiviteit beoordelen over hoofdhuid of binnen een bepaalde regio van de hersenen. De complexiteit van de omega, voorgesteld door de Wackermann (1996)14 en berekend door een benadering van het combineren van de belangrijkste componenten analyse (PCA) en Shannon entropie, heeft geweest tweedehands voor het kwantificeren van de breed-band globale synchronisatie tussen ruimtelijk gedistribueerde hersengebieden. Teneinde de omega complexiteit van elke frequentieband, werd Fourier-transformatie meestal uitgevoerd als een eerste stap25.
De Dwergstaten en omega complexiteit kunnen worden gebruikt om na te denken twee nauw met elkaar verbonden begrippen, d.w.z., de complexiteit van de temporele en ruimtelijke complexiteit4. Aangezien de dwergstaat klassen bepaalde mentale operaties in de menselijke hersenen vertegenwoordigen, kunnen zij de temporele structuur van neuronale oscillaties weerspiegelen. Lagere duur en hogere voorkomen tarief per seconde vermelden hogere temporele complexiteit. De complexiteit van de omega is positief verwant met het aantal onafhankelijke neurale bronnen in de hersenen, dus worden algemeen beschouwd als een indicator van de ruimtelijke complexiteit4.
Het huidige artikel beschrijft het protocol van EEG dwergstaat en omega complexiteit analyse in detail. De EEG dwergstaat en omega complexiteit analyses bieden de mogelijkheid voor het meten van de temporele en ruimtelijke complexiteit van hersenactiviteit respectievelijk.

<table><tbody><tr><td>ANT 20 channels EEG/ERP system</td><td>ASA-Lab, ANT B.V., Netherlands</td><td></td><td>bedrijfswebadres: http://www.ant-neuro.com/</td></tr><tr><td>EEGLAB plugin voor Microstates</td><td>Thomas Koenig</td><td></td><td>https://sccn.ucsd.edu/wiki/EEGLAB_Extensions_and_plug-ins</td></tr><tr><td>sLORETA</td><td>Roberto D. Pascual-Marqui</td><td></td><td>http://www.uzh.ch/keyinst/loreta.htm</td></tr><tr><td>MATLAB 2010a</td><td>The MathWorks Inc.</td><td></td><td>bedrijfswebadres: http://www.mathworks.com/</td></tr><tr><td>eeglab</td><td>Swartz Center for Computational Neuroscience, University of California, San Diego</td><td></td><td>https://sccn.ucsd.edu/eeglab/index.php</td></tr></tbody></table>

vorstendom en omega complexiteit analyses van de rust-state-elektro-encefalografie

Microstate and Omega Complexity Analyses of the Resting-state Electroencephalography

Vorstendom en omega complexiteit zijn twee referentie-vrije elektro-encefalografie (EEG) maatregelen die de temporele en ruimtelijke complexiteit van EEG gegevens kunnen vertegenwoordigen en hebben op grote schaal gebruikt om te onderzoeken van de neurale mechanismen in sommige hersenafwijkingen. Het doel van dit artikel is voor het beschrijven van het protocol ten grondslag liggen aan de EEG dwergstaat en omega complexiteit analyses stap voor stap. Het belangrijkste voordeel van deze twee maatregelen is dat ze het referentie-afhankelijke probleem die inherent zijn aan traditionele spectrum analyse zou kunnen elimineren. Bovendien, analyses van de dwergstaat maakt goed gebruik van hoog tijd resolutie van rust statuswaarden EEG, en de vier klassen van de verkregen dwergstaat zou kunnen overeenkomen met de bijbehorende netwerken rusten-staat respectievelijk. De complexiteit van de omega kenmerkt de ruimtelijke complexiteit van de hele hersenen of specifieke hersengebieden, die heeft duidelijk voordeel in vergelijking met traditionele complexiteit maatregelen die gericht zijn op de complexiteit van het signaal in één kanaal. Deze twee EEG maatregelen kunnen aanvullen en elkaar om te onderzoeken van de hersenen complexiteit van het temporele en ruimtelijke domein respectievelijk.

EEG dwergstaat
Grand betekenen genormaliseerde dwergstaat toewijzingen worden weergegeven in Figuur 1. De elektrische potentiële landschappen van deze vier klassen van de dwergstaat hier geïdentificeerd zijn zeer vergelijkbaar met die gevonden in eerdere studies4.
Het gemiddelde en de standaarddeviatie (SD) van dwergst...

Dit artikel beschrijft het protocol onderliggende elektro-encefalografie (EEG) dwergstaat te analyseren en omega complexiteit analyse, die twee referentie-vrije EEG maatregelen en zeer waardevol is voor het verkennen van de neurale mechanismen van hersenafwijkingen.

Vorstendom en Omega complexiteit Analyses van de rust-state-elektro-encefalografie

Microstate and omega complexity are two reference-free electroencephalography (EEG) measures that can represent the temporal and spatial complexities of ...

Dit semester hebben 10 vragen beantwoord in het veld van hersenaandoeningen, zoals hoe een efficiënt paar markers te identificeren voor een bios-code in de huidige diagnose. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het kan fungeren als een referentie van het openstaande probleem wanneer u zich aan traditionele EEG-analyse houdt. De toepassingen van deze techniek strekken zich uit naar ons begrip van rusttoestandnetwerken van het menselijk brein.Om met deze procedure te beginnen, importeer de ruwe EEG-gegevens naar de EEG-labsoftware. Laad vervolgens het kanaallocatiebestand in de EEG-labsoftware om de ruimtelijke locaties van deze elektroden te verkrijgen. Om de referentie-elektroden te verwijderen, selecteert u een optie van Selecteer gegevens in het kanaalbereik van het pop-up dialoogvenster, selecteert u alleen de opname-elektroden en selecteert u de referentie-elektroden niet, zodat de referentie-elektroden kunnen worden verwijderd.Om de EEG-gegevens bandpass te filteren tussen 0,5 en 80 hertz, kiest u in het pop-up dialoogvenster 0,5 voor de onderste rand van het frequentiedoorlaatband hertz en kiest u 80 voor de bovenste rand van het frequentiedoorlaatband hertz. K

microstate-omega-complexity-analyses-resting-state

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

Neuroimaging onderzoekers overwegen over het algemeen de reactie van de hersenen als de gemiddelde activiteit in herhaalde experimentele proeven en te negeren signaal variabiliteit in de tijd als "ruis". Het is echter duidelijk dat er signaal dat ruis. Dit artikel beschrijft de nieuwe methode van multiscale entropie voor het kwantificeren van de hersenen het signaal variabiliteit in de tijd domein.

Toepassingen van EEG Neuroimaging gegevens: Event-Related Potentials, Spectral Power, en Meerschalige Entropy

Dit manuscript beschrijft een aanpak van neurale activiteit van mensen te meten, terwijl het oplossen ruimtelijk gerichte technische problemen. De elektro-methodologie helpt interpreteren beta hersengolven gemeten in termen van neurale efficiëntie, met als doel het uiteindelijk mogelijk vergelijkingen van de taakuitvoering zowel tussen probleem soorten en tussen de deelnemers.

Door gebruik te maken Elektro Metingen voor Vergelijking van taakspecifieke Neural Efficiëntieverbeteringen: Ruimtelijke Intelligence Tasks

Dit protocol beschrijft een procedure om de evolutie van mesiale netwerkmaatregelen bij patiënten met temporale lobe epilepsie (TLE) te volgen. Het is gebaseerd op de combinatie van intracraniale opnamen met een nieuwe numerieke techniek voor gegevensanalyse. Specifiek presenteren we een protocol voor netwerkanalyses van foramen ovale opnamen.

Network Analysis van foramen Ovale elektrode Recordings in Resistente temporale lob epilepsiepatiënten

High Frequency Trillingen (HFO) naar voren zijn gekomen als prechirurgische biomarkers voor de identificatie van de epileptogene zone bij pediatrische patiënten met medisch refractaire epilepsie. Een methodologie voor de niet-invasieve opname, detectie en lokalisatie van HFO met gelijktijdige hoofdhuid elektro-encefalogram (EEG) en magneto (MEG) wordt gepresenteerd.

Interictale High Frequency Trillingen gedetecteerd met gelijktijdige magneto en elektro zo Biomarker of Pediatric Epilepsie

Instructies voor de goedkope constructie en chirurgische implantatie van een chronische transcraniële hoog-dichtheid elektro-encefalografische montage in muizen worden gegeven. Technieken voor signaalregistratie, extractie en verwerking worden ook beschreven.

High-density Elektro-Aankoop in een knaagdier Model met behulp van goedkope en Open-source Resources

Theta-activiteit in de hippocampus is gerelateerd aan specifieke cognitieve en gedragsstadia. Hier beschrijven we een analytische methode om hoog georganiseerde theta-oscillaties binnen de hippocampus te detecteren met behulp van een tijd-frequentie ( d.w.z. golfjesanalyse) gebaseerde aanpak.

Automatische detectie van zeer georganiseerde theta-oscillaties in het Muizen EEG

Hier presenteren we experimentele en analytische procedures om de temporale dynamiek van de neurale en hartvariabelen van niet-REM slaap in muizen te beschrijven, die de respons op slaapresponsen voor akoestische stimuli moduleren.

Quantum Infra-slow Dynamics of Spectral Power en Heart Rate in slaapmuizen

Presenteren we twee analytische protocollen die kunnen worden gebruikt voor het analyseren van intracraniële elektro-encefalografie gegevens met behulp van de statistische parametrische Mapping (SPM) software: analyse van het tijd-frequentie statistische parametrische toewijzing voor neurale activiteit, en dynamische causale het modelleren van geïnduceerde Responsie voor intra - en intersite - interregionale verbindingen.

Analyseren van neurale activiteit en connectiviteit intracraniële EEG-gegevens gebruiken met SPM Software

Dit artikel biedt een eenvoudig protocol voor het verkrijgen van elektro-encefalografiegegevens (EEG) van goede kwaliteit tijdens gelijktijdige EEG- en functionele magnetische resonantiebeeldvorming door gebruik te maken van direct beschikbare medische producten.

Betrouwbare verwerving van elektro-encefalografiegegevens tijdens gelijktijdige elektro-encefalografie en functionele MRI

Dit protocol heeft tot doel nieuwe methodologische inzichten te verschaffen in niet-invasieve neurostimulatie, met name transauriculaire nervus vagusstimulatie (taVNS), bij patiënten met bewustzijnsstoornissen. Daarnaast wordt een klinisch en elektro-encefalografisch analyseprotocol voorgesteld om de werkzaamheid van de behandeling in dit cohort te beoordelen, samen met de bespreking van relevante ethische overwegingen.

Transauriculaire stimulatie van de nervus vagus en elektro-encefalografische beoordeling bij bewustzijnsstoornissen

Dit protocol presenteert PIPEMAT-RS, een gestandaardiseerde MATLAB-gebaseerde voorverwerkingspijplijn voor EEG-gegevens in rusttoestand. Het zorgt voor de verwijdering van artefacten, verbetert de signaalkwaliteit en verbetert de reproduceerbaarheid van gegevens in verschillende onderzoeken. De pijplijn automatiseert belangrijke voorbewerkingsstappen, waaronder filtering, onafhankelijke componentenanalyse (ICA) en artefactclassificatie, waardoor consistente en betrouwbare EEG-analyse voor...

PIPEMAT-RS: Ontwikkeling en validatie van een gestandaardiseerde MATLAB-pijplijn voor EEG-voorverwerking in rusttoestand

Leer EEG-microtoestandsanalyse en omega-complexiteit voor hersenaandoeningen zonder referentie. Deze methode onthult neurale dynamiek en rusttoestandnetwerken in het menselijk brein.

Vorstendom en Omega complexiteit Analyses van de rust-state-elektro-encefalografie

Meer video's verkennen