Name: Het uitvoeren van gelijktijdige elektro-encefalografie en functionele nabij-infrarood spectroscopie-opnamen met een flanker taak (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-05-24T12:30:00.000+00:00
Duration: 13 min 18 s
Description: Leer gelijktijdige EEG- en fNIRS-opnamen voor cognitieve neurowetenschap met een flanker taak. Deze methode onthult de relatie tussen prefrontale hersenactiviteit en event-related potentials.

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

Dit werk werd gedeeltelijk uitgevoerd op het high performance computing cluster (HPCC), dat wordt ondersteund door information and communication technology office (ICTO) van de Universiteit van Macau. Deze studie werd ondersteund door MYRG2019-00082-FHS en MYRG 2018-00081-FHS subsidies van de Universiteit van Macau in Macau, en ook gefinancierd door The Science and Technology Development Fund, Macau SAR (FDCT 0011/2018/A1 en FDCT 025/2015/A1).

Voorafgaand aan de experimentele tests ondertekenden alle deelnemers geïnformeerde toestemmingsdocumenten. Het protocol voor deze studie werd goedgekeurd door de Ethische Commissie van de Universiteit van Macau.
1. Hardware- en software-instelling voor gelijktijdige EEG- en fNIRS-opnamen
<ol><li>Bouw een hoofddop voor gelijktijdige EEG-fNIRS opnames.<ol>
<li>Selecteer de juiste dopgrootte op basis van de hoofdomtrek van de deelnemers. Gebruik in deze studie een middelgrote dop omdat deze geschikt is voor de meeste adolescente en volwassen deelnemers.</li>
		<li>Ontwerp de lay-out van fNIRS optodes samen met de EEG-dop in de prefrontale cortex (Figuur 1).<ol>
<li>Plaats EEG-elektroden in het middelste gedeelte van de fNIRS-optodes om ervoor te zorgen dat hetzelfde hersengebied wordt gemeten door de twee technieken19,30. Plaats echter vanwege de lage ruimtelijke resolutie van zowel EEG- als fNIRS-neuroimagingmethoden de elektroden in het overeenkomstige hersengebied dat wordt bedekt door fNIRS-optodes in plaats van de exacte locaties van fNIRS-kanalen.</li>
			<li>Maak 22 gaten in de EEG-dop om de fNIRS-optodes in lijn te houden met de specifieke lay-out in de prefrontale cortex. Identificeer en markeer de locaties van fNIRS-optodes volgens de ontworpen lay-out van de hoofdkap en sla vervolgens gaten in de dop om de optodes te plaatsen en vast te stellen.</li>
			<li>Plaats 21 of 71 EEG-elektroden langs het oppervlak van de EEG-dop (zie Materiaaltafel)volgens het 10-20 International System en monteer de roosters voor de optodes.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Stel de afstand tussen elk brondetectorpaar in op 3 cm en bevestig vervolgens de optodes, waarbij de blauwe optodes de lichtdetectoren aanduiden terwijl de rode de laserbronnen vertegenwoordigen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Stel de EEG- en fNIRS-poorten in de software in.</li>
	<li>Gebruik de tijdtriggers die via de parallelle poort en de seriële poort worden gegenereerd om de synchronisatie van twee verschillende signalen te garanderen.<ol>
<li>Stel de parallelle poort (bijvoorbeeld H378 in deze studie) in voor het EEG-systeem (zie Tabel van materialen).</li>
		<li>Stel de seriële poort (bijvoorbeeld 6 9600 in deze studie) in voor het fNIRS-systeem (zie Tabel van materialen). OPMERKING: Het poorttype en het nummer moeten worden gewijzigd met betrekking tot verschillende EEG- en fNIRS-opstellingen. Neem contact op met de fabrikanten voor meer informatie.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Experimentele voorbereiding
<ol><li>Warm het fNIRS-systeem op met lasers die gedurende 30 min zijn ingeschakeld.</li>
	<li>Stel alle benodigde bedieningsparameters in voor het fNIRS-meetsysteem.</li>
	<li>Toon de gefuseerde experimentele opstelling inclusief de EEG- en fNIRS-meetsystemen aan de deelnemers.</li>
	<li>Meet en markeer het Cz-punt volgens het 10-20 International System. Identificeer de elektrodepositie van Cz op de helft van de afstand tussen de inion en nasion en de helft van de afstand tussen de linker- en rechtertusseninvoegingen.</li>
	<li>Plaats eerst het voorste deel van de dop langs het voorhoofd van de deelnemer en trek vervolgens het achterste gedeelte van de dop naar de nek.</li>
	<li>Valideer de posities.<ol>
<li>Meet de afstand tussen de Cz en inion en nasion opnieuw met een zachte liniaal, en controleer dubbel of deze zich op het middelpunt bevindt. Meet ook de afstand tussen de Cz en links en rechts inter-auditief, en controleer dubbel of de Cz zich op het middelpunt bevindt.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Bereid je voor op de EEG-opnames. OPMERKING: Het wordt ten zeerste aanbevolen om eerst de EEG-elektroden op te zetten en vervolgens de fNIRS-optodes. Als EEG-geleidende gel de gaten bedekt voor de plaatsing van fNIRS-optodes, moet deze worden gereinigd om besmetting van optodes te voorkomen.<ol>
<li>Vul geleidende gel door het inbrengen van een stompe naald door de gaten van het EEG-elektroderaster.</li>
		<li>Plaats alle elektroden in het EEG-elektroderooster volgens de etiketten.</li>
		<li>Open de EEG-software en inspecteer de signaalkwaliteit van EEG-elektroden.</li>
		<li>Pas de elektrode aan door geleidende gel bij te vullen als de signaalkwaliteit niet goed genoeg is om aan de eisen te voldoen (40 mV).</li>
		<li>Pas de elektrode aan door geleidende gel bij te vullen als de impedantie niet aan de eisen kon voldoen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Bereid je voor op de fNIRS-opnames. Let op: Stel de ogen van de deelnemers niet rechtstreeks bloot aan de laserstraal van fNIRS-bronnen.<ol>
<li>Plaats de optische vezels langs de houderarmen die aan het fNIRS-meetsysteem en de houder zijn bevestigd. Zorg ervoor dat de vezels netjes en netjes zijn.</li>
		<li>Plaats de optische bronnen en detectoren in de gaten volgens de lay-out.</li>
		<li>Test de signaalkwaliteit. Als een kanaal geen signaal-ruisverhouding op hoog niveau heeft (d.w.z. als het kanaal geel is gemarkeerd), inspecteer dan voorzichtig het haar van de deelnemer rond de optische sondes om ervoor te zorgen dat er niets bestaat tussen de optische sonde en de hoofdhuid.</li>
		<li>Als stap 2.8.3 de signaalkwaliteit niet kan verbeteren, schakelt u de signaalintensiteit aan. Als er te veel signaal is (d.w.z. als het kanaal rood is gemarkeerd), schakelt u de signaalintensiteit uit.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. Het experiment uitvoeren
<ol><li>Start het experiment wanneer de signalen stabiel zijn met een uitstekende signaal-ruisverhouding en de deelnemers bekend zijn met de experimentinstructies. Gebruik de klassieke Flanker paradigma voor de experimentele test29,31.</li>
	<li>Sla na het experiment de gegevens op en exporteer t-werk van zowel EEG als fNIRS.</li>
	<li>Verwijder EEG-elektroden en fNIRS optische sondes zorgvuldig.</li>
</ol>4. Meting van driedimensionale (3D) MNI coördinaten van fNIRS optodes met 3D digitizer
<ol><li>Laat de deelnemers in een stoel zitten en draag de bril met de sensor.</li>
	<li>Open de digitizer software op de computer. Zorg ervoor dat het 3D-digitizersysteem verbinding maakt met de computer via een geschikte COM-poort.</li>
	<li>De lay-out van het optodes-instellingsbestand laden.</li>
	<li>Verplaats de 3D digitizer stylus over de sleutelposities (Nz, Iz, linkeroor, rechteroor, Cz) samen met het scherm en druk op de knop op de stylus.</li>
	<li>Lokaliseren van de optische bronnen en detectoren</li>
	<li>Exporteer de 3D-coördinatenbestanden.</li>
</ol>5. Gegevensanalyse
<ol><li>fNIRS data-analyse<ol>
<li>Verwerk de 3D MNI coördinaten gegevens met behulp van de registratieoptie in NIRS-SPM met MATLAB 2019. Selecteer: stand-alone ruimtelijke registratie | Met 3D Digitaliseren. Kies de eerder opgeslagen anderen en herkomsttekstbestanden en selecteer Vervolgens Registratie.</li>
		<li>Pre-proces fNIRS signalen met Homer2 software32.<ol>
<li>Zet de ruwe gegevens om in optische dichtheidsveranderingen voor verschillende golflengten en zet verder in de concentratieveranderingen van HbO op verschillende tijdspunten met behulp van een gewijzigde Wet bier-Lambert om. Over het algemeen is de typisch differentiële path length factor (DPF) waarde beïnvloed door de leeftijd, geslacht en golflengte, en de afstand tussen de bron en decetor33,34 is 6, wat vergelijkbaar is met de gemiddelde DPF uit eerdere studies34,35.</li>
			<li>Gebruik het spline motion artifacts detection algoritme van het Homer2 fNIRS-verwerkingspakket voor bewegingscorrectie. Selecteer de juiste methoden van bewegingscorrectie op basis van literatuur36.</li>
			<li>Verwerk de ruwe hemoglobine continue gegevens door een low-pass filter van 0,2 Hz en vervolgens een high-pass filter van 0,015 Hz.</li>
			<li>Normaliseer de hemodynamische signaalamplitude door de gemiddelde waarden te delen.</li>
			<li>Genereer de fNIRS-gegevens voor elk kanaal op basis van de 3D digitizer informatie. Selecteer de kanalen met een registratiekans van 100% of meer in de superieure frontale cortex (SFC)volgens de regressieberekening van de NIRS-SPM voor verdere analyse.</li>
			<li>Export van de piekwaarden van zuurstof hemoglobine (HbO) concentratie veranderingen. OPMERKING: In deze studie werden alleen HbO-signalen geanalyseerd vanwege hun hoge signaal-ruisverhouding. De piekwaarden van run-averaged HbO-gegevens werden voor elk kanaal uit elke deelnemer geëxtraheerd voor verdere analyse.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>EEG-gegevensverwerking OPMERKING: Offline EEG data-analyse werd uitgevoerd met het EEGLAB. Alleen N200 bij Fz was de interessante component voor deze studie. Alle elektroden werden onderworpen aan een automatische artefactcorrectie om oogbewegingen te verwijderen met behulp van een intern model van artefact-topografieën. Continue EEG-gegevens werden vervolgens gesegmenteerd in verschillende proeven op basis van doel- en niet-doelstimuli, waarbij het tijdperk voor elke studie 2500 ms duurde, met een pre-stimulusperiode van 500 ms (basistijdvak) en een post-stimulusperiode van 2000 ms (taaktijdvak).<ol>
<li>Laad de ruwe EEG-gegevensmap in het EEGLAB met behulp van de plug-ins. Kies de BIOSIG plugin voor het BDF-bestand in deze studie. LET OP: Kies een geschikte plug-in op basis van de EEG-bestandsindeling.</li>
		<li>Stel de locatie-informatie van het kanaal in voor EEGLAB37. Laad het bijbehorende locatiebestand van de dop.</li>
		<li>Re-referentie elektroden in de ERPLAB, dat is een plugin van EEGLAB. Kies de kanalen die in de mastoïden als referentie-elektroden worden geplaatst.</li>
		<li>Extraheren EEG-gegevens tijdperken op basis van de gebeurtenis en bin bestanden in de ERPLAB37.</li>
		<li>Filtreer de EEG-datasegmenten in het ERPLAB met behulp van het FIR-filter door de lage frequenties te filteren met een cutoff van 30Hz en door de hoge frequenties te filteren met een cutoff van 0,1 Hz.</li>
		<li>Verwijder oculaire EEG-artefacten met de onafhankelijke componentanalyse in EEGLAB.</li>
		<li>Verwerp EEG-gegevenssegmenten met amplitudewaarden van meer dan ± 100 μV op elk kanaal in ERPLAB.</li>
		<li>Gemiddelde de EEG-datasegmenten in ERPLAB. OPMERKING: Dit zijn de algemeen gebruikte data-analysemethode en de software voor de verwerking van EEG en de fNIRS-gegevens. Er zijn tal van verwerkingssoftware en -methoden beschikbaar.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Correlatieberekening<ol>
<li>Genereer de relatie tussen fNIRS- en EEG-opnames met behulp van Pearson correlatieanalyse.</li>
	</ol>
</li>i></ol>

<ol><li>Kennan, R. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+recording+of+event-related+auditory+oddball+response+using+transcranial+near+infrared+optical+topography+and+surface+EEG%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Simultaneous recording of event-related auditory oddball response using transcranial near infrared optical topography and surface EEG.</a> NeuroImage. 16 (3), Pt 1 587-592 (2002).</li>
<li>Horovitz, S. G., Gore, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+event-related+potential+and+near-infrared+spectroscopic+studies+of+semantic+processing%5BTitle%5D)+AND+%22Human+Brain+Mapping%22%5BJournal%5D)">Simultaneous event-related potential and near-infrared spectroscopic studies of semantic processing.</a> Human Brain Mapping. 22 (2), 110-115 (2004).</li>
<li>Yuan, Z., Ye, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fusion+of+fNIRS+and+fMRI+data%3A+identifying+when+and+where+hemodynamic+signals+are+changing+in+human+brains%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Fusion of fNIRS and fMRI data: identifying when and where hemodynamic signals are changing in human brains.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 7, 676(2013).</li>
<li>Lin, X., Sai, L., Yuan, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detecting+Concealed+Information+with+Fused+Electroencephalography+and+Functional+Near-infrared+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Detecting Concealed Information with Fused Electroencephalography and Functional Near-infrared Spectroscopy.</a> Neuroscience. 386, 284-294 (2018).</li>
<li>Ieong, H. F., Yuan, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emotion+recognition+and+its+relation+to+prefrontal+function+and+network+in+heroin+plus+nicotine+dependence%3A+a+pilot+study%5BTitle%5D)+AND+%22Neurophotonics%22%5BJournal%5D)">Emotion recognition and its relation to prefrontal function and network in heroin plus nicotine dependence: a pilot study.</a> Neurophotonics. 5 (02), 1(2018).</li>
<li>Hu, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+Mapping+of+Brain+Activation+and+Connectivity+in+Occipitotemporal+Cortex+During+Chinese+Character+Recognition%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Topography%22%5BJournal%5D)">Optical Mapping of Brain Activation and Connectivity in Occipitotemporal Cortex During Chinese Character Recognition.</a> Brain Topography. 31 (6), 1014-1028 (2018).</li>
<li>Wang, M. -Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Concurrent+mapping+of+brain+activation+from+multiple+subjects+during+social+interaction+by+hyperscanning%3A+a+mini-review%5BTitle%5D)+AND+%22Quantitative+Imaging+in+Medicine+and+Surgery%22%5BJournal%5D)">Concurrent mapping of brain activation from multiple subjects during social interaction by hyperscanning: a mini-review.</a> Quantitative Imaging in Medicine and Surgery. 8 (8), 819-837 (2018).</li>
<li>Scholkmann, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+on+continuous+wave+functional+near-infrared+spectroscopy+and+imaging+instrumentation+and+methodology%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">A review on continuous wave functional near-infrared spectroscopy and imaging instrumentation and methodology.</a> NeuroImage. 85, 6-27 (2014).</li>
<li>Wan, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+neural+basis+of+the+hemodynamic+response+nonlinearity+in+human+primary+visual+cortex%3A+Implications+for+neurovascular+coupling+mechanism%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">The neural basis of the hemodynamic response nonlinearity in human primary visual cortex: Implications for neurovascular coupling mechanism.</a> NeuroImage. 32 (2), 616-625 (2006).</li>
<li>Miller, E. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+prefontral+cortex+and+cognitive+control%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">The prefontral cortex and cognitive control.</a> Nature Reviews Neuroscience. 1 (1), 59-65 (2000).</li>
<li>Miller, E. K., Cohen, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+integrative+theory+of+prefrontal+cortex+function%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+review+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">An integrative theory of prefrontal cortex function.</a> Annual review of Neuroscience. 24 (1), 167-202 (2001).</li>
<li>Mansouri, F. A., Tanaka, K., Buckley, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conflict-induced+behavioural+adjustment%3A+a+clue+to+the+executive+functions+of+the+prefrontal+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Conflict-induced behavioural adjustment: a clue to the executive functions of the prefrontal cortex.</a> Nature Reviews Neuroscience. 10 (2), 141-152 (2009).</li>
<li>Wood, J. N., Grafman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+prefrontal+cortex%3A+processing+and+representational+perspectives%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Human prefrontal cortex: processing and representational perspectives.</a> Nature Reviews Neuroscience. 4 (2), 139-147 (2003).</li>
<li>Wallis, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Orbitofrontal+Cortex+and+Its+Contribution+to+Decision-Making%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Orbitofrontal Cortex and Its Contribution to Decision-Making.</a> Annual Review of Neuroscience. 30 (1), 31-56 (2007).</li>
<li>Forbes, C. E., Grafman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Role+of+the+Human+Prefrontal+Cortex+in+Social+Cognition+and+Moral+Judgment%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">The Role of the Human Prefrontal Cortex in Social Cognition and Moral Judgment.</a> Annual Review of Neuroscience. 33 (1), 299-324 (2010).</li>
<li>Nguyen, D. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-invasive+continuous+EEG-fNIRS+recording+of+temporal+lobe+seizures%5BTitle%5D)+AND+%22Epilepsy+Research%22%5BJournal%5D)">Non-invasive continuous EEG-fNIRS recording of temporal lobe seizures.</a> Epilepsy Research. 99 (1-2), 112-126 (2012).</li>
<li>Peng, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((fNIRS-EEG+study+of+focal+interictal+epileptiform+discharges%5BTitle%5D)+AND+%22Epilepsy+Research%22%5BJournal%5D)">fNIRS-EEG study of focal interictal epileptiform discharges.</a> Epilepsy Research. 108 (3), 491-505 (2014).</li>
<li>Liu, Y., Ayaz, H., Shewokis, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multisubject+%22learning%22+for+mental+workload+classification+using+concurrent+EEG%2C+fNIRS%2C+and+physiological+measures%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Multisubject "learning" for mental workload classification using concurrent EEG, fNIRS, and physiological measures.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 11, (2017).</li>
<li>Aghajani, H., Garbey, M., Omurtag, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+mental+workload+with+EEG%2BfNIRS%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Measuring mental workload with EEG+fNIRS.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 11, (2017).</li>
<li>Balconi, M., Vanutelli, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hemodynamic+%28fNIRS%29+and+EEG+%28N200%29+correlates+of+emotional+inter-species+interactions+modulated+by+visual+and+auditory+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Hemodynamic (fNIRS) and EEG (N200) correlates of emotional inter-species interactions modulated by visual and auditory stimulation.</a> Scientific Reports. 6, (2016).</li>
<li>Donohue, S. E., Appelbaum, L. G., McKay, C. C., Woldorff, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+neural+dynamics+of+stimulus+and+response+conflict+processing+as+a+function+of+response+complexity+and+task+demands%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychologia%22%5BJournal%5D)">The neural dynamics of stimulus and response conflict processing as a function of response complexity and task demands.</a> Neuropsychologia. 84, 14-28 (2016).</li>
<li>Liu, Y., Ayaz, H., Shewokis, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mental+workload+classification+with+concurrent+electroencephalography+and+functional+near-infrared+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Brain-Computer+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Mental workload classification with concurrent electroencephalography and functional near-infrared spectroscopy.</a> Brain-Computer Interfaces. 4 (3), 175-185 (2017).</li>
<li>Fazli, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+performance+by+a+hybrid+NIRS-EEG+brain+computer+interface%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Enhanced performance by a hybrid NIRS-EEG brain computer interface.</a> NeuroImage. 59 (1), 519-529 (2012).</li>
<li>Putze, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hybrid+fNIRS-EEG+based+classification+of+auditory+and+visual+perception+processes%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Hybrid fNIRS-EEG based classification of auditory and visual perception processes.</a> Frontiers in Neuroscience. 8, 373(2014).</li>
<li>Horovitz, S. G., Gore, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+event-related+potential+and+near-infrared+spectroscopic+studies+of+semantic+processing%5BTitle%5D)+AND+%22Human+Brain+Mapping%22%5BJournal%5D)">Simultaneous event-related potential and near-infrared spectroscopic studies of semantic processing.</a> Human Brain Mapping. 22 (2), 110-115 (2004).</li>
<li>Lin, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mapping+the+small-world+properties+of+brain+networks+in+Chinese+to+English+simultaneous+interpreting+by+using+functional+near-infrared+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Innovative+Optical+Health+Sciences%22%5BJournal%5D)">Mapping the small-world properties of brain networks in Chinese to English simultaneous interpreting by using functional near-infrared spectroscopy.</a> Journal of Innovative Optical Health Sciences. 11 (03), 1840001(2018).</li>
<li>Folstein, J. R., Van Petten, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+cognitive+control+and+mismatch+on+the+N2+component+of+the+ERP%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Psychophysiology%22%5BJournal%5D)">Influence of cognitive control and mismatch on the N2 component of the ERP: A review.</a> Psychophysiology. 45 (1), 152(2008).</li>
<li>Patel, S. H., Azzam, P. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+N200+and+P300%3A+Selected+studies+of+the+Event-Related+Potential%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Medical+Sciences%22%5BJournal%5D)">Characterization of N200 and P300: Selected studies of the Event-Related Potential.</a> International Journal of Medical Sciences. 2 (4), 147-154 (2005).</li>
<li>Suzuki, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+relationship+between+the+superior+frontal+cortex+and+alpha+oscillation+in+a+flanker+task%3A+Simultaneous+recording+of+electroencephalogram+%28EEG%29+and+near+infrared+spectroscopy+%28NIRS%29%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+Research%22%5BJournal%5D)">The relationship between the superior frontal cortex and alpha oscillation in a flanker task: Simultaneous recording of electroencephalogram (EEG) and near infrared spectroscopy (NIRS).</a> Neuroscience Research. 131, 30-35 (2018).</li>
<li>Keles, H. O., Barbour, R. L., Omurtag, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hemodynamic+correlates+of+spontaneous+neural+activity+measured+by+human+whole-head+resting+state+EEG+%2B+fNIRS%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Hemodynamic correlates of spontaneous neural activity measured by human whole-head resting state EEG + fNIRS.</a> NeuroImage. 138, 76-87 (2016).</li>
<li>Eriksen, B. A., Eriksen, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+noise+letters+upon+the+identification+of+a+target+letter+in+a+nonsearch+task%5BTitle%5D)+AND+%22Perception+%26+Psychophysics%22%5BJournal%5D)">Effects of noise letters upon the identification of a target letter in a nonsearch task.</a> Perception & Psychophysics. 16 (1), 143-149 (1974).</li>
<li>Huppert, T. J., Diamond, S. G., Franceschini, M. A., Boas, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((HomER%3A+a+review+of+time-series+analysis+methods+for+near-infrared+spectroscopy+of+the+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+optics%22%5BJournal%5D)">HomER: a review of time-series analysis methods for near-infrared spectroscopy of the brain.</a> Applied optics. 48 (10), 280-289 (2009).</li>
<li>Kocsis, L., Herman, P., Eke, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+modified+Beer-Lambert+law+revisited%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">The modified Beer-Lambert law revisited.</a> Physics in Medicine and Biology. 51 (5), (2006).</li>
<li>Herold, F., Wiegel, P., Scholkmann, F., Müller, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applications+of+Functional+Near-Infrared+Spectroscopy+%28fNIRS%29+Neuroimaging+in+Exercise-Cognition+Science%3A+A+Systematic%2C+Methodology-Focused+Review%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Medicine%22%5BJournal%5D)">Applications of Functional Near-Infrared Spectroscopy (fNIRS) Neuroimaging in Exercise-Cognition Science: A Systematic, Methodology-Focused Review.</a> Journal of Clinical Medicine. 7 (12), 466(2018).</li>
<li>Duncan, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+pathlength+measurements+on+adult+head%2C+calf+and+forearm+and+the+head+of+the+newborn+infant+using+phase+resolved+optical+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Physics+in+Medicine+and+Biology%22%5BJournal%5D)">Optical pathlength measurements on adult head, calf and forearm and the head of the newborn infant using phase resolved optical spectroscopy.</a> Physics in Medicine and Biology. 40 (2), 295-304 (1995).</li>
<li>Brigadoi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motion+artifacts+in+functional+near-infrared+spectroscopy%3A+A+comparison+of+motion+correction+techniques+applied+to+real+cognitive+data%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Motion artifacts in functional near-infrared spectroscopy: A comparison of motion correction techniques applied to real cognitive data.</a> NeuroImage. 85, 181-191 (2014).</li>
<li>Lopez-Calderon, J., Luck, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ERPLAB%3A+an+open-source+toolbox+for+the+analysis+of+event-related+potentials%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">ERPLAB: an open-source toolbox for the analysis of event-related potentials.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 8, 213(2014).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

In dit protocol werden gecombineerde EEG- en fNIRS-opnames uitgevoerd om de hersenactiveringspatronen met een gebeurtenisgerelateerd flankerparadigma te onderzoeken door de neurale signalen van het hele brein en gelijktijdige hemodynamische reacties van de prefrontale cortex te registreren. Uit de ERP-resultaten bleek dat N200 bij Fz de congruente en incongruente omstandigheden aanzienlijk kon onderscheiden (P=0.037). Ondertussen vertoonden de HbO-signalen in SFC (kanalen 21) ook een significant verschil tussen de congru...

Deze studie is gericht op het ontwikkelen van een werkend protocol om het neurale activeringspatroon te onthullen dat ten grondslag ligt aan de Flanker-taak met behulp van gesmolten EEG- en fNIRS-neuroimagingtechnieken. Interessant is dat de gelijktijdige fNIRS-EEG-opnames het mogelijk maken om de relatie tussen de hemodynamische signalen in de prefrontale cortex en verschillende gebeurtenisgerelateerde potentiële (ERP)-componenten van het hele brein in verband met de Flanker-taak te inspecteren.
De integratie van verschillende niet-invasieve neuroimaging modaliteiten, waaronder functionele nabij-infrarood spectroscopie (fNIRS), elektro-encefalografie (EEG), en functionele magnetische resonantie beeldvorming (fMRI) is essentieel om het begrip van waar en wanneer informatieverwerking plaatsvindt in de hersenen1,2,3te verbeteren. Daarnaast is er het potentieel om fNIRS en EEG te combineren om de relatie tussen lokale neurale activiteit en latere veranderingen in hemodynamische reacties te onderzoeken, waarbij EEG en fNIRS complementair kunnen zijn bij het onthullen van het neurale mechanisme van de cognitieve functie van de menselijke hersenen. fNIRS is een vasculaire functionele neuroimaging techniek die is gebaseerd op de hemodynamische reacties op afte leiden hersenactivatie. fNIRS meet de relatieve oxyhemoglobine (HbO) en deoxyhemoglobine (HbR) concentratieveranderingen in de hersenschors, die een belangrijke rol speelt in de studie van cognitieve verwerking3,4,5,6,7. Volgens het neurovasculaire en neurometabolische koppelingsmechanisme8gaat de verandering van lokale neurale activiteit in verband met cognitieve verwerking over het algemeen gepaard met latere veranderingen in de lokale bloedstroom en bloedzuurstof met een vertraging van 4-7 seconden. Het is aangetoond dat de neurovasculaire koppeling is waarschijnlijk een macht transducer, die de snelle dynamiek van neurale activiteit integreert in de vasculaire input van langzame hemodynamica9. Specifiek, fNIRS wordt meestal gebruikt voor de inspectie van de neurovasculaire activiteit in de frontale kwab, met name de prefrontale cortex die verantwoordelijk is voor hoge cognitieve functies, zoals uitvoerende functies10,11,12, redeneren en planning13, besluitvorming14, en sociale cognitie en moreel oordeel15. Echter, de hemodynamische reacties gemeten door fNIRS alleen indirect vangen de neurale activiteit met een lage temporele resolutie, terwijl EEG kan bieden tijdelijk fijne en directe maatregelen van neurale activiteiten. Bijgevolg kan de combinatie van EEG en fNIRS-opname meer functies identificeren en meer informatie onthullen die verband houdt met de werking van de hersenen.
Wat nog belangrijker is, de multimodale verwerving van EEG en fNIRS signalen is uitgevoerd om de hersenactivatie die ten grondslag liggen aan verschillende cognitieve taken16,17,,18,19,20,,21,,22 of brain-computer interface23,24te inspecteren . In het bijzonder werden gelijktijdige ERP -opnames (event-related potential) en fNIRS-opnames uitgevoerd op basis van het gebeurtenisgerelateerde auditieve oddball paradigma1, waarin fNIRS enkele seconden na het verschijnen van p300-component de hemodynamische veranderingen in de frontotemporale cortex kan identificeren. Horovitz et al. demonstreerden ook de gelijktijdige metingen van fNIRS-signalen en de P300-component tijdens een semantische verwerkingstaak25. Interessant is dat eerdere studies op basis van gelijktijdige EEG- en fNIRS-opnames toonden aan dat P300 tijdens oddballstimuli een significante correlatie vertoonde met fNIRS-signalen26. Het werd ontdekt dat de multi-modale maatregelen hebben het potentieel om de uitgebreide cognitieve neurale mechanisme op basis van de gebeurtenis-gerelateerde paradigma26onthullen. Naast de oddball taak, de Flanker taak in verband met ERP component N200 is ook een belangrijk paradigma, die kan worden gebruikt voor het onderzoek van cognitieve vermogen detectie en evaluatie met gezonde controles en patiënten met verschillende aandoeningen. Specifiek, N200 was een negatieve component die pieken 200-350 ms van de voorste cingulated cortex frontale27 en superieure temporele cortex28. Hoewel eerdere studies onderzocht de relatie tussen de superieure frontale cortex en alfa oscillatie in de Flanker taak29, de correlatie tussen de N200 amplitude en de hemodynamische reacties tijdens de Flanker taak is niet onderzocht.
In dit protocol werd een zelfgemaakte EEG/fNIRS patch op basis van standaard EEG cap gebruikt voor de gelijktijdige EEG en fNIRS opnames. De regelingen van optodes/elektroden met steun werden bereikt door de plaatsing van fNIRS optodes die in de EEG glb worden gesmolten. De gelijktijdige EEG- en fNIRS-data-acquisities werden uitgevoerd met dezelfde stimulitaken gegenereerd door E-prime software. We veronderstellen dat ERP-componenten in verband met de Flanker taak een significante correlatie kunnen vertonen met de hemodynamische reacties in de prefrontale cortex. Ondertussen kunnen de gecombineerde ERP- en fNIRS-opnames meerdere signaalindicatoren extraheren om de hersenactiveringspatronen met verbeterde nauwkeurigheid te identificeren. Om de hypothese te testen, werden de fNIRS setup en EEG machine geïntegreerd om het complexe neurale cognitiemechanisme te onthullen dat overeenkomt met de gebeurtenisgerelateerde Flankertaak.

<table><tbody><tr><td>EEG cap</td><td>EASYCAP GmbH</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>EEG systeem</td><td>BioSemi</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>fNIRS systeem</td><td>TechEn</td><td>-</td><td>CW6 Systeem</td></tr></tbody></table>

het uitvoeren van gelijktijdige elektro-encefalografie en functionele nabij-infrarood spectroscopie-opnamen met een flanker taak

Conducting Concurrent Electroencephalography and Functional Near-Infrared Spectroscopy Recordings with a Flanker Task

Gelijktijdige EEG- en fNIRS-opnames bieden een uitstekende gelegenheid om een volledig begrip te krijgen van het neurale mechanisme van cognitieve verwerking door de relatie tussen de neurale en hemodynamische signalen te inspecteren. EEG is een elektrofysiologische technologie die de snelle neuronale activiteit van de cortex kan meten, terwijl fNIRS vertrouwt op de hemodynamische reacties op hersenactivering. De combinatie van EEG en fNIRS neuroimaging technieken kunnen identificeren meer functies en onthullen meer informatie in verband met de werking van de hersenen. In dit protocol werden gefuseerde EEG-fNIRS-metingen uitgevoerd voor gelijktijdige opnames van opgeroepen-elektrische potentialen en hemodynamische reacties tijdens een Flanker-taak. Daarnaast werden de cruciale stappen voor het opzetten van het hardware- en softwaresysteem en de procedures voor het verzamelen en analyseren van gegevens in detail gegeven en besproken. De verwachting is dat het huidige protocol een nieuwe weg kan effenen voor het verbeteren van het begrip van de neurale mechanismen die ten grondslag liggen aan verschillende cognitieve processen met behulp van de EEG- en fNIRS-signalen.

Figuur 2 toont de HbO-signalen voor alle kanalen, terwijl figuur 3 de ERP's van Fz en FCz weergeeft voor de twee voorwaarden van de flankertaak. Figure 4 illustreerde de Pearson correlatie analyse resultaten bleek dat de fNIRS signalen in SFC vertoonde een significante correlatie met de ERP N200 component op Fz voor de incongruente voorwaarde (P<0,05). Dit is echter niet het geval voor de congruente vo...

Het huidige protocol beschrijft hoe gelijktijdige EEG- en fNIRS-opnamen moeten worden uitgevoerd en hoe de relatie tussen de EEG- en fNIRS-gegevens kan worden geinspecterd.

Het uitvoeren van gelijktijdige elektro-encefalografie en functionele nabij-infrarood spectroscopie-opnamen met een flanker taak

Concurrent EEG and fNIRS recordings offer an excellent opportunity to gain a full understanding of the neural mechanism of cognitive processing by ...

Het doel van deze studie was om een werkend protocol te ontwikkelen om het neuroactiveringspatroon te onthullen, de flankertaak te onderstrepen met behulp van gefuseerde EEG- en fNIRS-neurobeeldvormingstechniek. De gelijktijdige fNIRS EEG-opnames zorgen voor de inspectie van de relatie tussen de prefrontale cortex en verschillende gebeurtenissen met betrekking tot de potentiële componenten van de hele hersenen. fNIRS in de hersenschors die vrij belangrijk recht in studie van cognitieve verwerking.We weten dat fNIRS meestal wordt gebruikt voor het inspecteren van de neurovasculaire activiteit in de frontale kwab. is gerelateerd aan hoge cognitieve functies in de hersenen. Maar de hemodynamische reactie van fNIRS kan alleen de activiteiten met een lage temporele resolutie lezen, maar EEG kan tijdelijke vondst en directe meting van neuro-activiteiten bieden.De combinatie van EEG en fNIRS opnames is in staat om meer functies te identificeren en onthullen meer informatie met betrekking tot de hersenfuncties. In deze studie gebruikt u de EEG fNIRS technieken werden gebruikt voor gelijktijdige opnames van ERP componenten en hemodynamische respons met een flanker taak. Het is rationeel om aan te nemen dat ERP-componenten die associëren met de flankertaak een significante correlatie kunnen vertonen met de hemodynamische respons.Om deze veronderstelling tether, werden de fNIRS opgezet en de EEG-machine samen geïntegreerd om de complexe neuro cognitie metisme te onthullen die overeenkomt met de gebeurtenis met flankertaak. Voorafgaand aan de experimenttest ondertekenden alle deelnemers documenten voor geïnformeerde toestemming. De studie werd goedgekeurd door de ethische commissie van de Universiteit van Macau.Nummer één, hardware- en software-instelling voor gelijktijdige EEG- en fNIRS-opnames. Bouw een haalbare hoofdkap voor gelijktijdige EEG- en fNIRS-opnames. Selecteer de juiste cap grootte op basis van de hoofdomtrek van de deelnemers.In deze studie wordt een middelgrote dop gebruikt omdat het geschikt is voor de meeste adolescente of volwassen deelnemers. Teken de lay-out volgens het experimentontwerp in de literatuur. Graaf 22 gaten in de EEG-dop voor het houden van fNIRS optodes in lijn met een specifiek uit frontale cortex.Plaats 21 of 71 EEG-elektroden langs het oppervlak van de EEG-dop volgens het 10-20 internationale systeem en monteer de roosters voor de optodes. Stel de afstand tussen elk brondetectorpaar in op drie centimeter en bevestig de optodes. In elk van de blauwe optodes zijn detectoren, terwijl de rode zijn laserbronnen.Het instellen van de EEG- en fNIRS-poort in de software. Stel de parallelle poort, bijvoorbeeld H378 in deze studie voor het EEG-systeem. Stel de seriële poorten, bijvoorbeeld 600 in deze studie voor het fNIRS-systeem.Het poorttype en het nummer moeten worden gewijzigd met betrekking tot verschillende EEG- en fNIRS-opstellingen. Neem contact op met de fabrikanten voor meer informatie. Voorbereiding voor het experiment.Warm het fNIRS-systeem op met lasers. Schakel het 30 minuten in. Stel alle benodigde besturingssysteem voor het fNIRS-meetsysteem in.Moet de setup, met inbegrip van de EEG en fNIRS meetsystemen aan de deelnemer. Meet en markeer het CZ-punt volgens het internationale 10-20-systeem. Identificeer de elektrodepositie van CZ op de helft van de afstand tussen de en de helft van de afstand tussen de linker- en rechter interorbitale inkepingen.Plaats het voorste deel van de dop eerst langs het voorhoofd van de deelnemers en trek vervolgens de rugsessie van de dop naar de nek. Validatie van de posities. Let op, het is ten zeerste aan te raden eeg-elektroden eerst in te stellen en vervolgens de dichtstbijzijnde optodes.Als EEG geleidende gel de gaten bedekt voor de plaatsing van dichtstbijzijnde optodes, moet deze schoon zijn om besmetting van optodes te voorkomen. Voorbereiding op de EEG-opnames. Vul geleidende gel door het inbrengen van een stompe naald door de gaten van EEG elektrode rooster.Plaats alle elektroden in het EEG-elektrodenrooster volgens de niveaus. Open de EEG-software en inspecteer de signaalkwaliteit van de elektroden. Pas elektroden aan door geleidende gel bij te vullen als de signaalkwaliteit niet aan de eisen kon voldoen.Voorbereiding op de fNIRS-opnames. Let op stelt de ogen van de deelnemers niet direct bloot aan een laserstraal van de bron. Plaats de optische vezels langs de houderarmen die aan het fNIRS-meetsysteem en de extra houder zijn bevestigd.Zorg ervoor dat de vezels netjes en netjes zijn. Plaats de optische bron en detectoren in de gaten volgens de lay-out. Test de signaalkwaliteit.Als een kanaal geen signaal-ruisverhouding op hoog niveau heeft. Bijvoorbeeld, als het kanaal is gemarkeerd in geel voorzichtig swap deelnemer haar rond de optische sondes om ervoor te zorgen dat er niets bestaat tussen de optische sonde en schedel. Als stap 2.8.3 de signaalkwaliteit niet kan verbeteren, zet de signaalintensiteit omhoog.Als er te veel signaal is. Als het kanaal bijvoorbeeld rood is gemarkeerd, schakelt u de signaalintensiteit lager uit. Voer het experiment uit.Start het experiment wanneer de signalen stabiel zijn met een uitstekende signaal-ruisverhouding en deelnemers bekend zijn met de experimentinstructies. Sla na het experiment de gegevens op en exporteer ze uit de EEG fNIRS. Verwijder EEG-elektroden en fNIRS optische sondes zorgvuldig.Meting van driedimensionale, 3D MNI coördinaten van fNIRS optodes met 3D digitizer. Laat de deelnemers in een stoel zitten en draag de bril met een sensor. Open de digitizer software op de computer.Zorg ervoor dat het 3D-digitizer-systeem in verbinding staat met de computer via een geschikte com-poort. Laad de lay-out van optodes die in het bestand zijn ingesteld. Verplaats de 3D-digitizer stijlen geven de sleutelposities.NZ, LZ, linkeroor, rechteroor, CZ langs het scherm en druk op de knop op de stylus. Lokaliseer optische bron en detectoren. Exporteer het 3D-coördinatenbestand.Data-analyse. fNIRS-gegevensanalyse. Verwerk het 3D MNI-coördinatenbestand met behulp van de registratieoptie in fNIRS SPM met MetLife 2019.Selecteer stand alone speciale registratie met 3D digitaliseren. Kies het eerder, sla het op anderen en oorsprongstekstbestand. Registratie. Pre-process fNIRS signalen met Homer2 software volgens de volgende stappen.De toepassing van de gewijzigde bewegingsartefactcorrectie. Geef vervolgens 0,015 hertz door naar 0,2 hertz. Normaliseer een meer dynamische signaalamplitude door de gemiddelde waarden te delen.Genereer de fNIRS-gegevens voor elk kanaal dat gebaseerd is op een gedigitaliseerde 3D-informatie. Selecteer de kanalen met een registratiekans van 100% of meer in SFC volgens de regressieberekening van de FNIRS SPM voor verdere analyse. Exporteer de piekwaarden van HbO.EEG-gegevensverwerking. Laad de map met ruwe EEG-gegevens in het EEG-lab met behulp van de plug-ins. Kies in dit onderzoek de BOC-plug-in voor BDF-bestand.Let op, kies geschikte plugin volgens de EEG-gegevensbestandsindeling. Stel de locatiegegevens van het kanaal in voor EEG-lab. Laad het bijbehorende locatiebestand van de dop.We verwijzen in elektroden in ERP lab dat is een plugin van EEG lab. Kies de kanalen, plaats het in de massaopslag als verwezen elektroden. Haal EEG-gegevens uit op basis van de gebeurtenis- en opslaglocatiebestanden in het ERP-lab.Filter het EEG-gegevenssegment in het ERP-lab met behulp van het IIR-filter. Door de lage frequenties te filteren met een cutoff van 30 Hertz en door de hoge frequenties te filteren met een curve van 0,1 Hertz. Verwijder oculaire EEG-artefacten in Bendon component analyse in EEG lab.Afstoten EEG-gegevenssegment met amplitudewaarden die het bereik overschrijden van positieve 100 tot de negatieve 100 microvolt op elk kanaal in ERP-lab. het EEG-datasegment in ERP-lab. Let op, dit zijn de algemeen gebruikte data-analyse methode en de software voor pre-processing EEG en fNIRS gegevens.Er zijn tal van verwerkingssoftware en -methoden beschikbaar. Correlatieberekening. Genereer de relatie tussen fNIRS- en EEG-opnames met Pearson-correlatieanalyse.Representatieve resultaten. fNIRS headset plaatsing en kanalen configuratie. De gedigitaliseerde optodes lay-out worden omgezet in de MNI coördinaat systeem en overlapt langs de hersenschors.HbO signaal voor alle kanalen in verband met de flanker taak. De roze rondingen die congruente voorwaarde aanduiden terwijl de groene de congruente voorwaarde wijzen. ERP-signaal voor FZ- en FCZ-elektroden.De zwarte krommen definiëren de incongruente toestand, terwijl de rode de congruente toestand aanduiden. Correlatie tussen de ERP N200 en fNIRS signaal langs de SFC voor de incongruente aandoening. Samengevat combineren de EEG en fNIRS neuro imaging werd uitgevoerd om de betrokken hersenen activering geflankeerd door het opnemen van de neuro signalen van de hele hersenen en hemodynamische reactie van de prefrontale cortex in kaart.We hebben met succes de EEG- en fNIRS-gegevens verworven met een flankertaak. Onze bevinding toonde aan dat de fNIRS hemodynamische respons en ERP N200 componenten zijn aanzienlijk gecorreleerd die verschillende perspectief van cognitieve mechanisme in verband met de flanker taak vertonen. Onze multimodale neuro imaging resultaten ondersteunen een essentiële rol van de gecombineerde EEG en fNIRS techniek bij te dragen aan de hersenen die een nieuwe weg voor het verbeteren van het begrip van neuro mechanisme van verschillende cognitieve verwerking effent.

conducting-concurrent-electroencephalography-functional-near-infrared

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

This video demonstrates the procedure for concurrent recordings of co-localized electroencephalography (EEG) and local field potentials (LFPs) in an anesthetized rat. The process involves preparing the rat and attaching stimulating electrodes to its whisker pads. An EEG spider electrode is placed on the rat's skull for surface EEG measurements. At the same time, a multi-channel microelectrode is inserted into a specific brain region through a burr hole in the skull to record neural activity...

Concurrent Electroencephalographic and Local Field Potential Recordings in an Anesthetized Rat

This video demonstrates the process of recording cortical and subcortical neuronal activity using electroencephalography (EEG) and deep brain stimulation (DBS) electrodes during an attention-based visual stimulation test.

Recording Cortical and Subcortical Neuronal Activity Using Electrode Systems

Source: Reindl, V., et al. Conducting Hyperscanning Experiments with Functional Near-Infrared Spectroscopy. J. Vis. Exp. (2019) This video demonstrates the use of functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) to measure brain activity during social interactions. Participants engage in a coordinated task that increases activity in the prefrontal cortex, a region critical for social behavior, while the system detects changes in light absorption due to blood oxygenation. By analyzing the synchrony...

Functional Near-Infrared Spectroscopy for Recording Brain Activity During Social Interactions

Het monitoren van hersenactiviteit tijdens rechtopstaande motorische taken is van grote waarde bij het onderzoeken van de neurale bron van bewegingsstoornissen. Hier demonstreren we een protocol dat functionele nabij-infraroodspectroscopie combineert met continue monitoring van spier- en kinematische activiteit tijdens 4 soorten motorische taken.

Functionele Near Infrared Spectroscopy van de sensorische en motorische gebieden van de hersenen met Gelijktijdig kinematische en EMG Monitoring Tijdens Motor Taken

Monitoring hersenactiviteit buiten het lab zonder fysieke beperkingen presenteert methodologische uitdagingen. Een fiberless werd wearable functionele Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) systeem gebruikt om de hersenactiviteit tijdens een ecologische prospectief geheugen taak te meten. Er werd aangetoond dat dit systeem kan worden gebruikt om hersenactiviteit tijdens niet-laboratorium gebaseerde experimenten volgen.

Met behulp van fiberless, Wearable fNIRS hersenactiviteit in real-world cognitieve taken Monitor

Het huidige protocol is gericht op het beoordelen van cognitief-emotionele functies in de basale ganglia door gelijktijdige neurofysiologische registratie van lokale veldpotentialen en niet-invasieve hersenactiviteit in de cortex (EEG). De procedure wordt geïllustreerd door het gebruik van paradigma's met spraakstimuli met emotionele connotatie of de Flanker-taak die cognitieve controle betreft.

Gecombineerd Invasieve Subcortical en niet-invasieve Surface Neurofysiologische Opnames voor de evaluatie van cognitieve en emotionele functies in Humans

Een EEG-fMRI multimodale imaging methode, die bekend staat als de spatio fMRI-beperkt EEG bron imaging methode is hier beschreven. De onderhavige methode maakt gebruik van voorwaardelijk-actieve fMRI sub kaarten, of priors, bij EEG source localization op een wijze die verbetert de ruimtelijke specificiteit en foutieve resultaten beperkt.

Gelijktijdige EEG en functionele MRI opname en integratie analyse voor dynamische corticale activiteit Imaging

Dit protocol beschrijft een eenvoudige methode voor gelijktijdige opname van co gelokaliseerde elektro-encefalografie (EEG) en multi-laminaire lokale veld potentieel in een narcose rat. Een burr gat geboord in de schedel voor het inbrengen van een micro-elektrode is aangetoond dat het te verwaarlozen vervorming van het EEG signaal veroorzaken.

Gelijktijdige opname van elektro-encefalografie mede gelokaliseerde en lokale veld potentieel in knaagdier

Dit protocol wordt beschreven hoe fNIRS hyperscanning experimenten uitvoeren en analyseren van de hersenen-aan-hersenen synchronie. Verder bespreken we uitdagingen en mogelijke oplossingen.

Hyperscanning experimenten met functionele nabij-infrarood spectroscopie

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

We presenteren een methode voor het gelijktijdig verzamelen van fMRI- en fNIRS-signalen van dezelfde proefpersonen met fNIRS-dekking van het hele hoofd. Het protocol is getest met drie jongvolwassenen en kan worden aangepast voor gegevensverzameling voor ontwikkelingsstudies en klinische populaties.

Gelijktijdige gegevensverzameling van fMRI- en fNIRS-metingen met behulp van een optode-array voor het hele hoofd en kanalen over korte afstand

Leer gelijktijdige EEG- en fNIRS-opnamen voor cognitieve neurowetenschap met een flanker taak. Deze methode onthult de relatie tussen prefrontale hersenactiviteit en event-related potentials.

Het uitvoeren van gelijktijdige elektro-encefalografie en functionele nabij-infrarood spectroscopie-opnamen met een flanker taak (Video) | JoVE Journal

Het uitvoeren van gelijktijdige elektro-encefalografie en functionele nabij-infrarood spectroscopie-opnamen met een flanker taak

Meer video's verkennen