14 juli 2023
Het experimentele protocol demonstreert het paradigma voor het verkrijgen en analyseren van elektro-encefalografie (EEG)-signalen tijdens beweging van de bovenste ledematen bij personen met een beroerte. De verandering van het functionele netwerk van EEG-frequentiebanden met een laag bètagehalte werd waargenomen tijdens de beweging van de aangetaste bovenste ledematen en was geassocieerd met de mate van motorische stoornissen.
Ons protocol kan helpen bij het onderzoeken van een taakspecifieke neuroactiviteit voor patiënten met een beroerte, waardoor potentiële biomarkers worden gevonden voor de mate van motorische beperkingen en motorisch herstel bij hen. Onze techniek maakt gebruik van taakspecifiek EEG om ingewikkelde ontstekingsverwerking te onthullen die verband houdt met motorische stoornissen bij patiënten met een beroerte. Dit omvat het blootleggen van de wisselwerking tussen de ipsilesionale en contralesionale hemisferen.
Deze methode beoordeelt de neurofysiologie van motorische stoornissen bij patiënten met een beroerte. In combinatie met evaluatie van de motorische functie biedt het een uitgebreide analyse van hun motorische tekorten. De indices die met dit paradigma worden gemeten, hebben het potentieel als biomarker voor optisch herstel bij patiënten met een beroerte.
Voor het onderzoek zal het gebruik van dit paradigma inzicht geven in de neurofysiologie van motorische tekorten en herstel. Na het rekruteren van de patiënten. Geef twee visuele stimuli, dicht en open, elk gedurende 30 seconden weer in het midden van een monitor om de basislijn van het elektro-encefalogram of EEG-gegevens in rusttoestand te meten.
Waarbij de deelnemer de ogen sluit en opent. Presenteer vervolgens gedurende drie seconden een handbewegingsbeeld om de deelnemer te instrueren een handverlengingsbeweging te maken. Volg dit door gedurende vijf seconden een fixatiemarkering weer te geven, zodat u een rustperiode heeft.
Zet de deelnemer in een comfortabele fauteuil met het gezicht naar een monitor. Om nauwkeurige EEG-metingen te garanderen, selecteert u een EEG-dop van de juiste maat op basis van de hoofdomvang van de deelnemer. Lokaliseer de Cz-positie op basis van het International 10-20-systeem zoals beschreven in het manuscript, en positioneer deze om de Cz-elektrode uit te lijnen met de Cz-locatie van het individu.
Zodra de EEG-dop correct is geplaatst, bevestigt u 32 zilver/zilverchloride hoofdhuidelektroden op de hoofdhuid, volgens het uitgebreide International 10-10-systeem met de aardings- en referentie-elektroden op respectievelijk FPz en FCz. Schakel het EEG-systeem in. Ga naar Configuratie en selecteer vervolgens Versterker.
Kies LiveAmp en klik op OK. Zoek naar de LiveAmp-functie om een draadloze verbinding tot stand te brengen. Pas vervolgens het impedantieniveau tussen de EEG-elektroden en de hoofdhuid aan met behulp van geleidende gel. Gebruik de gel om het haar te fixeren om verstopping van de elektroden en de hoofdhuid te voorkomen.
Voer de impedantiecontrolefunctie uit om het impedantieniveau van elke elektrode te bewaken. Voer vervolgens de bewakingsfunctie uit om te bevestigen dat alle elektroden vergelijkbare amplitudeniveaus hebben in real-time EEG-signaalbewaking. Gebruik voor stabiele EEG-gegevensverzameling twee afzonderlijke pc's voor het presenteren van externe stimuli en het opnemen van EEG-gegevens.
Maak vervolgens een stimulatieprogramma voor het presenteren van experimentele stimuli aan deelnemers met behulp van programmeersoftware op basis van het experimentele paradigma. Voer het programma uit in de bewakingsmodus om experimentele stimuli te presenteren. Controleer of de gebeurtenisinformatie nauwkeurig is gemarkeerd aan de onderkant van de EEG-opnamesoftware telkens wanneer een stimulus wordt weergegeven.
Start de EEG-opnamesoftware en voer het stimuluspresentatieprogramma uit dat is ontwikkeld volgens het experimentele paradigma met behulp van programmeersoftware om het weglaten van gegevens te voorkomen. Ga vervolgens verder met het meten van EEG met een bemonsteringsfrequentie van 1.000 hertz, volgens het experimentele paradigma. De topografische lage bèta ERD-kaarten van elke handbewegingstaak worden getoond.
Een significant sterke lage bèta-ERD werd waargenomen in de contralesionale hemisfeer in vergelijking met de ipsilesionale hemisfeer voor zowel de aangedane als niet-aangedane handbewegingstaken. De kwantitatieve resultaten van de vier gewogen netwerkkenmerken op mondiaal niveau toonden aan dat zowel de sterkte- als de clustercoëfficiëntindices significant waren verminderd tijdens de aangedane handbewegingstaak in vergelijking met de niet-aangedane handbewegingstaak. De padlengte nam aanzienlijk toe tijdens de betreffende handbewegingstaak.
Er was geen significant verschil in kleinschaligheid tussen de twee taken. De clusteringscoëfficiënt van de alfaband ipsicontralesionale netwerksterkte en kleinschaligheid vertoonden een positieve correlatie met de FMA-score, terwijl de padlengte negatief gecorreleerd was met de FMA-score. Om EEG-gegevens van hoge kwaliteit te verkrijgen, is het van cruciaal belang om de EEG-elektroden correct op hun aangewezen posities te plaatsen en het impedantieniveau tussen de elektroden en de hoofdhuid te regelen.
De techniek evalueert de neurofysiologie van motorische stoornissen bij patiënten met een beroerte in de klinische laboratoriumomgeving. Het biedt mogelijkheden voor klinische onderzoekers om de neurofysiologie van motorische stoornissen te onderzoeken.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Deze studie beschrijft een protocol voor het verkrijgen en analyseren van elektro-encefalografie (EEG)-signalen tijdens bewegingen van de bovenste ledematen bij beroertepatiënten. Het onderzoek richt zich op het begrijpen van taakspecifieke neuroactiviteit die geassocieerd is met motorische beperkingen en herstel, met een nadruk op de verschillen in EEG-patronen tussen de aangetaste en niet-aangetaste ledematen.
Kwantitatieve EEG-netwerkindices tijdens bewegingen van de bovenste ledematen bieden een niet-invasieve biomarkerstrategie voor het beoordelen van de ernst van motorische beperkingen en het herstelpotentieel bij chronische beroertes. Deze benadering maakt een objectieve, reproduceerbare meting van neurofysiologische veranderingen mogelijk, wat bijdraagt aan de voorspellende betrouwbaarheid bij de ontwikkeling van translationele biomarkers. De integratie van EEG-gebaseerde indices in vroege ontdekkings- en preklinische workflows kan de risico's bij de validatie van targets verkleinen en beslissingen over de verdere ontwikkeling van portfolio's in neurorevalidatie-R&D onderbouwen.
EEG-netwerkanalyse wordt geïntegreerd in het continuüm van ontdekking naar preklinisch onderzoek als een kwantitatieve tool voor hypothesetoetsing, targetvalidatie en de afstemming van translationele biomarkers in het beroerteonderzoek.