Protokół eksperymentalny demonstruje paradygmat pozyskiwania i analizowania sygnałów elektroencefalografii (EEG) podczas ruchu kończyn górnych u osób po udarze. Zmianę funkcjonalnej sieci pasm częstotliwości EEG o niskiej wartości beta obserwowano podczas ruchu upośledzonej kończyny górnej i wiązało się to ze stopniem upośledzenia ruchowego.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Wskaźniki sieci elektroencefalograficznej jako biomarkery upośledzenia kończyny górnej w przewlekłym udarze mózgu
* These authors contributed equally
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Zmiana sygnałów elektroencefalografii (EEG) podczas specyficznego dla zadania ruchu kończyny została zgłoszona jako potencjalny biomarker dla nasilenia upośledzenia motorycznego i przewidywania powrotu motorycznego u osób po udarze. Podczas wdrażania eksperymentów EEG wymagane są szczegółowe paradygmaty i dobrze zorganizowane protokoły eksperymentów, aby uzyskać solidne i możliwe do zinterpretowania wyniki. W tym protokole ilustrujemy paradygmat specyficzny dla zadania z ruchami kończyn górnych oraz metodami i technikami potrzebnymi do pozyskiwania i analizy danych EEG. Paradygmat składa się z 1 minuty odpoczynku, po której następuje 10 prób składających się na przemian 5 s i 3 s stanów spoczynku i zadania (wyprostowania ręki) w ciągu 4 sesji. Sygnały EEG uzyskano przy użyciu 32 elektrod skalpowych Ag/AgCl z częstotliwością próbkowania 1000 Hz. Przeprowadzono analizę perturbacji spektralnych związanych ze zdarzeniami związanymi z ruchem kończyn oraz analizy sieci funkcjonalnych na poziomie globalnym w paśmie częstotliwości o niskiej beta (12-20 Hz). Reprezentatywne wyniki wykazały zmianę funkcjonalnej sieci pasm częstotliwości EEG o niskiej wartości beta podczas ruchu upośledzonej kończyny górnej, a zmieniona sieć funkcjonalna była związana ze stopniem upośledzenia ruchowego u pacjentów z przewlekłym udarem mózgu. Uzyskane wyniki wskazują na wykonalność eksperymentalnego paradygmatu pomiarów EEG podczas ruchu kończyn górnych u osób po udarze mózgu. Potrzebne są dalsze badania z wykorzystaniem tego paradygmatu, aby określić potencjalną wartość sygnałów EEG jako biomarkerów upośledzenia motorycznego i powrotu do zdrowia.
Wprowadzenie
Upośledzenie motoryczne kończyn górnych jest jedną z najczęstszych konsekwencji udaru mózgu i jest związane z ograniczeniami w czynnościach życia codziennego1,2. Wiadomo, że rytmy pasm alfa (8-13 Hz) i beta (13-30 Hz) są ściśle związane z ruchami. W szczególności badania wykazały, że zmieniona aktywność neuronalna w pasmach częstotliwości alfa i dolna beta (12-20 Hz) podczas ruchu upośledzonej kończyny jest skorelowana ze stopniem upośledzenia motorycznego u osób z udarem mózgu3,4,5. Na podstawie tych ustaleń elektroe....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
Wszystkie procedury eksperymentalne zostały przeanalizowane i zatwierdzone przez Instytucjonalną Radę Recenzyjną (Institutional Review Board) Szpitala Bundang Uniwersytetu Narodowego w Seulu. Do eksperymentów w niniejszym badaniu zakwalifikowano 34 uczestników po udarze mózgu. Od wszystkich uczestników uzyskano pisemną zgodę na udział w badaniu. W przypadku, gdy uczestnik spełniał kryteria, ale nie mógł podpisać formularza zgody z powodu niepełnosprawności, pisemna zgoda została uzyskana od przedstawiciela ustawowego.
1. Układ eksperymentalny
- Rekrutacja pacjentów
- Przeprowadzić proces przesiewowy zgod....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Rysunek 7 przedstawia topograficzne mapy ERD dla niskiego pasma beta podczas każdego z zadań ruchowych dłoni. Znacząco silniejsza ERD w niskim paśmie beta została zaobserwowana w półkuli kontralateralnej w porównaniu z półkulą ipsilateralną zarówno w przypadku zadań wykonywanych dłonią chorą, jak i zdrową.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
W badaniu tym wprowadzono eksperyment EEG do pomiaru aktywności neuronalnej związanej z ruchem kończyn górnych u osób po udarze. Eksperymentalny paradygmat oraz metody akwizycji i analizy EEG zastosowano w celu określenia wzorców ERD w korze ruchowej ipsilesional i contralesional.
Wyniki map ERSP (ryc. 7) wykazały różnicę w stopniu aktywacji neuronów podczas poruszania rękami z upośledzonymi i zdrowymi zaburzeniami. Wyniki były zgodne z ustaleniami poprzednich ar.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
MS, NJP, WSK i HJH posiadają zgłoszony do opatentowania patent zatytułowany "Metoda dostarczania informacji związanych z upośledzeniem ruchowym i urządzeniami do tego służącymi", o numerze 10-2022-0007841.
Podziękowania
Ta praca była wspierana przez grant Narodowej Fundacji Badawczej Korei (NRF) ufundowany przez rząd Korei (MSIT) (Nie. NRF-2022R1A2C1006046), przez Original Technology Research Program for Brain Science za pośrednictwem National Research Foundation of Korea (NRF) finansowany przez Ministerstwo Edukacji, Nauki i Technologii (2019M3C7A1031995), przez National Research Foundation of Korea (NRF) grant finansowany przez rząd Korei (MSIT) (No. NRF-2022R1A6A3A13053491) oraz przez MSIT (Ministerstwo Nauki i ICT), Korea, w ramach programu wsparcia ITRC (Centrum Badań nad Technologiami Informacyjnymi) (IITP-2023-RS-2023-00258971) nadzorowanego przez IITP (Institute for Informati....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| actiCAP | Easycap, GmbH Ltd., Herrsching, Niemcy | CAC-32-SAMW-56 | Tekstylna platforma czepka EEG do mocowania elektrod EEG |
| Rejestrator widzenia mózgu (oprogramowanie) | Brain Products GmBH Ltd., Monachium, | Niemcy-Oprogramowanie | używane do nagrywania sygnału EEG |
| Curry 7 (Oprogramowanie) | Compumedics, | Australia-Oprogramowanie | używane do wstępnego przetwarzania danych EEG |
| MATLAB R2019a (Oprogramowanie) | MathWorks Inc., Natick, MA, USA-Oprogramowanie | używane do uruchamiania eksperymentalnego bodźca i analizy danych EEG | |
| Nagrywanie PC | Lenovo Group Limited, Hongkong, Chiny | Model: X58K | Intel Core i7-7700HQ CPU@2,80 GHz, pamięć RAM 8 GB /EEG zapis danych za pomocą czujnika Brain Vision Recorder |
| Trigger Extension(STE) | Brain Products GmBH Ltd., Monachium, Niemcy | STE-055604-0162 | Dodaje sygnały fizjologiczne do wzmacniacza EEG |
| Skrzynka rozdzielacza | Brain Products GmBH Ltd., Monachium, Niemcy | BP-135-1600 | Łączy elektrody Ag/AgCl ze wzmacniaczem EEG |
| Stymulacja PC | Hansung Corporation, Seul, Korea | Model: ThinkPad P71 | Intel Core i7-8750H CPU@2,20 GHz, pamięć RAM 8 GB Prezentacja ekranu stymulacji za pomocą MATLAB |
| TriggerBox | Brain Products GmBH Ltd., Monachium, Niemcy | BP-245-1010 | Odbiera sygnał wyzwalający z komputera i przekazuje go do systemu rejestracji EEG |
Bibliografia
- Faria-Fortini, I., Michaelsen, S. M., Cassiano, J. G., Teixeira-Salmela, L. F. Upper extremity function in stroke subjects: Relationships between the international classification of functioning, disability, and health domains. Journal of Hand Therapy. 24 (3), 257-265 (2011).
- Veerbeek, J. M., Kwakkel, G., van Wegen, E. E., Ket, J. C., Heymans, M. W.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
