Ekstrakcja wizualnych potencjałów wywołanych z danych EEG zarejestrowanych podczas przezczaszkowej stymulacji magnetycznej pod kontrolą fMRI

Ogólnym celem tej procedury jest wyodrębnienie wiarygodnych ERP z zarejestrowanych danych EEG. Podczas FMRI przezczaszkowa stymulacja magnetyczna. Osiąga się to poprzez wykonanie najpierw funkcjonalnego skanu MRI o wysokiej rozdzielczości w celu zdefiniowania obszarów korowych.

Aby stymulować, kolejnym krokiem jest zaprojektowanie eksperymentu EEG, który umożliwia ekstrakcję szablonu artefaktu TMS, który zostanie później odjęty od zarejestrowanych danych EEG w celu uzyskania czystego ERP. Następnie zestaw eksperymentalny T-M-S-E-E-G jest starannie przygotowywany przy użyciu stereotaktycznego systemu nawigacji. Aby zlokalizować zdefiniowany cel FMRI na głowie uczestnika, ostatnim krokiem jest rejestrowanie danych EEG jednocześnie z aplikacją TMS, ostatecznie odejmowanie szablonu artefaktu TMS jest wykorzystywane w celu uzyskania wiarygodnego ERP.

Główną przewagą tej techniki nad istniejącymi metodami, takimi jak jednocześnie G-F-M-R-I, jest to, że pozwala nam wnioskować o obszarze mózgu, który jest zdefiniowany za pomocą FMRI i sygnału elektrofizjologicznego, który jest mierzony za pomocą EEG. Głównym wyzwaniem w jednoczesnej kombinacji E-E-G-T-M-S jest usunięcie artefaktów generowanych przez TMS. Osiąga się to poprzez najpierw przecięcie danych EEG zebranych podczas impulsu magnetycznego, a następnie skorygowanie o wszelkie inne artefakty szczątkowe związane z TMS Demonstrując tę procedurę, Ziv Perman, który jest szkolony w tej procedurze przez Boaz Ade.

Uruchom funkcjonalne zadanie MRI przy użyciu sekwencji obrazowania o wysokiej rozdzielczości do planowania echa, aby określić pożądane obszary aktywacji, które mają być celem przezczaszkowej stymulacji magnetycznej znanej jako TMS. Następnie uruchom ważone skanowanie strukturalne Tone w celu uzyskania danych neuroanatomicznych. Upewnij się, że cała twarz fotografowanej osoby znajduje się w polu widzenia.

Zewnętrzne markery, takie jak czubek nosa, zostaną później wykorzystane do jednoczesnego zarejestrowania głowy badanego z jego skanem. Po skanowaniu. Użyj przybornika paska Marsa dla SPM, aby zdefiniować obszary mózgu będące przedmiotem zainteresowania na podstawie kontrastów między warunkami eksperymentalnymi.

Na przykład zdefiniuj obszar twarzy potylicznej, odejmując aktywacje do obiektów od aktywacji do twarzy i wyklucz wszelkie woksele selektywne ciała, aby zdefiniować dodatkowy obszar ciała prążkowany. Odejmij aktywacje do obiektów od aktywacji do ciał i wyklucz wszelkie woksele selektywne twarzowe. Zaprojektuj paradygmat eksperymentalny, w którym przedstawione są wszystkie warunki bodźca.

Losowo użyj co najmniej 50 prób na warunek w czasie. Drżące interwały bodźców interra. Użyj stanu pustego ekranu, w którym podawany jest impuls TMS, ale nie pojawia się bodziec wizualny.

Jest to ważne dla generowania szablonu artefaktu TMS. Następnie ustaw opóźnienie, przy którym TMS zostanie wyzwolony po rozpoczęciu próby. W tym przykładzie podwójny impuls TMS zostanie podany po 60 i 100 milisekundach.

Po nadejściu bodźca należy wprowadzić skany strukturalne T one do oprogramowania systemu nawigacji neurologicznej, a następnie nałożyć kontrasty funkcjonalnego rezonansu magnetycznego na obrazy strukturalne. Zaznacz żądane docelowe obszary mózgu za pomocą oprogramowania do neuronawigacji. Znajdź również zewnętrzne markery, które będą używane do rejestrowania lokalizacji głowy, takie jak czubek nosa, nasiona i tragus każdego ucha.

Kiedy pacjent dotrze na miejsce, załóż czepek EEG na jego głowę i podłącz elektrody. Użyj tyle żelu, ile potrzeba, aby utrzymać impedancję poniżej pięciu kiloomów. Upewnij się, że druty elektrod nie krzyżują się ze sobą ani nie tworzą pętli i są zorientowane z dala od lokalizacji cewek.

Podczas pomiaru sygnału EEG należy również umieścić odniesienie w elektrodach uziemiających jak najdalej od cewki. Użyj wysokiej częstotliwości próbkowania wynoszącej co najmniej jeden kiloherc, aby uzyskać lepszą reprezentację artefaktu TMS. Następnie zamontuj detektor podczerwieni na głowie badanego pacjenta, rejestrując położenie głowy z systemem nawigacyjnym.

Korzystając z wcześniej zdefiniowanych znaczników, wybierz cel dla TMS w oprogramowaniu nawigacyjnym, trzymając wskaźnik neuronawigacji prostopadle do powierzchni głowy. Przejdź do lokalizacji docelowej i zaznacz na ostrzu elektrody górne gniazdo. Obiekt wygodnie siedzi przed ekranem z brodą na brodzie.

Odpocznij podbródek i podpórka pomoże badanemu powstrzymać się od jakiegokolwiek ruchu, co ma kluczowe znaczenie dla pomiaru czystego i niezawodnego artefaktu TMS. Skieruj środek cewki do docelowego obszaru mózgu i zamocuj ją na miejscu. Użyj uchwytu, aby ustabilizować cewkę, aby nie poruszała się podczas sesji.

Ustaw TMS na żądaną intensywność i podaj impuls testowy do zatwierdzenia przez badanego przed rozpoczęciem sesji. Podawaj TMS do każdego korowego obszaru docelowego na innym bloku. Dodatkowo uruchom blok bez TMS, w którym wszystkie bodźce, w tym stan pustego ekranu, są prezentowane podczas stanu braku TMS.

Użyj pozornej cewki lub przyłóż cewkę do głowy i przechyl ją prostopadle. Powtórz identyfikację nawigowanych celów pomiędzy każdym blokiem. Jeśli nie masz próbki w systemie wstrzymania, musisz usunąć artefakt impulsu.

Odbywa się to poprzez wycięcie okna czasowego wokół impulsu lub impulsów w przypadku powtarzalnej symulacji. W większości przypadków wystarczy okno trwające kilka milisekund. W pokazanym tutaj przykładzie podano dwa następujące po sobie impulsy, które są usuwane razem jako jeden kawałek.

Istnieją dwa sposoby połączenia dwóch utworzonych końców. Po usunięciu impulsu możesz albo bezpośrednio je połączyć, albo interpolować linię między nimi. Po artefaktie krótkiego impulsu czasami następuje długi artefakt szczątkowy, który może trwać kilkaset milisekund.

Użyj techniki odejmowania, aby usunąć ten długotrwały artefakt bez utraty danych. Dla każdego bloku eksperymentalnego oblicz uśredniony szablon ERP prób z pustym ekranem, blokując je czasowo na początku próby. Innymi słowy, obliczasz ERP przy braku bodźca eksperymentalnego, obliczając w ten sposób szablon samego szumu TMS w każdym bloku.

Odejmij ten szablon od każdej próby wszystkich innych warunków bodźca. Czysty ERP wynika z odjęcia szablonu TMS od surowego ERP, powtórz odejmowanie dla każdego bloku z osobna. Wykonano zapisy EEG, podczas gdy badanym prezentowano bodźce twarzy lub ciała.

Podczas oglądania bodźców, TMS z podwójnym impulsem podawano albo na potyliczny obszar twarzy, albo na dodatkowy obszar ciała prążkowany po 60 i 100 milisekundach od wystąpienia bodźca. Odejmując nagranie wykonane podczas samego TMS od nagrań prezentacji bodźca za pomocą TMS, można uzyskać ERP. Zawiera on składnik N one, wyraźny potencjał wywołany wizualnie, który jest większy podczas oglądania twarzy i ciał w porównaniu z innymi bodźcami.

Podczas przeglądania twarzy. TMS do OFA zwiększył amplitudę składowej N one w porównaniu z warunkami EBA i braku TMS. Podczas oglądania ciał, TMS do EBA zwiększył amplitudę składowej N one w porównaniu z NO TMS lub warunkami OFA.

Wyniki te wskazują na dysocjację między sieciami neuronowymi leżącymi u podstaw selektywnych ERP twarzy i ciała. Szczególną zaletą techniki usuwania artefaktów pokazanej w tym filmie jest to, że pozwala ona na eliminację wszelkich artefaktów związanych z użyciem TMS, niezależnie od tego, czy jest on pochodzenia mechanicznego, mięśniowego czy korowego, nawet w elektrodach, leżących w pobliżu cewki TMS, dzięki czemu żadna elektroda nie musi być wyłączona z analizy. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak zaprojektować, przeprowadzić i przeanalizować jednocześnie eksperyment GTMS, który pozwoli Ci uzyskać wiarygodne potencjały związane ze zdarzeniami.