June 30th, 2014
W ostatnich latach wzrosło zainteresowanie szacowaniem kory mózgowej mierzonej aktywności elektrycznej dla eksperymentów neuronauki poznawczej. W tym artykule opisano, w jaki sposób pozyskiwane jest EEG o wysokiej gęstości i jak zapisy są przetwarzane w celu oszacowania źródła korowego u dzieci w wieku od 2 lat w London Baby Lab.
Ogólnym celem poniższego eksperymentu jest oszacowanie generatorów neuronalnych EEG mierzonego EEG skóry głowy u uczestników pediatrycznych. Osiąga się to poprzez rejestrowanie EEG o wysokiej gęstości u dzieci i stosowanie odpowiednich procedur eksperymentalnych jako drugiego kroku. Model powierzchni jest obliczany na podstawie danych z rezonansu magnetycznego, indywidualnego strukturalnego rezonansu magnetycznego lub szablonu odpowiedniego do wieku, co prowadzi do modelu elementu granicznego, który kojarzy różne przedziały z wartościami przewodności w celu rekonstrukcji źródła.
Następnie lokalizacja kanałów EEG jest współrejestrowana z modelem odwrotnym. W celu obliczenia prawdopodobnych generatorów zmierzonych zmian napięcia skóry głowy uzyskuje się wyniki, które wykazały udział źródeł korowych na podstawie zmierzonych danych EEG i przewidywań modelu głowy. Główną przewagą tej techniki nad istniejącymi metodami, takimi jak analiza na poziomie kanału, jest to, że można ocenić prawdopodobny wkład kilku obszarów korowych w potencjalny komponent związany ze zdarzeniem.
Na pomysł zastosowania tej metody po raz pierwszy zrodził się nasz pomysł, gdy chcieliśmy ocenić strukturę sieci obszarów korowych za pomocą zapisów EEG w stanie spoczynku. Wizualna demonstracja tej metody ma kluczowe znaczenie, ponieważ jest przyjazna dla dzieci. Rejestrowanie EEG jest trudne do nauczenia, ponieważ standardowe procedury rejestracji muszą być dostosowane do dzieci Aby rozpocząć ten protokół.
Po pierwsze, upewnij się, że dziecko czuje się komfortowo w środowisku testowym. W tym celu pozwól młodszym dzieciom siedzieć na kolanach opiekuna lub w wygodnym foteliku dziecięcym. Pozwól również dziecku zobaczyć i poczuć siatkę czujnika przed przyłożeniem jej do głowy dziecka.
Jeśli jest dodatkowa siatka, poproś rodzica, aby również ją przymierzył lub położył na lalce lub pluszowym pluszowym misiu. Podczas przygotowania EEG pozwól dziecku słuchać muzyki. Obejrzyj kreskówkę odpowiednią do wieku lub odwróć ich uwagę za pomocą innego eksperymentatora.
Następnie zmierz maksymalny obwód głowy dziecka, aby dobrać odpowiedni rozmiar siatki. Użyj miarki i przyłóż ją do nasion. Następnie zmierz głowę wokół maksymalnego obwodu około jednego centymetra powyżej eonu.
Następnie zidentyfikuj wierzchołek głowy na przecięciu środkowej odległości między nasion i eon, a także lewy i prawy punkt uszny. Zaznacz ten punkt pisakiem chińskim, aby upewnić się, że kanał wierzchołka jest prawidłowo ustawiony podczas nakładania siatki. Teraz nałóż nasączoną siatkę czujnika, roztwór elektrolitu i upewnij się, że kluczowe kanały są wyrównane z anatomicznymi punktami orientacyjnymi.
Następnie upewnij się, że kanały mają dobry kontakt ze skórą głowy. Poprzez indywidualne rozmieszczenie czujników. Delikatnie przekręć każdy czujnik z boku na bok, aby usunąć włosy.
Następnie zmierz wzmocnienia kanałów i impedancje kanałów. Kliknij start, aby rozpocząć nagrywanie w stacji sieciowej, oprogramowaniu do zapisu EEG i rozpocząć pomiar wzmocnienia i impedancji. Jeśli pomiar nie rozpocznie się automatycznie, użyj kalibruj amplifier i przycisk pomiaru impedancji netto.
Sprawdź oprogramowanie do nagrywania pod kątem kanałów o impedancji wyższej niż 50 000 omów, które będą wyświetlane na czerwono. Nałóż dodatkowy roztwór elektrolitu za pomocą pipety, aby obniżyć impedancję kanału. Sprawdź również wyświetlacz EEG pod kątem kanałów, które pokazują aktywność o wysokiej częstotliwości.
Pomimo niskiej impedancji lub zauważalnie mniejszej aktywności niż otaczające je kanały, kanały te mogą mieć luźny kontakt ze skórą głowy i wymagać regulacji. Gdy wszystkie kanały są zadowalające, przeprowadź odpowiedni eksperyment EEG po eksperymencie EEG. Najpierw wstępnie przedrukuj dane poprawne dla artefaktów.
Następnie segment A wcześniej nabyty anatomiczny skan MRI za pomocą bezpłatnego oprogramowania dla surferów. Skonfiguruj środowisko powłoki tak, aby zawierało free surfer dla dot bash rc. Dołącz polecenie widoczne tutaj w pliku RC dot bash.
Następnie zdefiniuj katalog tematyczny, który jest folderem. Dane wyjściowe zostaną zapisane przy użyciu polecenia widocznego tutaj. Następnie zaimportuj segmenty do oprogramowania do burzy mózgów i użyj narzędzi wyświetlania, aby sprawdzić, czy nie ma nieprawidłowej segmentacji, takiej jak nakładające się kule lub anatomicznie nieprawdopodobne przedziały.
Sprawdź segmentację wizualnie, klikając prawym przyciskiem myszy i wybierając opcję wyświetlania, aby najpierw oszacować aktywność źródłową, uruchom aplikację do burzy mózgów, a następnie utwórz nowy protokół i dodaj nowy temat do protokołu. Następnie zaimportuj dane EEG dla uczestnika i zaimportuj plik kanału. Sprawdź, czy modele elementów granicznych i kanały są wyrównane zgodnie z oczekiwaniami, klikając prawym przyciskiem myszy plik kanału dla tematu i przechodząc do rejestracji i sprawdzania MRI.
Należy pamiętać, że jeśli sfery w modelu nakładają się na siebie lub jeśli kanały znajdują się w modelach elementów ograniczających, rekonstrukcja źródła da nieprawidłowe wyniki. Dostosuj wyrównanie, korzystając z opcji edycji w menu segmentacji MRI. Następnie oblicz macierz szumu Covance na podstawie linii bazowej każdego epika, wybierając macierz szumu Covance'a i oblicz na podstawie nagrania.
Następnie oblicz model źródłowy, wybierając pozycję obliczeniowego modelu źródłowego. Oblicz rozwiązanie odwrotne, korzystając z oszacowania minimalnej normy ważonej głębokością, wybierając źródło obliczeń i oszacowanie normy minimalnej. Powtórz te kroki dla wszystkich uczestników badania.
Następnie uśrednij aktywność źródła w porównaniu z próbami na uczestników, przeciągając nagrania do menu procesu i wybierając średnią i według warunku. Temat średni. Porównaj warunek, wybierając procesy i przeciągając każdy warunek w jednym oknie.
Następnie wybierz test T w zależności od projektu badania, aby przeprowadzić wiele porównań. Ustaw progi amplitudy i obszaru w wyświetlaniu wynikowej mapy statystycznej w menu statystyk. Teraz oblicz odpowiedź związaną ze zdarzeniem dla regionu zainteresowania.
Dla zwrotu z inwestycji opartego na parcelacji. Załaduj darmową paczkę surfera, klikając prawym przyciskiem myszy powierzchnię kory mózgowej w menu anatomii i wybierając opcję importuj etykiety. Przejdź do odpowiedniego pliku i załadowanego.
Następnie wybierz interesujący Cię obszar w okienku zwiadowca w menu danych funkcjonalnych. Uzyskaj działanie związane ze zdarzeniem w regionie zainteresowania, przeciągając pliki do jednego okna procesu i wybierając pozycję wyodrębnij szeregi czasowe zwiadowcy. Z menu źródeł.
Należy pamiętać, że kilka obszarów zainteresowania można wybrać jednocześnie, a szeregi czasowe można wyeksportować w celu dalszego kreślenia i analizy. Przedstawione tutaj wyniki opierają się na nagraniu z udziałem 6-letniego chłopca. Ten rysunek pokazuje potencjalne reakcje związane ze zdarzeniami na poziomie kanału na bodźce twarzy i zakodowane bodźce twarzy.
Odpowiedź zazwyczaj wykazuje bardziej ujemne odchylenie między 130 a 220 milisekundami po wystąpieniu bodźca po prawej stronie w przypadku twarzy w porównaniu z zaszyfrowanymi twarzami. Tutaj widzimy statystyczne porównanie aktywności źródłowej prognozowanej na podstawie standardowego modelu głowy osoby dorosłej i modelu głowy odpowiedniego do wieku. W drugim i trzecim rzędzie kolorowa mapa ilustruje wielkość efektu, przy czym kolor czerwony oznacza wyższą aktywność w warunku twarzy, a niebieski pokazuje wyższą aktywność w stanie zaszyfrowanych twarzy.
I wreszcie, ten rysunek pokazuje potencjalne reakcje prawego zakrętu wrzecionowatego związane ze zdarzeniem źródłowym w odpowiedzi na twarze i zakodowane twarze w oparciu o źródłową rekonstrukcję nagrania. Korzystanie z odpowiedniego do wieku modelu elementów brzegowych z minimalnym oszacowaniem normy Po opanowaniu tej techniki można wykonać w ciągu kilku godzin od analizy źródłowej, jeśli zostanie wykonana prawidłowo Postępując zgodnie z tą procedurą. Inne metody, takie jak czas, częstotliwość, dekompozycja, mogą być przeprowadzone w celu uzyskania odpowiedzi na dodatkowe pytania dotyczące udziału oscylatorów neuro w różnych pasmach częstotliwości.
Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak oszacować generatory korowe zapisów EEG o dużej gęstości u uczestników pediatrycznych.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Ten artykuł omawia estymację źródeł kortykalnych aktywności elektrycznej mierzonej na skórze głowy w eksperymentach z neurologii poznawczej z udziałem dzieci. Przedstawia zdobywanie EEG o wysokiej gęstości i kroki przetwarzania niezbędne do estymacji źródeł kortykalnych.