Name: Rejestrowanie aktywności mózgu za pomocą elektroencefalografii ucha (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-03-31T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 58 s
Description: Poznaj metodę cEEGrid do rejestracji EEG ucha w naturalnych warunkach codziennego życia. Protokół obejmuje przygotowanie elektrod, pielęgnację skóry uczestnika i optymalne umiejscowienie matryc dla wysokiej jakości danych.

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

Ta praca została sfinansowana przez Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Niemiecka Fundacja Badawcza) w ramach programu Emmy-Noether, BL 1591/1-1 - Project ID 411333557. Dziękujemy Suong Nguyen, Manueli Jäger i Marii Stollmann za pomoc w nakręceniu filmu. Dziękujemy Joannie Scanlon za udźwiękowienie wideo.

Ogólna procedura użyta w tym protokole została zatwierdzona przez komisję etyki Uniwersytetu w Oldenburgu. Uczestnik wyraził pisemną świadomą zgodę przed wzięciem udziału w badaniu.
UWAGA: Kratki C powinny być używane tylko na nieuszkodzonej skórze i u uczestników, którzy nie mają alergii na użyty klej. Ma dwie strony. Na zewnątrz znajduje się tekst. Przewodzące powierzchnie elektrod znajdują się od wewnątrz i są skierowane w stronę skóry uczestnika podczas nagrywania. Co ważne, należy obchodzić się z tymi kratkami ostrożnie. Nie dotykaj powierzchni przewodzących, nie składaj kratek, nie zginaj ich nadmiernie i unikaj ciągnięcia.
1. Testowanie
UWAGA: Przy ostrożnym obchodzeniu się z kratkami c mogą być ponownie użyte kilka razy. Aby zapewnić optymalne funkcjonowanie, przed kolejnym zapisem sprawdź, czy wszystkie elektrody działają prawidłowo. Wykonaj tę samą procedurę dla nowych siatek, aby zidentyfikować potencjalne problemy (np. z powodu problemów w procesie produkcyjnym) przed rozpoczęciem nagrywania. Istnieje kilka opcji szybkiego sprawdzenia, czy nie ma problemów (np. pęknięta elektroda).
<ol>
	<li>Opcja 1: Multimetr.
	<ol>
		<li>Ustaw multimetr do pomiaru rezystancji.</li>
		<li>Podłącz jeden pin multimetru do elektrody, a drugi pin do odpowiedniego styku na końcu złącza.</li>
		<li>Sprawdź, czy można zmierzyć niską rezystancję (<10 kΩ) dla każdej elektrody.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Opcja 2: Żel elektrodowy
	<ol>
		<li>Użyj żelu do elektrod, aby zmostkować wszystkie elektrody. Upewnij się, że między elektrodami nie ma żadnych przerw.</li>
		<li>Podłącz siatkę do złącza amplifier. Aby zobaczyć sygnał, przymocuj siatkę po stronie z elektrodami odniesienia i uziemiającymi zgodnie z używanym układem złączy.</li>
		<li>Użyj kontroli impedancji amplifier. Sprawdź impedancję elektrody odniesienia i wszystkich ośmiu elektrod rejestrujących (w sumie 10 elektrod minus elektroda masowa i elektroda odniesienia); wszystkie muszą mieć niską impedancję (<10 kΩ). Następnie zetrzyj żel.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Opcja 3: Woda 
	UWAGA: Z tej opcji należy korzystać ostrożnie, aby nie spowodować uszkodzenia sprzętu przez wodę.
	<ol>
		<li>Zanurz wszystkie elektrody w szklance wody, ale upewnij się, że ogon siatki jest suchy. Alternatywnie umieść siatkę c w płytce wypełnionej wodą (elektrodami skierowanymi w stronę płytki).</li>
		<li>Podłącz siatkę do złącza amplifier.</li>
		<li>Użyj kontroli impedancji amplifier. Sprawdź impedancję elektrody odniesienia i wszystkich ośmiu elektrod rejestrujących (w sumie 10 elektrod minus elektroda masowa i elektroda odniesienia); wszystkie muszą mieć niską impedancję (<10 kΩ). Następnie osusz c-siatkę chusteczką.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Przygotowanie uczestnika
UWAGA: Aby uzyskać wysokiej jakości nagrania, uczestnik powinien mieć czyste i suche włosy, nie powinien używać żadnych produktów do włosów (np. produktów do stylizacji) ani produktów do pielęgnacji skóry i nie powinien nosić makijażu. Jeśli to możliwe, uczestnicy powinni umyć włosy bezpośrednio przed nagraniem łagodnym i neutralnym szamponem, a także umyć okolice uszu. Poproś uczestników, aby wskazali ci, czy któryś z etapów przygotowawczych jest dla nich niewygodny.
<ol>
	<li>Aby przygotować uczestnika, eksperymentator potrzebuje dostępu do obszaru za uchem i wokół niego. W przypadku uczestników z dłuższymi włosami użyj spinek do włosów, aby uzyskać łatwiejszy dostęp.</li>
	<li>Umieść siatkę w kształcie litery C wokół ucha uczestnika, aby zobaczyć, jak pasuje. Dodatkowo sprawdź, czy można go umieścić wokół ucha bez dotykania ucha. Upewnij się, że nie dotyka tylnej części ucha ani płatka ucha, ponieważ po pewnym czasie może to być niewygodne. To wstępne dopasowanie daje również wskazówkę co do obszaru, który zostanie pokryty, a zatem należy go oczyścić. 
	UWAGA: Te kratki są dostępne w jednym rozmiarze i nie pasują do wszystkich rozmiarów uszu. W przypadku większych uszu odetnij trochę plastiku wokół elektrod po wewnętrznej stronie C za pomocą małych nożyczek. Zwróć szczególną uwagę, aby nie przeciąć elektrod ani ścieżki przewodzącej.</li>
	<li>Nałóż niewielką kroplę żelu do elektrod ściernych na chusteczkę. Użyj żelu, aby oczyścić skórę wokół ucha uczestnika z pewnym naciskiem, ale upewnij się, że pozostaje ona wygodna dla uczestnika. Upewnij się, że obficie wyczyściłeś cały obszar, który zostanie pokryty.</li>
	<li>Zanurz chusteczkę w alkoholu i oczyść nią obszar za uchem.</li>
	<li>Osusz czyszczony obszar czystym ręcznikiem.</li>
	<li>Aby uzyskać wyższy poziom komfortu, opcjonalnie umieść mały kawałek taśmy z tyłu ucha.</li>
	<li>Powtórz wszystkie powyższe kroki (kroki 2.1-2.5) dla drugiego ucha.</li>
</ol>
3. Przygotowanie i montaż kratek
UWAGA: Istnieją różne sposoby mocowania siatki c za pomocą taśmy dwustronnej. Przedstawione są tutaj dwie opcje: naklejki w kształcie litery C (dostarczone przez producenta), które pokrywają całą powierzchnię oraz małe okrągłe naklejki, które umieszcza się pojedynczo wokół elektrod (np. podczas ponownego użycia).
<ol>
	<li>Przyklej dwustronne naklejki samoprzylepne (w kształcie litery C lub pojedyncze naklejki) wokół każdej elektrody. Upewnij się, że naklejki nie zakrywają przewodzącej powierzchni elektrod.</li>
	<li>Umieść małe krople (wielkości soczewicy) żelu elektrodowego na każdej elektrodzie. Unikaj używania zbyt dużej ilości żelu, ponieważ może to rozlać się na materiał klejący i zmniejszyć przyczepność do skóry. Zbyt duża ilość żelu może również tworzyć mostki między elektrodami.</li>
	<li>Zdejmij pokrywę naklejki samoprzylepnej (naklejek). Ponownie nałóż żel na wypadek, gdyby został usunięty na tym etapie. Alternatywnie zdejmij pierwszą osłonę, a następnie nałóż żel; Wymaga to jednak bardzo pewnej ręki, aby żel nie rozlał się przypadkowo na klej.</li>
	<li>Poproś uczestnika, aby trzymał włosy z dala od ucha, aby nie zasłaniały dopasowania. Odsuń włosy tak bardzo, jak to możliwe, aby naklejki dotykały bezpośrednio skóry. W zależności od linii włosów nie zawsze jest to możliwe (np. gdy włosy znajdują się bezpośrednio nad uchem).</li>
	<li>Umieść siatkę wokół ucha, a gdy znajdzie się na miejscu, wciśnij ją w skórę. Upewnij się, że nie umieszczasz go zbyt blisko ucha, ponieważ może to stać się niewygodne dla uczestnika. Pozostaw trochę miejsca (od 1 mm do 2 mm) między siatką a tylną częścią ucha. Dodatkowo poproś uczestnika, aby nacisnął na elektrody.</li>
	<li>Powtórz wszystkie powyższe kroki (kroki 3.1-3.5) dla drugiego ucha.</li>
	<li>Usuń wszystkie spinki do włosów. W razie potrzeby ostrożnie umieść okulary lub paski masek na uszach.</li>
</ol>
4. Łączenie
<ol>
	<li>Podłącz złącze do amplifier. Na tym etapie unikaj nadmiernego zginania lub ciągnięcia za kratkę c.</li>
	<li>Podłącz styki do złącza. Upewnij się, że styki są podłączone po właściwej stronie. Upewnij się, że odsłonięte styki po wewnętrznej stronie siatki c są skierowane w stronę styków w złączu. 
	UWAGA: Ważne jest, aby znać układ używanego złącza (w tym położenie uziemienia i elektrod odniesienia). W zależności od używanego systemu układ może się różnić. Aby utworzyć łącznik, odwiedź stronę https://uol.de/psychologie/abteilungen/ceegrid. Dzięki odpowiedniemu złączu, c-gridy można podłączyć do dowolnego wzmacniacza.</li>
	<li>Aby utrzymać amplifier na miejscu, użyj opaski na głowę, na przykładample, aby przymocować go do głowy. 
	UWAGA: Laboratorium w Oldenburgu używa wzmacniacza, który jest wbudowany w głośnik na szyi o nazwie nEEGlace. nEEGlace sprawia, że konfiguracja jest wygodniejsza i szybsza.</li>
</ol>
5. Sprawdź impedancję i dane
<ol>
	<li>Podłącz wzmacniacz do smartfona (opcjonalnie: laptopa) przez Bluetooth.</li>
	<li>Sprawdź impedancję elektrod za pomocą kontroli impedancji amplifier. Impedancja zwykle poprawia się z czasem (od 5 min do 10 min) i na początku nie musi być niższa niż 10 kΩ dla każdej elektrody. Nie próbuj umieszczać większej ilości żelu pod elektrodami o wysokiej impedancji.</li>
	<li>Sprawdź sygnał EEG. Poproś uczestnika, aby zacisnął szczęki, mrugnął i zamknął oczy (ćwiczenie alfa). Obserwuj odpowiednie artefakty i aktywność alfa w sygnale. Upewnij się, że każda elektroda zapewnia dobry sygnał. Jeśli uzyskany sygnał EEG jest słaby, zdejmij siatkę, zetrzyj resztki żelu wokół ucha uczestnika i załóż nowy.</li>
	<li>Rozpocznij nagrywanie.</li>
</ol>
6. Usuwanie i sprzątanie
<ol>
	<li>Po zakończeniu zapisu danych odłącz telefon (lub laptopa) od amplifier. Odłącz siatki od amplifier i wyjmij amplifier od uczestnika. Delikatnie zdejmij kratki c z uczestnika. Upewnij się, że ani nie zginasz zbyt mocno kratki c, ani nie wyrywasz włosów uczestnika. Pozwól uczestnikom umyć się chusteczkami lub ręcznikiem.</li>
	<li>Namocz kratki w wodzie na kilka minut. Można je całkowicie zanurzyć.</li>
	<li>Ostrożnie odklej naklejki, aby uniknąć uszkodzenia. Spłucz pozostały żel. Wysuszyć kratki na powietrzu. Nie pocieraj przewodzącej powierzchni elektrod.</li>
	<li>Przechowuj kratki C bezpiecznie w ciemnym i suchym miejscu.</li>
</ol>

<ol><li>Hölle, D., Meekes, J., Bleichner, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mobile+ear-EEG+to+study+auditory+attention+in+everyday+life%5BTitle%5D)+AND+%22Behavior+Research+Methods%22%5BJournal%5D)">Mobile ear-EEG to study auditory attention in everyday life.</a> Behavior Research Methods. 53 (5), 2025-2036 (2021).</li>
<li>Bleichner, M. G., Debener, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Concealed%2C+unobtrusive+ear-centered+EEG+acquisition%3A+cEEGrids+for+transparent+EEG%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Concealed, unobtrusive ear-centered EEG acquisition: cEEGrids for transparent EEG.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 11, 163(2017).</li>
<li>Debener, S., Emkes, R., De Vos, M., Bleichner, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unobtrusive+ambulatory+EEG+using+a+smartphone+and+flexible+printed+electrodes+around+the+ear%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Unobtrusive ambulatory EEG using a smartphone and flexible printed electrodes around the ear.</a> Scientific Reports. 5, 16743(2015).</li>
<li>Blum, S., Hölle, D., Bleichner, M. G., Debener, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pocketable+labs+for+everyone%3A+Synchronized+multi-sensor+data+streaming+and+recording+on+smartphones+with+the+lab+streaming+layer%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors%22%5BJournal%5D)">Pocketable labs for everyone: Synchronized multi-sensor data streaming and recording on smartphones with the lab streaming layer.</a> Sensors. 21 (23), 8135(2021).</li>
<li>Bleichner, M. G., Emkes, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Building+an+ear-EEG+system+by+hacking+a+commercial+neck+speaker+and+a+commercial+EEG+amplifier+to+record+brain+activity+beyond+the+lab%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Open+Hardware%22%5BJournal%5D)">Building an ear-EEG system by hacking a commercial neck speaker and a commercial EEG amplifier to record brain activity beyond the lab.</a> Journal of Open Hardware. 4 (1), 5(2020).</li>
<li>Sterr, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+EEG+derived+from+behind-the-ear+electrodes+%28cEEGrid%29+compared+to+standard+polysomnography%3A+A+proof+of+concept+study%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Sleep EEG derived from behind-the-ear electrodes (cEEGrid) compared to standard polysomnography: A proof of concept study.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 12, 452(2018).</li>
<li>Mirkovic, B., Bleichner, M. G., De Vos, M., Debener, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Target+speaker+detection+with+concealed+EEG+around+the+ear%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Target speaker detection with concealed EEG around the ear.</a> Frontiers in Neuroscience. 10, 349(2016).</li>
<li>Bleichner, M. G., Mirkovic, B., Debener, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identifying+auditory+attention+with+ear-EEG%3A+cEEGrid+versus+high-density+cap-EEG+comparison%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neural+Engineering%22%5BJournal%5D)">Identifying auditory attention with ear-EEG: cEEGrid versus high-density cap-EEG comparison.</a> Journal of Neural Engineering. 13 (6), 066004(2016).</li>
<li>Nogueira, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Decoding+selective+attention+in+normal+hearing+listeners+and+bilateral+cochlear+implant+users+with+concealed+ear+EEG%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Decoding selective attention in normal hearing listeners and bilateral cochlear implant users with concealed ear EEG.</a> Frontiers in Neuroscience. 13, 720(2019).</li>
<li>Denk, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Event-related+potentials+measured+from+in+and+around+the+ear+electrodes+integrated+in+a+live+hearing+device+for+monitoring+sound+perception%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Hearing%22%5BJournal%5D)">Event-related potentials measured from in and around the ear electrodes integrated in a live hearing device for monitoring sound perception.</a> Trends in Hearing. 22, 2331216518788219(2018).</li>
<li>Holtze, B., Rosenkranz, M., Jaeger, M., Debener, S., Mirkovic, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ear-EEG+measures+of+auditory+attention+to+continuous+speech%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Ear-EEG measures of auditory attention to continuous speech.</a> Frontiers in Neuroscience. 16, 869426(2022).</li>
<li>Segaert, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detecting+impaired+language+processing+in+patients+with+mild+cognitive+impairment+using+around-the-ear+cEEgrid+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Psychophysiology%22%5BJournal%5D)">Detecting impaired language processing in patients with mild cognitive impairment using around-the-ear cEEgrid electrodes.</a> Psychophysiology. 59 (5), e13964(2021).</li>
<li>Garrett, M., Debener, S., Verhulst, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acquisition+of+subcortical+auditory+potentials+with+around-the-ear+cEEGrid+technology+in+normal+and+hearing+impaired+listeners%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Acquisition of subcortical auditory potentials with around-the-ear cEEGrid technology in normal and hearing impaired listeners.</a> Frontiers in Neuroscience. 13, 730(2019).</li>
<li>Knierim, M. T., Berger, C., Reali, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Open-source+concealed+EEG+data+collection+for+Brain-computer-interfaces+-+neural+observation+through+OpenBCI+amplifiers+with+around-the-ear+cEEGrid+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Brain-Computer+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Open-source concealed EEG data collection for Brain-computer-interfaces - neural observation through OpenBCI amplifiers with around-the-ear cEEGrid electrodes.</a> Brain-Computer Interfaces. 8 (4), 161-179 (2021).</li>
<li>Pacharra, M., Debener, S., Wascher, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Concealed+around-the-ear+EEG+captures+cognitive+processing+in+a+visual+simon+task%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Human+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Concealed around-the-ear EEG captures cognitive processing in a visual simon task.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 11, 290(2017).</li>
<li>Wascher, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluating+mental+load+during+realistic+driving+simulations+by+means+of+round+the+ear+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Evaluating mental load during realistic driving simulations by means of round the ear electrodes.</a> Frontiers in Neuroscience. 13, 940(2019).</li>
<li>Getzmann, S., Reiser, J. E., Karthaus, M., Rudinger, G., Wascher, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+correlates+of+mental+workload+during+simulated+driving+using+cEEGrid+electrodes%3A+A+test-retest+reliability+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroergonomics%22%5BJournal%5D)">Measuring correlates of mental workload during simulated driving using cEEGrid electrodes: A test-retest reliability analysis.</a> Frontiers in Neuroergonomics. 2, 729197(2021).</li>
<li>Somon, B., Giebeler, Y., Darmet, L., Dehais, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Benchmarking+cEEGrid+and+solid+gel-based+electrodes+to+classify+inattentional+deafness+in+a+flight+simulator%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroergonomics%22%5BJournal%5D)">Benchmarking cEEGrid and solid gel-based electrodes to classify inattentional deafness in a flight simulator.</a> Frontiers in Neuroergonomics. 2, 802486(2022).</li>
<li>Hölle, D., Blum, S., Kissner, S., Debener, S., Bleichner, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+audio+processing+of+real-life+soundscapes+for+EEG+analysis%3A+ERPs+based+on+natural+sound+onsets%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroergonomics%22%5BJournal%5D)">Real-time audio processing of real-life soundscapes for EEG analysis: ERPs based on natural sound onsets.</a> Frontiers in Neuroergonomics. 3, 793061(2022).</li>
<li>Cohen, M. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+tutorial+on+generalized+eigendecomposition+for+denoising%2C+contrast+enhancement%2C+and+dimension+reduction+in+multichannel+electrophysiology%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">A tutorial on generalized eigendecomposition for denoising, contrast enhancement, and dimension reduction in multichannel electrophysiology.</a> NeuroImage. 247, 118809(2022).</li>
<li>Meiser, A., Bleichner, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ear-EEG+compares+well+to+cap-EEG+in+recording+auditory+ERPs%3A+A+quantification+of+signal+loss%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neural+Engineering%22%5BJournal%5D)">Ear-EEG compares well to cap-EEG in recording auditory ERPs: A quantification of signal loss.</a> Journal of Neural Engineering. 19 (2), (2022).</li>
<li>Polich, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Updating+P300%3A+An+integrative+theory+of+P3a+and+P3b%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Updating P300: An integrative theory of P3a and P3b.</a> Clinical Neurophysiology. 118 (10), 2128-2148 (2007).</li>
<li>Kidmose, P., Looney, D., Mandic, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Auditory+evoked+responses+from+ear-EEG+recordings%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+Annual+International+Conference+of+the+IEEE+Engineering+in+Medicine+and+Biology+Society%2C+EMBS%22%5BJournal%5D)">Auditory evoked responses from ear-EEG recordings.</a> Proceedings of the Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, EMBS. , 586-589 (2012).</li>
<li>Looney, D., Goverdovsky, V., Rosenzweig, I., Morrell, M. J., Mandic, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wearable+in-ear+encephalography+sensor+for+monitoring+sleep+preliminary+observations+from+nap+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+the+American+Thoracic+Society%22%5BJournal%5D)">Wearable in-ear encephalography sensor for monitoring sleep preliminary observations from nap studies.</a> Annals of the American Thoracic Society. 13 (12), 2229-2233 (2016).</li>
<li>Kappel, S. L., Makeig, S., Kidmose, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ear-EEG+forward+models%3A+Improved+head-models+for+ear-EEG%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Ear-EEG forward models: Improved head-models for ear-EEG.</a> Frontiers in Neuroscience. 13, 943(2019).</li>
<li>Meiser, A., Tadel, F., Debener, S., Bleichner, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+sensitivity+of+ear-EEG%3A+Evaluating+the+source-sensor+relationship+using+forward+modeling%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Topography%22%5BJournal%5D)">The sensitivity of ear-EEG: Evaluating the source-sensor relationship using forward modeling.</a> Brain Topography. 33 (6), 665-676 (2020).</li>
<li>Knierim, M. T., Berger, C., Reali, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Open-source+concealed+EEG+data+collection+for+brain-computer-interfaces%5BTitle%5D)+AND+%22arXiv%22%5BJournal%5D)">Open-source concealed EEG data collection for brain-computer-interfaces.</a> arXiv. , (2021).</li>
<li>Aseem, A., Hussain, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Circadian+variation+in+cognition%3A+a+comparative+study+between+sleep-disturbed+and+healthy+participants%5BTitle%5D)+AND+%22Biological+Rhythm+Research%22%5BJournal%5D)">Circadian variation in cognition: a comparative study between sleep-disturbed and healthy participants.</a> Biological Rhythm Research. 52 (4), 636-644 (2019).</li>
<li>Basinou, V., Park, J. -S., Cederroth, C. R., Canlon, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Circadian+regulation+of+auditory+function%5BTitle%5D)+AND+%22Hearing+Research%22%5BJournal%5D)">Circadian regulation of auditory function.</a> Hearing Research. 347 (3), 47-55 (2017).</li>
</ol>

Autorzy nie zgłaszają konfliktu interesów.

Poniżej znajduje się protokół zapisów EEG ucha z siatkami c. Postępowanie zgodnie z krokami tego protokołu zapewnia wysoką jakość nagrań. W kolejnych akapitach dokonano porównania z cap-EEG, omówiono najbardziej krytyczne kroki w protokole wraz z niektórymi zaleceniami dotyczącymi najlepszych praktyk oraz omówiono niektóre modyfikacje.
Porównanie c-gridów z cap-EEG i dousznym EEG C-grid umożliwia dyskretne rejestrowanie aktywności mózgu w codziennych warunkach życia i dobrze nadaje się do dłuższych nagrań. Ma kilka zalet w porównaniu z cap-EEG. Po pierwsze, ze względu na swoją wagę, wygodę i słabą widoczność, prawie nie ogranicza uczestników w ich codziennych czynnościach1. Po drugie, można go nosić przez dłuższy czas - ponad 11 godzin w jednym badaniu6 - bez odpadania elektrod 1,3,6, ponieważ są one uszczelnione naklejkami samoprzylepnymi. Z drugiej strony, siatka c obejmuje tylko ułamek powierzchni cap-EEG, a zatem nie może zastąpić cap-EEG do wszystkich celów. Jednak w przypadkach, gdy konieczne jest lekkie, dyskretne, szybkie w konfiguracji, minimalnie ograniczające rozwiązanie (np. w miejscu pracy), c-gridy mogą dostarczyć odpowiednich informacji neuronowych.
Porównanie wyników między uczestnikami jest potencjalnie trudniejsze w przypadku c-gridów w porównaniu z cap-EEG. W przypadku cap-EEG często stosuje się międzynarodowy system 10-20, aby ułatwić porównywanie wyników między badaniami i między uczestnikami o różnych rozmiarach głowy. W tym systemie elektrody są ustawione względem określonych anatomicznych punktów orientacyjnych (tj. nasion i inion od przodu do tyłu i uszu od lewej do prawej). W praktyce stosuje się różne rozmiary nasadek, aby uwzględnić różne rozmiary głowic, a tym samym przybliżyć optymalne ustawienie elektrody. C-grid nie może być łatwo zintegrowany z tym systemem z dwóch powodów. Po pierwsze, są one obecnie dostępne w jednym rozmiarze, a tym samym zajmują mniej lub więcej miejsca w zależności od rozmiaru głowy. Po drugie, kształt ucha wpływa na ułożenie kratek. Ogólnie rzecz biorąc, dwie najwyższe elektrody będą znajdować się bezpośrednio nad uchem, ale w zależności od kształtu ucha mogą być przechylone bardziej do przodu lub do tyłu. Nie znamy żadnego badania, w którym sprawdzanoby, czy te zmiany w położeniu elektrod są wystarczająco duże, aby miały znaczenie.
Innym podejściem do pomiaru EEG ucha jest umieszczenie elektrod wewnątrz ucha, na przykład w zewnętrznym przewodzie słuchowym lub małżowcu małżowinowym 23,24,25. Takie podejście zapewnia jeszcze mniejszą widoczność niż c-grid, ale prowadzi do rejestrowania sygnałów o niższych amplitudach ze względu na małe odległości między elektrodami26.
Najważniejsze kroki EEG w ogóle, a zwłaszcza mobilne EEG skoncentrowane na uchu, pozostaje technologią stanowiącą wyzwanie. W związku z tym staranne przygotowanie uczestnika i rozmieszczenie siatek jest niezbędne, aby zapewnić dobrą jakość danych w czasie. Przygotowanie rozpoczyna się od włosów i skóry uczestników. Włosy i skórę wokół ucha należy umyć i wysuszyć. Oprócz tego eksperymentator musi dokładnie oczyścić obszar wokół ucha żelem ściernym i alkoholem oraz upewnić się, że siatki są mocno przymocowane do naklejek samoprzylepnych. Kroki te są ważne i należy je wykonywać ostrożnie, aby zapewnić dobre przyleganie elektrody do skóry i niską impedancję przez dłuższy czas. Szczególnie czyszczenie skóry może zadecydować o udanym lub nieudanym nagraniu.
Jednak nawet przy odpowiedniej pielęgnacji impedancja dla poszczególnych elektrod może być nadal słaba bezpośrednio po umieszczeniu elektrod. Ogólnie rzecz biorąc, interfejs elektroda-skóra stabilizuje się z czasem i często obserwujemy, że impedancja spada w ciągu 5 minut do 15 minut. Jeśli jakość sygnału pozostaje słaba, zaleca się całkowite usunięcie siatek, wytarcie resztek żelu wokół ucha uczestnika i założenie nowego. Szybciej jest założyć nową niż wyczyścić i przygotować wcześniej usuniętą kratkę. Nie zaleca się dodawania żelu elektrodowego do poszczególnych elektrod po zamontowaniu siatki, ponieważ może to pogorszyć siłę przylegania naklejek, a nawet może prowadzić do mostkowania sąsiednich elektrod.
Po umieszczeniu siatki i gdy impedancja elektrod jest niska, można rozpocząć rejestrację danych. W przypadku dłuższych nagrań (>1 h) należy na początku przeprowadzić krótką kontrolę jakości danych. Na przykład w tym badaniu zilustrowano 3-minutowe zadanie słuchowe, które można szybko przeprowadzić i przeanalizować, aby zapewnić dobrą jakość sygnału.
W niektórych przypadkach nagrywanie z siatką c może w ogóle nie być możliwe, na przykład gdy siatka jest zbyt mała dla ucha (nawet po przycięciu) lub gdy linia włosów znajduje się zbyt blisko ucha, co oznacza, że siatka nie przylega do skóry. Jeśli siatka "unosi się" nad niektórymi włosami, naukowcy nie mogą oczekiwać wysokiej jakości danych.
Rozwiązywanie problemów 
Zła impedancja i/lub sygnał Aby uniknąć tych problemów, konieczne jest, aby skóra została dokładnie oczyszczona przed dopasowaniem. Dodatkowo należy upewnić się, że przed dopasowaniem przetestowano funkcjonalność każdej elektrody. Na przykład należy sprawdzić, czy siatka jest prawidłowo podłączona do złącza i czy każda elektroda ma mocny kontakt ze skórą, a następnie odczekać kilka minut, aż impedancja i sygnał ulegną poprawie. Aby dokładniej sprawdzić funkcjonalność po dopasowaniu, należy wcisnąć poszczególne elektrody i sprawdzić wynikowy sygnał. Jeśli odpowiedni sygnał każdej elektrody wykazuje odpowiedź, elektroda jest w zasadzie funkcjonalna. Jeśli wszystkie powyższe kroki nie pomogą, należy zdjąć siatkę, zetrzeć resztki żelu wokół ucha uczestnika i założyć nowy.
Sytuacje bez sygnału Po pierwsze, należy upewnić się, że sieć jest prawidłowo podłączona do wzmacniacza, a także upewnić się, że złącze sieci nie jest odwrócone do góry nogami. Sygnał będzie słyszalny tylko wtedy, gdy elektrody masowe i odniesienia są połączone; To, czy masa i odniesienie będą po lewej, prawej czy po obu stronach, zależy od złącza.
Sygnał pogarsza się podczas nagrywania Może istnieć kilka przyczyn tego problemu, którymi należy się zająć. Po pierwsze, niektóre elektrody mogły oderwać się od skóry. Może się to zdarzyć, gdy klej zostanie naruszony przez resztki żelu elektrodowego, przez włosy pod elektrodami lub z powodu zakłóceń ze strony uczestnika (np. drapanie wokół ucha lub regulacja okularów). Po drugie, mogą wystąpić problemy z połączeniem między siatką a wzmacniaczem (tj. siatka mogła zostać wyciągnięta ze wzmacniacza lub jej położenie mogło się przesunąć). Wreszcie, siatka mogła ulec uszkodzeniu podczas użytkowania. Może się to zdarzyć, jeśli ogon siatki c jest zbyt mocno wygięty.
Kanały pokazujące identyczne sygnały W takim przypadku elektrody są zmostkowane. Należy zdjąć siatkę, zetrzeć resztki żelu wokół ucha uczestnika i założyć nową. Należy również upewnić się, że na każdej elektrodzie używa się tylko kropli żelu elektrodowego wielkości soczewicy, aby uniknąć mostkowania.
Uczestnicy zgłaszają, że umieszczenie jest niewygodne Najczęstszą przyczyną zmniejszonego komfortu jest to, że siatka jest umieszczona zbyt blisko tylnej części ucha. Należy upewnić się, że między kratką c a tylną stroną ucha pozostało od 1 mm do 2 mm. Mały kawałek taśmy przymocowany za uchem pomaga zwiększyć komfort.
Modyfikacje metody C-grid jest dostępny w jednym rozmiarze. Pozwala jednak na pewną elastyczność dotyczącą jego rozmiaru. Przecinając plastik po wewnętrznej stronie, rozmiar można zmniejszyć, aby pasował do większych uszu. Należy zwrócić szczególną uwagę, aby nie przeciąć elektrod ani ścieżek przewodzących.
W zależności od użytego wzmacniacza i scenariusza nagrywania, istnieją różne sposoby umieszczenia wzmacniacza na korpusie. Stała długość ogona siatki oraz fakt, że jest on skierowany poziomo z dala od ucha, ogranicza możliwe lokalizacje umieszczenia złącza wzmacniacza. Różni producenci dostarczają kable adapterów, które łączą sieć z określonym wzmacniaczem (mobilnym lub laboratoryjnym). Zaproponowano różne rozwiązania umiejscowienia wzmacniacza; Niektórzy badacze używają opaskina głowę 3, podczas gdy inni integrują ją z nasadką Basecap27. W przypadku krótszych eksperymentów odpowiedni jest pałąk. W przypadku dłuższych eksperymentów wzmacniacz można przykleić taśmą do ubrania6 lub korpusu2, przechowywać w specjalnie wykonanych paskach, przykleić do słuchawek noszonych na szyi1 lub przykleić do ochraniacza szyi powszechnie używanego w kolarstwie górskim. Opracowaliśmy prototyp, który łączy w sobie głośnik szyjkowy (do prezentacji bodźców słuchowych) z mobilnym wzmacniaczem EEG i złączami do c-grid (instrukcję budowy można znaleźć tutaj: https://github.com/mgbleichner/nEEGlace). Z powodzeniem zastosowaliśmy to podejście w niedawnym badaniu (w przygotowaniu), w którym rejestrowaliśmy EEG ucha przez 4 godziny, podczas gdy uczestnicy pracowali w biurze.
Przyszłe zastosowania C-grid jest obiecującym narzędziem do długoterminowych nagrań w życiu codziennym. Na przykład można go użyć do zbadania przetwarzania dźwięku w życiu codziennym1. Dzięki długoterminowym zapisom można również badać okołodobowe zmiany w funkcjach poznawczych i słuchowych28,29. Do celów diagnostycznych siatka może być wykorzystywana do długoterminowego monitorowania napadów padaczkowych2, oceny stopnia zaawansowania snu6 lub do pomiaru uwagi aparatów słuchowych 7,11.
Konkluzja Protokół ten kompleksowo wyposaża badaczy do eksperymentowania z tymi c-gridami w laboratorium i poza nim. Jeśli naukowcy zastosują się do tego protokołu i dokładnie wykonają kroki, w tym najważniejsze, takie jak czyszczenie skóry i dopasowanie siatki c, mogą spodziewać się wysokiej jakości danych do swoich eksperymentów EEG ucha.

Dzięki mobilnej elektroencefalografii ucha (EEG) można rejestrować aktywność mózgu w codziennym życiu i uzyskać nowe informacje na temat przetwarzania neuronowego poza laboratorium1. Aby mobilny system EEG do uszu był odpowiedni do codziennego użytku, powinien być przezroczysty, dyskretny, łatwy w użyciu, tolerancyjny na ruch i wygodny w noszeniu nawet przez kilka godzin2. C-grid (sprzedawany pod nazwą cEEGrid), system EEG w kształcie litery C, ma na celu spełnienie tych wymagań, aby zminimalizować zakłócenia naturalnego zachowania. Siatka składa się z 10 elektrod Ag/AgCl wydrukowanych na materiale Flexprint3. W połączeniu ze zminiaturyzowanym, mobilnym wzmacniaczem i smartfonem do akwizycji danych4,5, siatki te mogą być używane do zbierania danych ear-EEG przez ponad 8 godzin1,6.
Kilka badań przeprowadzonych w laboratorium wykazało potencjał c-gridów do badania procesów słuchowych i innych procesów poznawczych. Siatki C zostały z powodzeniem wykorzystane do dekodowania uwagi słuchowej z dokładnością powyżej poziomu szansy7,8,9,10,11. Segaert et al.12 wykorzystali te tablice do ilościowego określenia upośledzenia mowy u pacjentów z łagodnymi zaburzeniami poznawczymi. Garrett et al.13 wykazali, że te tablice mogą przechwytywać słuchowe potencjały mózgu pochodzące z pnia mózgu. Oprócz badań skupiających się na domenie słuchowej, Knierim i in.14 wykorzystali siatki do zbadania doświadczeń przepływu (tj. wrażenia całkowitego zaangażowania w zadanie), mierzonych zmianami mocy alfa. Na koniec, Pacharra i in.15 wykorzystali te siatki do zadania wizualnego. Wszystkie te badania laboratoryjne pokazują różne procesy poznawcze, które można uchwycić za pomocą tych siatek.
Te siatki mogą być również używane do zapisów EEG poza laboratorium, co ilustruje kilka badań. Na przykład tablice te zostały użyte do oceny obciążenia psychicznego w symulatorze jazdy16,17 oraz do badania głuchoty nieuwagi, czyli braku percepcji krytycznych dźwięków alarmowych, w symulatorze lotu18. Siatki są szczególnie obiecujące dla długoterminowych nagrań, takich jak długoterminowe monitorowanie napadów padaczkowych2 i sleep staging6. Hölle i in.1 wykorzystali te siatki do pomiaru uwagi słuchowej podczas dnia pracy przez 6 godzin. Podsumowując, wszystkie te badania podkreślają ich potencjał do badania różnych procesów mózgowych w laboratorium i poza nim.
Każdy zapis EEG wymaga starannego przygotowania, aby uzyskać prawidłowe wyniki. Jest to szczególnie ważne w przypadku aplikacji mobilnych, w których można spodziewać się większej ilości artefaktów niż w laboratorium ze względu na ruch uczestnika. Aby zapewnić optymalne wyniki, konieczne są określone kroki przygotowawcze. Podajemy kluczowe kroki w przygotowaniu siatek, przygotowaniu uczestnika do zbierania danych oraz dopasowaniu i podłączeniu siatek do zapisów EEG. Wskazujemy potencjalne błędy i pokazujemy przykłady złej jakości danych, gdy załącznik nie jest prawidłowy. Na koniec pokazane są reprezentatywne wyniki zadania z gry na pianinie.

<table><tbody><tr><td>Żel ścierny: Abralyt HiCl</td><td>easycap GmbH, Niemcy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Aplikacja AFEx</td><td>Uniwersytet w Oldenburgu, Niemcy</td><td></td><td>za przykładową rejestrację danych, open-source: https://zenodo.org/record/5814670#.Y0AavXZByUk</td></tr><tr><td>Alcohol</td><td>Carl Roth GmbH + Co. KG, Niemcy</td><td></td><td>70% izopropanol, 30% woda destylowana</td></tr><tr><td>c-grid: cEEGrid</td><td>TSMI, Oldenzaal, Holandia</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Łącznik cEEGrid</td><td>Uniwersytet w Oldenburgu, Niemcy</td><td></td> Aplikacja do pozyskiwania EEG <td>do budowy kostiumów</td></tr><tr><td>: Smarting</td><td>mBrainTrain, Serbia</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Matlab</td><td>Firma MathWorks, Inc., USA</td><td></td><td>używana do analizy danych i tworzenia figur Taśma</td></tr><tr><td>medyczna: Leukosilk</td><td>BSN medical GmbH, Niemcy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>mobilny wzmacniacz EEG: Smarting MOBI</td><td>mBrainTrain, Serbia</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Multimetr</td><td>PeakTech Pr&uuml; f- und Messtechnik GmbH, Niemcy</td><td></td><td>opcjonalne urządzenie do sprawdzania funkcjonalności elektrod</td></tr><tr><td>nEEGlace</td><td>University of Oldenburg, Niemcy</td><td></td><td>Kostium głośnika na szyję ze zintegrowanym wzmacniaczem EEG (Smarting, mBrainTrain, Serbia) i złączami cEEGrid</td></tr><tr><td>Chusteczki papierowe&nbsp;</td><td>-</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Record-a app</td><td>Uniwersytet w Oldenburgu, Niemcy</td><td></td><td>do naszego przykładowego nagrywania danych, open-source: https://github.com/NeuropsyOL/Pocketable-Labs</td></tr><tr><td>Smartfon: Google Pixel 3a&nbsp;</td><td>Google LLC, Stany Zjednoczone</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Yahama Digital Piano P-35</td><td>Hamamatsu, Japonia</td><td></td><td>za przykładowy zapis danych</td></tr></tbody></table>

rejestrowanie aktywności mózgu za pomocą elektroencefalografii ucha

Recording Brain Activity with Ear-Electroencephalography

C-grid (ear-electroencephalography, sprzedawany pod nazwą cEEGrid) to dyskretny i wygodny zestaw elektrod, który może być używany do badania aktywności mózgu po umieszczeniu go wokół ucha. C-grid nadaje się do użytku poza laboratorium przez długi czas, nawet przez cały dzień. Za pomocą tych siatek można badać różne procesy poznawcze, jak wykazano w poprzednich badaniach, w tym badaniach poza laboratorium. Aby zarejestrować wysokiej jakości dane EEG ucha, konieczne jest staranne przygotowanie. W tym protokole wyjaśniamy kroki potrzebne do jego pomyślnego wdrożenia. Po pierwsze, pokazano, jak przetestować funkcjonalność siatki przed nagraniem. Po drugie, znajduje się opis, w jaki sposób przygotować uczestnika i jak dopasować c-grid, który jest najważniejszym krokiem do rejestrowania wysokiej jakości danych. Po trzecie, przedstawiono zarys sposobu podłączenia sieci do wzmacniacza i sprawdzenia jakości sygnału. W tym protokole wymieniamy zalecenia dotyczące najlepszych praktyk i wskazówki, które sprawiają, że nagrania c-grid są udane. Jeśli badacze zastosują się do tego protokołu, będą kompleksowo przygotowani do eksperymentowania z c-grid zarówno w laboratorium, jak i poza nim.

Podczas stosowania tego protokołu impedancja każdej elektrody wynosi zazwyczaj poniżej 10 kΩ lub osiąga tę wartość kilka minut po umieszczeniu siatki (Rysunek 1), co wskazuje na dobry kontakt elektrody ze skórą. Należy zauważyć, że impedancja może ulec dalszej poprawie w ciągu 2 h od dopasowania.
Rysunek 2 przedstawia różne nieprzetworzone sygnały EEG. Rysunek 2A pokazuje, jak wyglądają dane, gdy nie zastosowano żelu. Konieczne jest użycie żelu przewodzącego; bez niego siatka nie działa prawidłowo. W przypadku zastosowania zbyt dużej ilości żelu może dojść do zwarcia między elektrodami. Dane dla tego scenariusza przedstawiono na Rysunku 2B. Zwarte elektrody wykazują dokładnie taki sam sygnał. Jeśli przygotowanie i dopasowanie zostaną przeprowadzone starannie, można oczekiwać wysokiej jakości danych, co zaprezentowano na Rysunku 2C.
Rycina 3 ilustruje procedurę i dane z przykładowego paradygmatu potencjałów wywołanych (ERP) (zadanie oddball) z udziałem jednego uczestnika. Rycina 3A ilustruje paradygmat. W szczególności eksperymentator odtworzył na pianinie zdefiniowaną sekwencję dwóch różnych dźwięków (do C i sol w oktawie środkowej). Dźwięk do C był odtwarzany często (328 razy), natomiast dźwięk sol w oktawie środkowej rzadko (78 razy); uczestnik musiał zliczyć rzadko występujące dźwięki. Aplikacja AFEx o otwartym kodzie źródłowym rejestrowała momenty rozpoczęcia tonów, głośność (RMS) oraz zawartość widmową (PSD) dla wszystkich dźwięków. Aplikacja Record-A jednocześnie rejestrowała cechy akustyczne oraz EEG.4W analizach tony rzadkie i częste różnicowano na podstawie gęstości widmowej mocy (PSD; patrz Hölle et al.19 (szczegóły w tekście). Dane EEG poddano filtracji górnoprzepustowej przy 0,1 Hz oraz dolnoprzepustowej przy 25 Hz. Filtr przestrzenny obliczono przy użyciu uogólnionego rozkładu wektorów własnych, który maksymalizuje sygnał interesujący badacza20W Rycina 3B,Cmożna zaobserwować wynikowy potencjał wywołany (ERP) z typowymi komponentami przetwarzania słuchowego, takimi jak N1 dla obu tonów oraz P3 dla rzadkiego tonu, który musiał zostać policzony. Wyniki te są zgodne z poprzednimi badaniami typu oddball przeprowadzonymi zarówno z wykorzystaniem siatek c-grids1, 3 or z wykorzystaniem czepka EEG21,22.
<img alt="Schemat rozmieszczenia elektrod EEG, pokazujący mapowanie mózgu, plik cEEGrid, wizualizację analizy sygnału." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64897/64897fig01.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rycina 1"> 
Rycina 1: Przykład dobrej impedancji. Wszystkie wartości podano w kiloomach (kΩ). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64897/64897fig01large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Porównanie danych z elektroencefalografii: słaba vs dobra jakość sygnału; wykresy liniowe; analiza EEG." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64897/64897fig02.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 2"> 
Rysunek 2: Ilustracja nieprzetworzonych sygnałów o różnej jakości. (A) Przykład 10 s danych przy całkowitym braku żelu elektrodowego. (B) Przykład 10 s danych w przypadku zwarcia elektrod. (C) Przykład 10 s dobrych danych pozyskanych w laboratorium. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64897/64897fig02large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Eksperyment Audio-EEG; analiza dźwięku, ekstrakcja sygnału EEG; diagram przebiegu fali; badanie poznawcze." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64897/64897fig03.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 3"> 
Rysunek 3: Wyniki paradygmatu potencjałów wywołanych (ERP) (zadanie oddball) dla jednego uczestnika. (A) Przegląd paradygmatu. Uczestnik słuchał sekwencji tonów granych na pianinie i musiał liczyć te rzadziej występujące. Smartfon jednocześnie rejestrował EEG i cechy akustyczne (B) ERP wszystkich kanałów siatki c-grid. Skróty: REF = elektroda referencyjna; DRL = elektroda uziemiająca. (C) ERP oparty na filtrze przestrzennym wyświetlonym w lewym górnym rogu. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64897/64897fig03large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>

Przedstawiona jest tutaj procedura korzystania z c-grid (elektroencefalografia ucha, sprzedawana pod nazwą cEEGrid) do rejestrowania aktywności mózgu w laboratorium i poza nim przez dłuższy czas. Protokół ten opisuje, jak skonfigurować te tablice i jak rejestrować aktywność mózgu za ich pomocą.

Rejestrowanie aktywności mózgu za pomocą elektroencefalografii ucha

The c-grid (ear-electroencephalography, sold under the name cEEGrid) is an unobtrusive and comfortable electrode array that can be used for investigating ...

Cześć, nazywam się Martin Bleichner i pracuję w Zespole Neurofizjologii Życia Codziennego na Uniwersytecie w Oldenburgu. Używamy cEEGrid do badania procesów zachodzących w mózgu poza laboratorium. Dużą zaletą cEEGrid jest to, że można rejestrować EEG w życiu codziennym.Celem tego protokołu jest pomoc w uzyskaniu wysokiej jakości danych EEG ucha. Pokazujemy, jak korzystać z cEEGrid, aby uzyskać optymalne wyniki, jak przygotowuje się cEEGridy, jak przygotowuje się uczestnika i jak można wykonać zapis. cEEGrid ma dwie strony.Na zewnątrz znajduje się tekst. Przewodzące powierzchnie elektrod znajdują się po wewnętrznej stronie i są skierowane w stronę skóry uczestnika podczas nagrywania. Z cEEGrids należy obchodzić się ostrożnie.Nie dotykaj powierzchni przewodzących, nie zginaj nadmiernie cEEGridów i nie ciągnij za nie. Aby upewnić się, że Twoje cEEGridy są sprawne, zalecamy przetestowanie ich przed zapisem. Już wykorzystane cEEGridy mogą być również ponownie wykorzystane.Aby sprawdzić każdą elektrodę, możesz użyć multimetru. Zacznij od ustawienia multimetru do pomiaru rezystancji, a następnie podłącz jeden pin multimetru do elektrody cEEGrid, a drugi pin do odpowiedniego styku na cEEGrid. Sprawdź, czy mierzysz rezystancję.Alternatywnie można użyć żelu elektrodowego, aby zmostkować wszystkie elektrody cEEGrid. Upewnij się, że między elektrodami nie ma żadnych przerw. Po zmostkowaniu elektrod podłącz cEEGrid do złącza wzmacniacza.Aby zobaczyć sygnał, musisz przymocować cEEGrid po stronie, po której masz elektrodę referencyjną i uziemiającą, zgodnie z układem złączy. Sprawdź, czy widzisz niską impedancję dla wszystkich elektrod. Powinieneś zobaczyć zapalających się osiem elektrod rejestrujących.Następnie zetrzyj żel. Aby uzyskać optymalne nagrania, uczestnicy powinni mieć czyste i suche włosy bez żadnego produktu. Aby przygotować uczestnika, potrzebujesz dostępu do obszaru za uchem i wokół niego.W przypadku dłuższych włosów użyj spinek do włosów, aby uzyskać łatwiejszy dostęp. Umieść cEEGrid wokół ucha uczestnika, aby zobaczyć, jak pasuje. Sprawdź również, czy można go umieścić wokół ucha bez dotykania ucha.CEEGrid nie powinien dotykać tylnej części ucha ani płatka ucha, ponieważ po pewnym czasie może to być niewygodne. To ponowne dopasowanie daje również wskazówkę co do obszaru, który zostanie pokryty przez cEEGrid, a następnie musi zostać oczyszczony. CEEGridy są dostępne w jednym rozmiarze i mogą nie pasować do wszystkich rozmiarów uszu.W przypadku większych uszu odetnij trochę plastiku wokół elektrod po wewnętrznej stronie C za pomocą małych nożyczek. Zwróć szczególną uwagę, aby nie wciąć się w elektrody ani ścieżki przewodzące. Użyj ściernego żelu do elektrod, aby oczyścić skórę wokół ucha uczestnika z lekkim naciskiem, ale upewnij się, że pozostaje ona wygodna dla uczestnika.Upewnij się, że obficie wyczyściłeś cały obszar, który zostanie pokryty cEEGrid. Poproś uczestników, aby wskazali, czy któryś z etapów przygotowawczych staje się dla nich niewygodny. Po nałożeniu żelu oczyść obszar za uszami alkoholem.Następnie osusz go czystym ręcznikiem. Czyszczenie skóry może zadecydować o udanym lub nieudanym nagraniu. Jako dodatkową opcję możesz również umieścić mały pasek taśmy medycznej za uchem, aby uzyskać wyższy poziom komfortu.Przyklej dwustronne naklejki samoprzylepne wokół każdej elektrody. Upewnij się, że naklejki nie zakrywają powierzchni łączącej elektrod. Następnie nałóż niewielkie ilości żelu elektrodowego wielkości soczewicy na każdą elektrodę.Unikaj używania zbyt dużej ilości żelu, ponieważ może to rozlać się na materiał klejący i zmniejszyć przyczepność do skóry. Zbyt duża ilość żelu może również tworzyć mostki między elektrodami. Usuń naklejki samoprzylepne.Ponownie nałóż żel w miejscach, w których został usunięty na tym etapie. Poproś uczestnika, aby trzymał włosy z dala od uszu, tak aby nie przeszkadzały w dopasowaniu. Odsuń włosy tak bardzo, jak to możliwe, tak aby naklejki dotykały bezpośrednio skóry.W zależności od linii włosów nie zawsze jest to możliwe w przypadku włosów bezpośrednio nad uchem. Umieść cEEGrid wokół ucha, a gdy jest na miejscu, wciśnij go w skórę. Należy pamiętać, aby nie umieszczać cEEGrid zbyt blisko ucha, ponieważ może to stać się niewygodne dla uczestnika.Pozostaw trochę miejsca, jeden lub dwa milimetry, między cEEGrid a tylną częścią ucha. Poproś również uczestnika, aby nacisnął na elektrody. Usuń wszystkie spinki do włosów.Teraz możesz teraz ostrożnie założyć okulary lub paski masek na uszy na uszy, jeśli to konieczne. Powtórz tę procedurę dla drugiego ucha. Podsumowując, najpierw oczyść skórę żelem ściernym.Po drugie, oczyść skórę alkoholem. Po trzecie, wytrzyj do sucha czystym ręcznikiem. Niektóre cEEGridy są również dostarczane z fabrycznie dołączonymi naklejkami w kształcie litery C, jak pokazano tutaj.Procedura pozostaje taka sama. Dodaj małe krople żelu elektrodowego do każdej elektrody i usuń naklejkę w kształcie litery C. Ponownie umieść cEEGrid wokół ucha, a gdy znajdzie się na miejscu, dociśnij go do skóry.Jeśli cEEGrid nie przylega dobrze lub jakość sygnału jest słaba, zalecamy usunięcie cEEGrid, wytarcie resztek żelu wokół ucha uczestnika i założenie nowego cEEGrid. W kolejnym kroku podłączamy cEEGridy do wzmacniacza. Podłącz złącze do mobilnego wzmacniacza EEG.Następnie podłącz cEEGrids do złącza. cEEGrid można podłączyć do dowolnego wzmacniacza za pomocą odpowiedniego złącza. Upewnij się, że znasz układ złącza, w tym położenie elektrod uziemiających i referencyjnych.Aby utrzymać wzmacniacz na miejscu, możesz użyć na przykład opaski na głowę. Alternatywnie używamy tutaj wzmacniacza, który jest wbudowany w głośnik na szyję, który nazywamy nEEGlace. nEEGlace sprawia, że konfiguracja jest wygodniejsza i szybsza.Podczas łączenia należy unikać nadmiernego zginania cEEGridów lub ciągnięcia za cEEGrid. Zwróć uwagę, aby podłączyć prawą stronę cEEGrids do złącza. Po nawiązaniu połączenia ze smartfonem lub laptopem sprawdź impedancję elektrod.Impedancja generalnie poprawia się z czasem i na początku nie musi być niższa niż 10 kiloomów dla każdej elektrody. Następnie krótko sprawdź sygnał EEG. Poproś uczestnika, aby zacisnął szczęki, mrugnął i zamknął oczy podczas oglądania odpowiednich sygnałów EEG.Jeśli wszystko działało do tego momentu, możesz rozpocząć eksperyment i zebrać dane. Po zakończeniu zapisu danych odłącz cEEGrids od amplifier i wyjmij amplifier. Delikatnie usuń cEEGridy od uczestnika.Upewnij się, że nie zginasz zbyt mocno cEEGrid ani nie wyrywasz włosów uczestnikowi. Aby wyczyścić cEEGrids, namocz je w wodzie na kilka minut, a następnie ostrożnie odklej naklejki samoprzylepne i spłucz pozostały żel elektrodowy. Ponownie uważaj, aby nie zarysować materiału.Po wysuszeniu cEEGrids można je ponownie wykorzystać. Istnieje kilka błędów, które eksperymentatorzy mogą popełnić podczas korzystania z cEEGrids. Poniżej przedstawiamy kilka przykładowych danych na ich temat.Tutaj ilustrujemy, jak wyglądają dane, gdy nie stosuje się żelu cEEGrids ma mokre elektrody i nie działa bez użycia żelu. Jeśli użyjesz zbyt dużej ilości żelu, elektrody cEEGrid mogą ulec zmostkowaniu. Dane dla tego scenariusza są pokazane tutaj.Zmostkowane elektrody pokazują dokładnie ten sam sygnał. Gdy przygotowanie i dopasowanie zostanie przeprowadzone starannie, możesz spodziewać się wysokiej jakości danych, które tutaj wyświetlamy. Na koniec nagraliśmy utwór z pianinem, w którym często graliśmy jeden ton, a rzadko inny.Uczestnik został poinstruowany, aby policzyć rzadkie tony. Dane z tego eksperymentu przedstawiono tutaj. Tutaj widzimy oczekiwane odpowiedzi ERP, takie jak komponent P3 dla rzadkiego tonu.Jeśli dokładnie wykonasz te kroki, uzyskasz wysokiej jakości dane EEG ucha. Mamy nadzieję, że ten protokół pomoże Ci posunąć naprzód Twoje badania.

recording-brain-activity-with-ear-electroencephalography

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

Przedstawiamy metodę pozyskiwania sygnałów elektrokortykograficznych do celów badawczych u ludzi poddawanych inwazyjnemu monitorowaniu epilepsji. Pokazujemy, jak wykorzystać platformę programową BCI2000 do zbierania danych, przetwarzania sygnałów oraz prezentacji bodźców. W szczególności prezentujemy SIGFRIED, narzędzie oparte na BCI2000 służące do funkcjonalnego mapowania mózgu w czasie rzeczywistym.

Rejestracja ludzkich sygnałów elektrokortykograficznych (ECoG) w badaniach neuronaukowych i funkcjonalnym mapowaniu kory mózgowej w czasie rzeczywistym

Źródło: Fehér, K. D. et al., Jednoczesne nagrywanie elektroencefalografii podczas przezczaszkowej stymulacji prądem przemiennym (tACS). J. Vis. Exp. (2016)Ten film demonstruje konfigurację jednoczesnej przezczaszkowej stymulacji prądem przemiennym (tACS) i eksperymentów elektroencefalografii (EEG) w celu dostarczania rytmicznych sygnałów elektrycznych do mózgu podczas rejestrowania aktywności mózgu. Procedura zapewnia izolację elektrod i zapobiega mostkowaniu żelu, zapewniając dokładną...

Ustanowienie jednoczesnej przezczaszkowej stymulacji prądem przemiennym i elektroencefalografii do rejestrowania aktywności ludzkiego mózgu

Ten film opisuje technikę rejestrowania aktywności padaczkowej wycinków organotypowych kory nosa i hipokampa ex vivo za pomocą elektrofizjologii lub ustawień EEG. Pomaga to w badaniu dynamiki i progresji epileptogenezy oraz w badaniach przesiewowych potencjalnych celów terapeutycznych w leczeniu padaczki.

Technika zapisu oparta na elektroencefalografii do rejestrowania aktywności padaczkowej

Ten film pokazuje proces rejestrowania aktywności neuronalnej kory mózgowej i podkorowej za pomocą elektrod elektroencefalograficznych (EEG) i głębokiej stymulacji mózgu (DBS) podczas testu stymulacji wzrokowej opartej na uwadze.

Rejestrowanie aktywności neuronalnej kory mózgowej i podkorowej za pomocą systemów elektrod

Instrukcje dotyczące taniego konstruowania i chirurgicznego wszczepiania myszom przewlekłego przezczaszkowego montażu elektroencefalograficznego o dużej gęstości są dostarczone. Opisano również techniki nagrywania, ekstrakcji i przetwarzania sygnału.

Akwizycja elektroencefalograficzna o dużej gęstości w modelu gryzoni przy użyciu tanich zasobów typu open source

Ten protokół opisuje prostą metodę jednoczesnego rejestrowania kolokalizowanej elektroencefalografii (EEG) i wielolaminarnego potencjału pola lokalnego u znieczulonego szczura. Wykazano, że otwór w czaszce wywiercony w czaszce w celu wprowadzenia mikroelektrody powoduje znikome zniekształcenia sygnału EEG.

Jednoczesna rejestracja kolokalizowanej elektroencefalografii i lokalnego potencjału pola u gryzoni

To badanie wprowadza metodę jednoczesnego rejestrowania lokalnych potencjałów pola w mózgu, elektrokardiogramów, elektromiogramów i sygnałów oddechowych swobodnie poruszającego się szczura. Technika ta, która obniża koszty eksperymentów i upraszcza analizę danych, przyczyni się do zrozumienia interakcji między mózgiem a narządami obwodowymi.

Jednoczesne zapisy lokalnych potencjałów pola korowego, elektrokardiogram, elektromiogram i rytm oddychania swobodnie poruszającego się szczura

Audiometria odpowiedzi wywołanej pniem mózgu jest ważnym narzędziem w neurofizjologii klinicznej. Obecnie audiometria odpowiedzi wywołanej pnia mózgu jest również stosowana w naukach podstawowych i badaniach przedklinicznych obejmujących zarówno farmakologiczne, jak i genetyczne modele zwierzęce. Tutaj przedstawiamy szczegółowy opis, w jaki sposób słuchowe reakcje pnia mózgu mogą być z powodzeniem rejestrowane i analizowane u myszy.

Akwizycja i analiza danych w audiometrii odpowiedzi wywołanej pniem mózgu u myszy

Ten artykuł przedstawia prosty protokół pozyskiwania dobrej jakości danych elektroencefalograficznych (EEG) podczas jednoczesnego obrazowania EEG i funkcjonalnego rezonansu magnetycznego za pomocą łatwo dostępnych produktów medycznych.

Niezawodna akwizycja danych elektroencefalograficznych podczas jednoczesnej elektroencefalografii i funkcjonalnego rezonansu magnetycznego

Proponuje się tani system zapisu elektroencefalograficznego w połączeniu z cewką o rozmiarach milimetrowych do napędzania przezczaszkowej stymulacji magnetycznej mózgu myszy in vivo. Korzystając z konwencjonalnych elektrod śrubowych z niestandardowym, elastycznym podłożem z matrycą wieloelektrodową, można przeprowadzić zapis w wielu miejscach z mózgu myszy w odpowiedzi na przezczaszkową stymulację magnetyczną.

Niedrogi elektroencefalograficzny system zapisu w połączeniu z cewką o rozmiarach milimetrowych do przezczaszkowej stymulacji mózgu myszy in vivo

Poznaj metodę cEEGrid do rejestracji EEG ucha w naturalnych warunkach codziennego życia. Protokół obejmuje przygotowanie elektrod, pielęgnację skóry uczestnika i optymalne umiejscowienie matryc dla wysokiej jakości danych.

Rejestrowanie aktywności mózgu za pomocą elektroencefalografii ucha

Przeglądaj więcej filmów