Evento relacionados com alta densidade de Aquisição de Dados Potencial em Neurociência Cognitiva

Os potenciais relacionados a eventos de alta densidade ou ERPs permitem o rastreamento da dinâmica temporal rápida do cérebro humano em funcionamento. Para adquirir dados ERP de alta densidade, a tampa do eletrodo é primeiro colocada na cabeça do participante e os locais dos eletrodos são digitalizados para acomodar a variabilidade e o formato da cabeça entre os sujeitos. As impedâncias dos eletrodos são então reduzidas pela injeção de gel em cada eletrodo.

Os dados são adquiridos enquanto os estímulos visuais são apresentados ao participante. Quando a gravação estiver concluída, a tampa do eletrodo será completamente limpa. Os dados adquiridos são usados para examinar a dinâmica espacial e temporal da atividade cerebral associada a um determinado processo cognitivo.

Olá, sou Scott Slotnik, do Laboratório de Memória e Percepção do Departamento de Psicologia do Boston College. Hoje vamos mostrar um protocolo para aquisição de dados potenciais relacionados a eventos de alta densidade. Usamos esse procedimento em nosso laboratório para estudar a dinâmica espaço-temporal da atividade cerebral durante a memória para itens visuais.

Então vamos começar. Potenciais relacionados a eventos ou ERPs fornecem um método para capturar a dinâmica espaço-temporal da função cerebral humana com excelente resolução temporal. Os dados são normalmente medidos em uma sala blindada, minimizando a interferência com o sinal neural que é captado pelos eletrodos.

Cada eletrodo se conecta a um amplificador, que por sua vez se conecta a um computador de aquisição de dados do lado de fora da sala blindada. Um computador separado é usado para a apresentação do estímulo devido à possível interferência com o sinal neural. Apenas componentes alimentados essenciais devem ser alojados dentro da câmara blindada, como a tela de estímulo e o teclado de resposta.

Durante os experimentos, os participantes estão sentados em uma cadeira confortável com apoios de braços e uma altura de encosto que fornece suporte de ombro para minimizar o artefato muscular do pescoço. Vamos começar vendo como colocar a tampa do eletrodo. Um eletrodo participante é embutido em uma tampa de elastano, o que reduz significativamente o tempo de aplicação para posicionar a tampa colocar o eletrodo oz de acordo com o sistema de dez e cinco eletrodos durante a aplicação da tampa, certifique-se de que ela tenha simetria esquerda direita com eletrodos de linha média colocados sobre a linha média da cabeça.

Além disso, certifique-se de que os eletrodos inferiores mais posteriores sejam superiores ao limite do pescoço do crânio para evitar artefatos musculares do pescoço. Assim que a tampa estiver no lugar, prenda as tiras laterais com uma tira de queixo ou um cinto feito sob medida na altura da cintura para melhorar o contato lateral do eletrodo com a cabeça. Aplique eletrodos adjacentes aos olhos para permitir a remoção subsequente do movimento dos olhos ou artefatos de piscar para abordar a variabilidade no posicionamento do eletrodo e no formato da cabeça entre os sujeitos, os locais dos eletrodos são medidos para cada participante com um digitalizador Polyus Fast Track.

O digitalizador inclui um transmissor, três receptores, que são montados na tampa e uma caneta para registrar cada local do eletrodo com a tampa no lugar e a digitalização do eletrodo completa. Vamos passar para a redução da sede de impedâncias do eletrodo, o participante confortavelmente na cadeira de gravação. Alguns participantes acham mais confortável quando uma toalha de mão dobrada é levemente dobrada entre os ombros e o encosto da cadeira.

Agora, conecte a tampa do eletrodo múltiplo nos amplificadores. Em seguida, a impedância de cada eletrodo deve ser reduzida de forma que fique abaixo de aproximadamente cinco quilo ohmes. Isso é feito em nosso laboratório medindo impedâncias em tempo real com o software de varredura neuros scan enquanto usa uma seringa estéril e uma agulha de ponta romba para injetar um gel condutor em cada abertura do eletrodo.

Existem várias técnicas que podem acelerar o processo de redução de impedância, que é o aspecto mais demorado da gravação multicanal. Começando com o eletrodo de aterramento ou referência, use sua mão dominante para fazer alguns círculos com a seringa enquanto ela repousa contra a cabeça. Para mover o cabelo intermediário, certifique-se de não pressionar a seringa contra a cabeça do participante.

O processo de aplicação do gel nunca deve causar desconforto ao participante. Em seguida, enquanto pressiona levemente o eletrodo para baixo com a mão não dominante, injete uma pequena quantidade de gel no couro cabeludo e, em seguida, puxe a seringa enquanto continua a injetar. Criando uma ponte de gel entre o couro cabeludo e o eletrodo, o gel que se projeta da abertura do eletrodo deve ser limpo com um lenço de papel e descartado neste ponto.

Se o primeiro conjunto de impedâncias do eletrodo permanecer alto, o gel deve ser reaplicado no solo e nos eletrodos de referência, pois o gel geralmente se torna mais condutor com o tempo. Uma estratégia é injetar gel em eletrodos dentro de um quadrante do couro cabeludo, como o couro cabeludo posterior direito, até que todas as impedâncias comecem a diminuir. Em seguida, injete gel em eletrodos dentro do próximo quadrante até que todas as impedâncias comecem a diminuir e, em seguida, percorra os quadrantes.

Reinjetando gel nos eletrodos de impedância mais alta. Em alguns casos, o gel condutor se conectará a eletrodos adjacentes de modo que as impedâncias sejam ligadas. Isso reduz a resolução espacial, mas geralmente é uma preocupação menor, pois há um grande número de eletrodos com impedâncias reduzidas.

Vamos ver como gravar dados antes de iniciar uma sessão de gravação. Incentive o participante a ficar em uma posição confortável e relaxada e a permanecer imóvel. Isso minimizará os artefatos musculares e de movimento.

Quando o participante estiver confortável, entregue-lhe um teclado de resposta e remova ou desligue todos os equipamentos não essenciais próximos ao participante, como luzes, para permitir a análise subsequente relacionada ao evento. O início de cada evento de estímulo deve ser sinalizado ou acionado pelo computador do estímulo e armazenado junto com os dados eletrofisiológicos. Enviamos pulsos de disparo em cada início de estímulo através da porta paralela por meio de programas ePrime que incluem inicialização de porta embutida personalizada e scripts de disparo que estão disponíveis gratuitamente.

Esses gatilhos são recebidos e armazenados pelo software de varredura. Ao registrar dados eletrofisiológicos, use um filtro passa-alta padrão para remover componentes de frequência muito baixa, como CC, que são irrelevantes para a resposta neural transitória. Em ambientes com muito pouca interferência, um filtro passa-baixo com um corte de frequência muito alta, como 200 hertz, pode ser usado em ambientes com níveis mais altos de interferência eletromagnética ambiente.

Um filtro passa-baixa com um corte em torno de 80 hertz e um filtro de entalhe de 60 hertz pode ser usado, de modo que a resposta é dominada pelo sinal neural. Agora vamos ver como limpar a tampa. Após o término de uma sessão, a tampa do eletrodo múltiplo deve ser completamente limpa e desinfetada imediatamente após a conclusão da gravação.

Comece mergulhando a tampa em água morna por cinco a 10 minutos e, em seguida, enxaguando cada eletrodo com um jato de água corrente. Para remover completamente todo o gel condutor, use a ponta cega de um cotonete de madeira para limpar os orifícios nos eletrodos. Em seguida, mergulhe a tampa em um banho de água morna com sabão composto por quatro litros de água e uma a duas onças de sabão por 30 minutos para garantir que todo o gel tenha sido removido e, em seguida, enxágue bem a tampa com água.

Para evitar a contaminação cruzada dos participantes, a tampa deve ser embebida uma última vez por 1530 minutos em uma mistura desinfetante de água, como quatro partes, água em uma parte e ide, e depois enxaguar bem novamente com água ao pendurar a tampa para secar. Deve ser colocado simetricamente e sem tensão, pois pode reter algum grau de sua posição de secagem, o que pode reduzir a facilidade de redução de impedância subsequente. Vamos encerrar dando uma olhada em alguns resultados representativos.

Agora, mostraremos alguns resultados representativos após a aquisição e análise de dados do ERP. A topografia da voltagem do couro cabeludo à esquerda e à direita reflete a rápida reativação tópica de regiões corticais visuais durante a memória precisa para itens previamente apresentados no campo visual direito e esquerdo, respectivamente. Acabei de mostrar como adquirir dados de ERP de alta densidade ao usar este procedimento.

É importante lembrar que o conforto do participante sempre vem em primeiro lugar. Então é isso. Obrigado por assistir e boa sorte com seus experimentos.