Extraindo potenciais evocados visuais de dados EEG gravado durante fMRI-guiada Estimulação Magnética Transcraniana

O objetivo geral deste procedimento é extrair ERPs confiáveis dos dados de EEG registrados. Durante a estimulação magnética transcraniana guiada por FMRI. Isso é feito realizando primeiro uma ressonância magnética funcional de alta resolução para definir as áreas corticais.

Para estimular, a etapa posterior é projetar um experimento de EEG que permita a extração de um modelo de artefato TMS que posteriormente será subtraído dos dados de EEG registrados para obter um ERP limpo. Em seguida, a configuração do experimento T-M-S-E-E-G é cuidadosamente preparada usando um sistema de navegação estereotáxica. Para localizar o alvo definido pelo FMRI na cabeça do participante, a etapa final é registrar os dados do EEG simultaneamente com a aplicação do TMS, em última análise, a subtração do modelo de artefato do TMS é usada para obter um ERP confiável.

A principal vantagem dessa técnica sobre os métodos existentes, como simultaneamente G-F-M-R-I, é que ela nos permite fazer uma inferência sobre uma área do cérebro que é definida com FMRI e um sinal eletrofisiológico que é medido com EEG. O principal desafio na combinação simultânea E-E-G-T-M-S é remover os artefatos gerados pelo TMS. Isso é feito primeiro cortando os dados de EEG coletados durante o pulso magnético e, em seguida, corrigindo qualquer outro artefato residual relacionado ao TMS Demonstrando este procedimento estará Ziv Perman, que é treinado neste procedimento por Boaz Ade.

Execute uma tarefa de ressonância magnética funcional usando uma sequência de imagem de eco planejador de alta resolução para determinar as regiões de ativação desejadas a serem direcionadas com estimulação magnética transcraniana conhecida como TMS. Em seguida, execute uma varredura estrutural ponderada T um para obter dados neuroanatômicos. Certifique-se de que todo o rosto do assunto esteja incluído no campo de visão.

Marcadores externos, como a ponta do nariz, serão usados posteriormente para registrar a cabeça do sujeito com sua varredura. Após a verificação. Use a caixa de ferramentas da barra de Marte para SPM para definir as regiões cerebrais de interesse com base nos contrastes entre as condições experimentais.

Por exemplo, defina a área occipital da face subtraindo ativações para objetos de ativações para faces e exclua quaisquer voxels seletivos do corpo para definir a área extra do corpo estriado. Subtraia ativações de objetos de ativações de corpos e exclua quaisquer voxels seletivos de rosto. Projetar um paradigma experimental onde todas as condições de estímulo são apresentadas.

Use aleatoriamente pelo menos 50 tentativas por condição com o tempo. Intervalos de estímulo interra jittered. Use uma condição de tela em branco onde um pulso TMS é administrado, mas nenhum estímulo visual aparece.

Isso é importante para gerar o modelo de artefato TMS. Em seguida, defina a latência na qual o TMS será acionado após o início do teste. Neste exemplo, o TMS de pulso duplo será administrado a 60 e 100 milissegundos.

Após o início do estímulo, alimente as varreduras estruturais em T no software do sistema de navegação neuro e, em seguida, sobreponha os contrastes funcionais de ressonância magnética nas imagens estruturais. Marque as áreas cerebrais desejadas usando o software de neuronavegação. Encontre também os marcadores externos que serão usados para registrar a localização da cabeça, como a ponta do nariz, o násio e o tragus de cada orelha.

Quando o sujeito chegar, monte a tampa de EEG em sua cabeça e conecte os eletrodos. Use o mínimo de gel necessário para manter a impedância abaixo de cinco quilo ohms. Certifique-se de que os fios do eletrodo não se cruzem ou formem laços e estejam orientados para longe do local das bobinas.

Além disso, coloque a referência nos eletrodos de aterramento o mais longe possível da bobina enquanto mede o sinal de EEG. Use uma alta taxa de amostragem de pelo menos um quilohertz para uma melhor representação do artefato TMS. Em seguida, monte o detector infravermelho na cabeça do sujeito e registre a localização da cabeça com o sistema de navegação.

Usando os marcadores definidos anteriormente, selecione o alvo para TMS no software de navegação que contém a ferramenta de ponteiro da neuronavegação perpendicular à superfície da cabeça. Navegue até o local de destino e marque no assento da tampa do eletrodo. O sujeito confortavelmente na frente da tela com o queixo no queixo.

Descanse o apoio do queixo ajudará o sujeito a se abster de qualquer movimento, o que é crucial para medir um artefato TMS limpo e confiável. Guie o centro da bobina até a área alvo do cérebro e fixe-a no lugar. Use um suporte para estabilizar a bobina para que ela não se mova durante a sessão.

Defina o TMS para a intensidade desejada e administre um pulso de teste para a aprovação do sujeito antes de iniciar a sessão. Administre TMS em cada área-alvo cortical em um bloco diferente. Além disso, execute um bloco sem TMS onde todos os estímulos, incluindo a condição de tela em branco, são apresentados durante a condição sem TMS.

Use uma bobina falsa ou coloque a bobina contra a cabeça e incline-a perpendicularmente. Repita a identificação de alvos navegados entre cada bloco. A menos que você tenha uma amostra no sistema de retenção, você precisa remover o artefato de pulso.

Isso é feito cortando uma janela de tempo ao redor do pulso ou pulsos em caso de simulação repetitiva. Na maioria dos casos, uma janela de alguns milissegundos será suficiente. No exemplo mostrado aqui, dois pulsos consecutivos foram administrados e são removidos juntos como uma peça.

Existem duas maneiras de conectar as duas extremidades criadas. Depois de remover o pulso, você pode juntá-los diretamente ou interpolar uma linha entre eles. O breve artefato de pulso às vezes é seguido por um longo artefato residual que pode durar algumas centenas de milissegundos.

Use a técnica de subtração para remover esse artefato de longa duração sem perder dados. Para cada bloco experimental, calcule um modelo de ERP médio dos testes de tela em branco por tempo bloqueando-os para o início do teste. Em outras palavras, você calcula um ERP na ausência de um estímulo experimental, calculando assim um modelo do ruído TMS sozinho dentro de cada bloco.

Subtraia este modelo de cada tentativa de todas as outras condições de estímulo. Um ERP limpo resulta da subtração do modelo TMS do ERP bruto, repita a subtração para cada bloco individualmente. As gravações de EEG foram feitas enquanto os indivíduos eram apresentados a estímulos faciais ou corporais.

Durante a visualização dos estímulos, o TMS de pulso duplo foi administrado na área da face occipital ou na área extra do corpo estriado 60 e 100 milissegundos após o início do estímulo. Subtraindo-se o registro feito apenas durante o TMS dos registros de apresentação de estímulos com TMS, pode-se obter um ERP. Isso contém o componente N um, um potencial evocado visualmente proeminente que é maior ao visualizar rostos e corpos em comparação com outros estímulos.

Ao visualizar rostos. TMS para o OFA aumentou a amplitude do componente N um em comparação com as condições EBA e sem TMS. Ao visualizar corpos, o TMS para o EBA aumentou a amplitude do componente N um em comparação com o NO TMS ou com as condições OFA.

Esses resultados indicam uma dissociação entre as redes neurais subjacentes aos ERPs seletivos de face e de corpo. Uma vantagem particular da técnica de remoção de artefatos mostrada neste vídeo é que ela permite a eliminação de qualquer artefato relacionado ao uso da EMT, seja de origem mecânica, muscular ou cortical, mesmo em eletrodos, próximo à bobina da EMT, de modo que nenhum eletrodo precise ser excluído da análise. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter um bom entendimento sobre como projetar, executar e analisar um experimento GTMS simultaneamente que permitirá obter potenciais confiáveis relacionados a eventos.