EEG Mu Ritmo no desenvolvimento típico e atípico

O objetivo geral do experimento a seguir é utilizar métodos de EEG para avaliar a ativação do sistema de neurônios-espelho em indivíduos com e sem ordem de transtorno do espectro do autismo. Isso é obtido pela coleta inicial de EEG de alta densidade durante a observação e execução de uma ação motora, bem como durante uma condição de repouso basal. Como segunda etapa, os dados contínuos de EEG são revisados, segmentados em épicos e os artefatos de movimento são removidos.

Em seguida, uma transformada rápida de Fourier é aplicada à potência de dados é então calculada com base no log da razão da potência na faixa de oito a 13 hertz para as condições de execução e observação, respectivamente, em relação à condição de repouso da linha de base. Os resultados mostram a ativação do sistema de neurônios-espelho durante a observação e execução de ações motoras com base na atenuação do ritmo do EEG MU. A principal vantagem do EEG sobre outros métodos de imagem, como o FMRI, é que o EEG fornece excelente resolução temporal, permitindo a análise de até mesmo breves mudanças nos padrões de oscilação no cérebro.

O EG também não é invasivo de uma maneira incrivelmente eficiente para coletar dados até mesmo das populações mais desafiadoras, como bebês ou crianças com autismo. Este método nos ajudará a responder a perguntas-chave no campo da neurociência clínica sobre a natureza do funcionamento do sistema de neurônios-espelho nos transtornos do espectro do autismo. Embora este método possa fornecer informações sobre o sistema de neurônios-espelho no autismo.

Também pode ser aplicado a outras populações e questões de pesquisa. Identifique os pacientes elegíveis para participação conforme descrito no protocolo de texto e identifique uma amostra de controle correspondente em variáveis relevantes, como idade, sexo e capacidade cognitiva. Coloque o e sobre a mesa ao alcance de um participante sentado.

O e é um bloco de madeira com um sensor que envia um marcador com carimbo de data/hora para o software de aquisição. Quando é agarrado. Ative o software de aquisição de EEG e inicie uma nova sessão para preparar a rede quente, uma solução de água destilada, cloreto de potássio e xampu para bebês a 104 graus Fahrenheit.

Em seguida, mergulhe o sistema de EEG de matriz densa de 128 eletrodos na solução salina quente por pelo menos cinco minutos. Peça ao participante para se sentar a 75 centímetros do monitor de apresentação do estímulo e totalmente à vista da câmera de vídeo. Encontre o vértice na cabeça do participante localizando a interseção do ponto médio entre o násio e o éon e o ponto médio entre o auricular.

Use um marcador de pele para marcar a próxima posição do vértice, a tampa de EEG na cabeça do participante, de modo que o eletrodo de vértice seja colocado diretamente sobre a marca do vértice. Usando o software de aquisição, verifique as impedâncias e certifique-se de que estejam abaixo do limite apropriado para o sistema de EEG. As configurações de aquisição incluem referenciar o sinal ao eletrodo de vértice e ao filtro analógico entre 0,1 e 100 hertz e uma taxa de amostragem de 500 amostras por segundo.

Quando a configuração estiver concluída, comece a gravar a sessão. Explique ao participante que haverá três condições experimentais. Observe, execute e descanse.

Para a condição de observação. Instrua o participante a sentar-se em silêncio e assistir a um vídeo de uma pessoa agarrando o manipul andum. Cada tentativa dura seis segundos e a compreensão observada ocorre exatamente três segundos.

Monitore a atenção visual de seus participantes durante a tarefa e marque os testes durante os quais o participante não presta atenção à tela a ser descartada. Durante o pós-processamento para a condição de execução, instrua o participante a sentar-se em silêncio com a mão direita apoiada logo abaixo do manipul andum. E ao ouvir uma sugestão auditiva para imitar o manipul andum grab do videoclipe da condição de observação.

Cada tentativa deve durar seis segundos. Com a fila auditiva apresentada em exatamente três segundos, um sensor no manipulador envia um sinal para o computador de aquisição colocando uma marca na gravação do EEG para registrar com precisão o tempo em que ocorre a preensão do participante. O protocolo consiste em blocos casualizados das condições observar e executar.

Cada bloco consiste em 10 tentativas para um total de 40 tentativas por condição. Aqui é mostrado um bloco de 10. Os testes de observação garantem que a imagem do manipulador permaneça na tela durante os blocos de observação e execução, inclusive entre os testes.

Após um bloco, apresente o próximo bloco aleatório, que neste exemplo é um bloco de execução. Após a conclusão de dois blocos, administre a condição de repouso por três minutos. Na condição de repouso, o participante senta-se em silêncio com os olhos abertos e observa passivamente uma pequena cruz no monitor de estímulo.

Registre o EEG contínuo durante a condição de repouso de três minutos após a coleta de dados, verifique novamente as impedâncias e observe quaisquer alterações nos níveis de impedância. Em seguida, encerre a gravação do software de aquisição para pós-processamento. Refaça a referência do sinal de EEG ao segmento médio, os dados contínuos de EEG em 40 tentativas de seis segundos cada para cada condição.

Agora use algoritmos automatizados e inspeção visual para rejeitar tentativas com artefatos de movimento, identificando segmentos com amplitudes médias rápidas superiores a 200 microvolts, amplitudes médias diferenciais superiores a 100 microvolts e variação zero em uma determinada tentativa. Em seguida, procure artefatos de movimento adicionais inspecionando visualmente os dados, confirme os artefatos de movimento revisando o vídeo da sessão. Exclua da análise todas as tentativas na condição observada, contaminadas com qualquer artefato de movimento, e todas as tentativas na condição de execução contaminadas com qualquer artefato de movimento não relacionado ao gesto de agarrar.

Descarte quaisquer tentativas que foram sinalizadas durante a aquisição nas quais o participante não estava prestando atenção. Observe a taxa de rejeição do estudo para cada grupo de diagnóstico em análise após a remoção do artefato. Segmente os testes limpos em épicos de dois segundos que consistem em um segundo de dados antes da captura e um segundo depois para as condições de observação e execução.

Além disso, o segmento limpou dois segundos épicos da condição de descanso. Em seguida, execute uma transformada rápida de Fourier. Em cada segmento, selecione um conjunto de oito eletrodos em cada hemisfério ao redor das quatro posições padrão C3 e C para análise estatística.

Para cada condição, calcule a média do poder entre os ensaios incluídos. Para calcular os espectros de potência, calcule a atenuação mu examinando a potência média durante a execução ou observação de uma ação motora em relação à potência média. Durante a condição de repouso na faixa de oito a 13 hertz, use o log dessa proporção para determinar o grau de atenuação.

Um valor negativo representa atenuação durante a execução ou observação. Enquanto um valor positivo representa o aumento, a topografia característica de atenuação do ritmo mu, conforme demonstrado por um indivíduo com desenvolvimento típico ao observar uma ação de preensão direcionada a um objetivo, é mostrada aqui. A atenuação do ritmo mu é refletida na topografia do couro cabeludo como amplitude reduzida sobre eletrodos localizados centralmente.

A potência espectral média na frequência mu durante a observação do movimento biológico é atenuada em relação à linha de base. Enquanto a potência mu não é atenuada durante a observação de movimentos não biológicos, a potência mu é atenuada em relação à linha de base durante a execução e observação das ações. Em um homem de 6 anos de idade com desenvolvimento típico, uma vez dominada esta técnica, incluindo coleta e processamento de dados, pode ser concluída em duas horas por sujeito, se realizada corretamente após seu desenvolvimento.

Essa técnica abriu caminho para pesquisadores no campo da neurociência clínica explorarem alguns dos mecanismos subjacentes dos transtornos do espectro do autismo. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de um método para avaliar a ativação do sistema de neurônios-espelho em humanos. O EEG é um método não invasivo eficiente para entender como o cérebro processa informações sociais.