事象関連電位とオドボール課題

Neuropsychology

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Overview

ソース: ジョナス ・ t. カプラン サラ I. ギンベル所-南カリフォルニア大学

圧倒的な感覚的な器官によってキャプチャされた情報量を考えると、脳はある特定の刺激は、何は現在重要ではない可能性がありますに少ない労力を費やすとは何かに出席するための処理を優先することが重要です。脳を使用して 1 つのヒューリスティックは、頻繁にまたはが予期しない、またはユニークな刺激に有利な一定の刺激を無視することです。したがって、稀なでき事は多くの顕著な私たちの注目を集める傾向があります。さらに、現在の行動目標に関連する刺激が関連するものよりも優先します。

注意の神経生理学的相関は、型破りなパラダイムを使用して実験的に検討されています。参加者は、一連の反復的なオーディオまたは視覚刺激の予期しない刺激によって中断される頻度が低いと最初に 1975 年に導入オドボール課題を提案します。1この中断標的刺激による事象関連電位 (Erp) として知られている頭皮で書き込み可能なある特定の電気イベントを引き出すために示されています。ERP は、特定の感覚、認知、またはモーター イベントから生じる測定した脳の反応です。事象関連電位は脳波 (EEG) 病と正常機能患者の脳機能を評価の非侵襲的手段を使用して測定されます。型破りなイベントへの応答で、P300 と呼ばれる頭皮の頭頂部全体が特定の ERP 成分が向上します。P300 は肯定的行くたわみについて刺激発症後 250 と 500 ms の間に発生する脳波信号に。一般に、初期電位は感覚運動処理後電位 P300 のような認知的処理を反映反映します。

このビデオでは、脳波を用いたオドボール課題を管理する方法を示します。ビデオがカバーのセットアップと脳波の管理とコントロールとターゲットの両方の刺激オドボール課題における事象関連電位の解析関連。このタスクでは脳波電極で参加者が設定し、彼らを表示コントロール刺激、ターゲット刺激が点在しながら、脳の活動が記録されます。手順は、ハビビに似ています。2時間はターゲット刺激を提示すると、各参加者は、ボタンを押した。Erp をコントロールとターゲット刺激の間で平均したときは、選択した時間帯に各イベントに関わる神経基盤を比較できます。

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 心理の必需品. 事象関連電位とオドボール課題. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Procedure

<>

1. 参加者募集

  1. 実験の参加者 20 名を募集します。
  2. 参加者研究手順の完全に通知されている、すべての適切な同意書に署名したことを確認します。

2. データの収集

  1. 脳波準備 (注: これらの手順は、Synamps 2 のアンプと 64 チャンネル クイック キャップ Neuroscan 4.3 システムで使用します)。
    1. 脳波研究の参加者に参加する前に自分の髪の毛製品 (例えばゲル、マウス、またはリーブインコンディショナー) をなりません。
    2. 導電性電極ゲル (すなわち、クイック ゲル) で 2-4、10 ml 注射器を満たしなさい。それは空気泡を解放するためにそれを使用する前にゲルを攪拌する勧めします。
    3. 髪をブラシし、頭皮を徹底的に (約 5 分)。
    4. アルコールや綿のガーゼできれいな頭は。また電極の配置のための皮膚をきれいに: の下と左上 (それぞれの耳)、背後にある 2 つの突起の眼 VEO (垂直電気眼)、許 (水平電気眼; それぞれの目の遠い側面図 1、左)。
    5. 両面接着ディスクを使用すると、電極を配置します。
    6. (下の後ろの頭のバンプ) イオン (眉毛、半ば目) 間で直接正面からヘッドを測定します。この距離 (小規模、中規模、または大規模な) キャップのサイズを決めます。キャップ額の測定距離の 10% をマークし、半ば前頭葉電極 (FPz) はこのマークがポイントに配置ことを確認してください。
    7. 面電極をキャップに彼らのそれぞれのコードに付着します。
    8. ゲルの電極の充填、鈍針の先端を使用してので、頭皮に直接接触電極は、電極の下に脇毛をこすり開始します。皮膚を傷つけないように留意します。
      1. 電極を少し持ち上げると、ゲルを挿入しやすくなります。ほとんどの場合、電極の下に毛があります。よいインピー ダンスの道を移動することになります。
    9. 防音仕様の部屋に参加者、キャップと個々 の電極に接続します。
    10. それの下で 10 KΩ を維持する電極頭皮接続のインピー ダンスを確認します。インピー ダンスが高い場合は、電極が導電性ゲルとは、頭皮との接触を確認します。
      1. インピー ダンスは交流電流の流れを妨げる傾向です。高インピー ダンス データのノイズを増加させることができるし、研究開始前に最小限に抑える必要があります。
      2. ほとんどの場合、髪は電極の邪魔です。方法のうちに移動はよりよいインピー ダンスを得るべきです。
    11. 一度すべての電極に適したインピー ダンスをノイズの void 脳波トレース、データ収集を開始できます。

Figure 1
図 1: 電極配置します。眼球運動の成果物 (左) を検出する表面電極の配置。直接すぐ下に頭の後ろにバンプに眉毛の間から測定の図。この測定値の 10% は半ば目マークの上測定、キャップの FPZ 電極配置です (右)。

  1. 脳波データの収集
    1. 作業を行う参加者を準備します。
      1. (音響および電気的シールド) 音と光減衰の部屋に 16 インチのコンピューターの画面から 75 cm の椅子に参加者を配置します。
      2. 彼/彼女が画面に表示される色の円を見ることを参加者に伝えます。たびに緑色の円を見ると、参加者は、彼/彼女の右手 (図 2) のボタンを押す必要があります。
        1. 1000 ms の刺激間隔の刺激プレゼンテーション間での 1000 ms の各刺激を示します。
        2. 非ターゲットの赤い円の 96 のプレゼンテーションの間でランダムに散在している 64 ターゲット刺激を示します。128 ターゲット刺激試験と 192 の非ターゲット コントロール試験の合計はこのシーケンスを 2 回、繰り返します。
    2. システムを起動し、機能上のタスクのプレゼンテーションで脳波の記録を連続しています。
    3. 脳波、1024 の利得と帯域通過 0.01-100 のアンプによって増幅される Hz。
    4. 瞬目反応によって汚染された試験およびオフライン アーティファクト除去 (試験の約 15%) がエリミネートされます。

Figure 2
図 2: オドボール課題の設計を検討します。参加者には赤い丸や緑色の円のいずれかが表示されます。各刺激は、1 s、1 s の空白の画面が続きます。彼のたびには参加者は、緑色の円を見て右手にボタンを押すように指示が。

3. データ分析

  1. 平均突起にデータをオフラインで参照します。
  2. 連続脳波データを開始の 200 ms 前と刺激の開始後終了 1000 ms の新紀元に分割します。
  3. エポックは、エポック刺激の開始前に 200 ms を使用して訂正基準です。
  4. モーションの成果物を修正するに任意の脳波電極を 150 μ v を超える信号の変化の時代は、平均に含まれていません。
  5. データはオフライン デジタル フィルター処理 (バンドパス 0.05 20 Hz)。
  6. ターゲット コントロールとコントロール刺激の Pz 記録サイトから表示されている ERP の平均値を使用します。
    1. 頭頂のピーク (潜時や振幅) P300 は電極 Pz で自動的に取得されます。
  7. 統計解析
    1. 頭頂の Pz 電極から ERP 平均値をプロットします。
    2. ピーク振幅と待ち時間には、ターゲット コントロールとコントロール刺激の違いがあるかどうかを決定するのに各遅延範囲の F テストを使用します。

私たちの環境の感覚情報の圧倒的な量を与え、脳に違いないある特定の刺激の処理を優先することができる何はない現在重要かもしれないし、何に出席するために労力を費やしているので

日常、人は複数の視力と音、オフィスやコンピューター画面上の映像を入力する人のように公開されます。

一部、このような刺激に誰かを支払う注意は、任意の時点での自分の目標に依存します。たとえば、彼らが意図的にプレゼンテーションを確認する自分のモニターに焦点を当てます。この場合、脳、頻繁に重要ではない項目は無視されます-同僚の入力のような-、代わりに画面上のスライドに出席します。

これは、トップダウンの注意、脳が目標に関係のない情報をフィルター処理と呼ばれるプロセスの例です。

対照的に、ボトムアップの注意は目的に関連していないにもかかわらず、人の注目をキャプチャする能力を持っているユニークな予想外の刺激を扱っています。

これらの稀な音や観光スポットは型破りな刺激と呼ばれると -して目新しさのため-彼らは必要があります処理、脳によって優先が。台所で音、誰かが傷つく、または軽食があることを意味するかもしれない。

感覚で重要なイベントへの応答で、台所でクラッシュ-脳の同じ領域に複数のニューロンの活性化、電気的信号の伝播を促進します。

脳波の技術により電極を頭皮にこの電気応答を測ることができる-脳波と略す-結果の測定は、事象関連電位や ERP と呼ばれる。

このビデオでは被験者がユニークで共通の視覚刺激を示されてオドボール中に Erp を調査します。我々 は脳波実験をセットアップ、ERP データを分析および研究者は注意の他の側面を研究するこの手法に適用するを探索する方法を実演します。

この実験では、二種類の形状に基づく刺激を表示して、参加者の脳活動-ベースラインと型破りな — を用いて脳波、脳の重要な感覚情報から無関係な識別方法に洞察力を得るために。

脳波の準備をする研究者の電極位置-既にキャップ挿入 — 特定の解剖学的位置に参加者の頭皮上だから脳の電気的活動を記録できます。

補助電極は筋活動を評価する目の周りに配置-脳波データの動きの成果物を生成できる- と非神経の情報が収集されます参照として乳様突起の場所で耳の後ろに。

参加者は見ることになる刺激の 2 つのタイプを紹介します。ここでは、型破りなイメージは個々 の緑色の円から成るに対し、基準映像は単一の赤い円と成ります。

参加者に緑色の図形に目を光らせてするように指示、監督の 1 つが画面に表示されるたびに、ボタンをプッシュします。

1 のタスクでは、各サークルが表示されますコンピューターのモニター上の s。円が消滅した後、画面が暗いまま 1 の s と次の画像が表示されます。

トリックは、参加者が緑の丸を散発的に示されている- そして大いにより少なく頻繁-赤いもののいくつかの動画像の間。160 刺激の唯一の 64 が緑色です。

考えはこれらの「場所のアウト」ターゲットのイメージは、両方ボトムアップ注意をキャプチャ-彼らは珍しい — とトップダウンの注意-タスク目標は、これらの図形が表示されますを示すために。

結果として、脳は、堅牢な電気信号を生成することによってこれらの目標に関連、潜在的に重要な刺激に対応させていただきます。

脳波データはすべて 160 試験を継続的に記録されます。シーケンスが繰り返され、ノイズから真の型破りな誘発性の活動を区別するために十分な情報が収集されることを保証する 160 画像の 2 番目のセットが表示されます。

その後、脳波データは、電極の配置を解剖学的サイトごとの ERP 波形を生成する処理されます。

先行研究に基づき、最も重要なデータは頭頂葉の接合部の上、頭の後ろに向けては、頭皮の中心に位置する Pz 電極近く期待されています。

具体的には、1 つのコンポーネントこれらの頭頂の Erp が P300 と呼ばれる-感覚的な刺激の提示後約 300 ms に発生する波形の正のピークで構成されていますので、そのように命名-緑型破りな円への応答で強化されると予測されています。

実験を開始、参加者に挨拶し、適切な同意書を署名するようにします。また彼らはムース、脳波と干渉するなどの任意のヘアケア製品を使用していないを確認します。

前に、最初に空気の泡を解放する導電性電極ゲルをかき混ぜます。それを使用し、この物質を電極手配後のプロトコルに適用することを援助する 10 ml シリンジを埋めます。

注射器を準備されている、一度徹底的に参加者の髪と頭皮をブラシ、アルコールに浸したコットン ガーゼできれいに自分の頭の上。

その後、同様の方法で左眼の下および両方の目のまで水平の位置に、参加者の耳上のそれぞれの後ろの皮膚を消毒します。

次に、両面接着ディスク電極に対しての 1 つの面を配置します。反対側で、露出した電極にゲルを適用し、洗浄領域左の目の上にそれを押さなければ。顔に残っている滅菌位置でこのプロセスを繰り返します。

参加者の頭の前面から距離を測定するため脳波キャップのサイズを決定する-眉間の直接-頭後頭部のこぶの下にある頭蓋骨のイニオン投影します。半ば目ポイントの上の額の測定距離の 10% をマークします。

目-イオン測定を使用して、標準的な円周の範囲内に収まるキャップを選択し、配置、FPz 電極-中央、最前面の 1 つ、額のマークの上に置きます。その後、キャップにも、それぞれコードを各顔電極を接続します。

ゲル満たされた注射器を取得した後、あなたはすべての電極に鈍い先端を挿入します参加者に知らせます。今、各 1 つを持ち上げ、皮膚を傷つけないように注意しながらさておき、基になる髪をこすり。

ゲルを挿入し、残りキャップ電極頭皮で収集された電気信号が正しく行われていることを確認するためにこのプロセスを繰り返します。

その後、音響および電気的シールド、静かな部屋に参加者、記録システムに全体の帽子に接続します。

関連するコンピューター プログラムを使用すると、電極頭皮接続のインピー ダンスを確認します。任意の電極用 10 KΩ 上のインピー ダンスは、-脳波トレースのノイズになることができます-導電性ゲルがあるし、すべての基になる髪が離れて移動されていることを確認してください。

すべてのインピー ダンス値が 10 KΩ 以下になります注意してください。

行動作業の準備で、ある参加者の座ってされるように約 75 センチメートル、モニターからの位置、それらを保持する応答ボックス。彼らは画面に表示される緑の円を観察するとき、彼らはのみタイミング ボタンを押す必要があることを強調します。

参加者は、タスクを理解し後、は、脳波システムを起動します。96 の非ターゲット コントロール試験と散在している 64 ターゲット刺激試験を完了ことができます。次の 160 の試験を繰り返すシーケンスを開始します。

すべてのデータを収集した後は、オフライン処理を開始する解析プログラムに結果をインポートします。まず、乳様突起の平均値に情報を参照することによって神経の信号のみを特定します。

エポックに連続脳波を割ることによって続行-セクションの前に 200 ms を開始とこの、刺激毎の発症後 1000 ms を終了インスタンス緑または赤の円。

ベースラインに進む刺激発症する前に 200 ms を発生する部分を使用してこれらの時間枠を調整します。

その後、モーションの成果物を修正するに電極のいずれかで記録された信号の変化 ± 150 μ V を超える中に期間を排除-興味のある解剖学的サイトから 1 つの収集データだけではなく。

その後、各電極の平均、脳波データから収集 ERP 波形を生成するすべてのベースライン イメージの試験。同様に、型破りな試験データの平均値します。

データの分析、ERP を表示するには、緑のターゲットと赤のコントロール図形の Pz 記録サイトから平均します。頭頂部の P300 成分の振幅を評価-0 μ V の基準値を超えるコンポーネントの高さ- と待機時間 — どのくらいに表示される ms 参加者ビュー円後。

これらのピーク振幅との待ち時間には、ベースラインと変わり者の刺激の違いがあるかどうかを決定するのに F テストを使用します。

参加者がコントロール赤ターゲット サークルを表示するとき P300 ピークが認められなかったに対し、緑の型破りな図形のトレースでピークに達し約 350 ms、刺激の開始後に注意してください。

総称して、これらのデータは、型破りな刺激を提示すると、タスクに関連する、顕著な刺激を識別する神経プロセスを反映して、頭頂葉の活動を増加させることをお勧めします。

研究者が感覚情報処理で視覚刺激パラダイムを使用する方法がわかったら、科学者は他の分野の事象関連電位を分析するこの手法に適用するを見てをみましょう。

一部の研究者は型破りなパラダイムを使用して理解する健康な脳によって生成される事象関連電位に着目したがどのように脳震盪-頭に怪我のトラウマから — 認知プロセスに影響を与えます。

たとえば、エビデンスは、学生たちが衝撃を受けた-めまいや混乱などの症状を示す人と — 生産大幅 P300 ピーク無傷の制御の参加者と比較して珍しい型破りなイメージを表示するとき。

脳震盪が脳に、応答して、潜在的に重要な感覚情報を処理に悪影響することが示唆されました。

他の研究者はオドボール課題の修正を使用している-予期しないサウンドではなく、画像を含む 1 つ-トップダウンとボトムアップの注目の違いを理解します。

型破りなトーンによって生成される事象を研究することによって科学者ことが判断される、このコンポーネントの 2 つの部分で構成できますが、レア音源によって強化も P300 ピークをだけでなく、: P3 a、および後で P3b要素と呼ばれる初期の部分。

興味深いことに、ある特定の稀な音刺激を識別する目的の参加者の Erp でこれらの 2 つのピークが観察されます。ただし、P3 aだけに参加者だけ受動的、音に耳を傾けるように指示、奇数のものを識別するために目標を与えられていない波形の発生します。

したがって、P3 aはボトムアップの注意に対処すると思った-脳が新しい刺激に応答する方法と、P3b可能性がトップダウンの注意と認知の脳ターゲットの分類方法を反映しているに対し。

ゼウスの感覚刺激の処理を調査する型破りなパラダイムを使用してビデオをちょうど見てきた-頭頂葉で特に。今では、さまざまな刺激を設計、記録脳波と同様、生成および事象関連電位を分析する方法を知るべきであります。事象関連電位による認知過程への洞察力の提供方法の理解も必要と特定の傷害をよりよく理解するために使用します。

見てくれてありがとう!

Results

参加者がボタンを押すたびに彼らは緑色の円を見たで応答するように指示されたオドボール課題、中に参加者がコントロール赤サークルを表示したときと比較して増加頭頂 P300 があった。コントロール トレース(図 3の P300 ピークがあったに対し、このトレース ピーク、刺激の開始に続く約 350 ms)。

Figure 3
図 3:ベースラインと型破りなイメージに P300 頭頂応答します。ベースライン イメージ (赤) と型破りなイメージ (緑) に頭頂部の応答の平均 ERP 時間トレース。応答は、ミリ秒以上ローパワーで測定されます。

これらの結果は、頭頂葉の活動増加、型破りな項目を提示すると、タスクに関連する、顕著な刺激を識別する神経プロセスを反映することを示します。脳は、これらの項目とそれらの処理に資源を集中し、効率を高めます。この方法で注目を集める刺激はより迅速に対応、また後でより良い記憶。

Applications and Summary

その非常に高い時間分解能により、ERP アプローチにより、非常に高速な心理的なプロセスに対応する電気イベント間の差別です。オドボール課題が 2 つの似たような刺激間差別半分未満の頭頂葉から電気の署名を明らかに、この力を示して 2 番目のプレゼンテーションの後。タスクは、現在の生物学的重要性を持つ環境の機能を識別するための脳のプロセスにウィンドウを提供します。3

型破りなパラダイムは、ボトムアップトップダウンの注意の側面を兼ね備えています。ボトムアップの注意は、私たち自身の意図的な計画や目標に関係なく私たちの注目をキャプチャする刺激の外因性の能力を指します。これの出番オドボール課題におけるターゲットが珍しいと目立たせる実験で他の刺激とは異なる。トップダウンの注意は、私たちの現在のタスクの目標に基づいて着信情報をフィルター処理する当社の能力を指します。オドボール課題トップダウン注意の側面を含むは、我々 がターゲット刺激にのみ反応するように指示されますので、したがって我々 が意識的にしようそれらに出席するため。研究では、P300 電位場合がある初期および後期のサブコンポーネントの目新しさ、刺激とターゲットとして、刺激のトップダウンの認知分類を反映している (呼ばれる P3b) 後のサブコンポーネントによって駆動されるボトムアップ顕著性を反映した初期のサブコンポーネント (と呼ばれる P3a) を発見しました。オドボール課題は、したがって、注意プロセスの堅牢かつ複雑なプローブです。

脳での情報処理の信頼性の高いマーカーとしてオドボール課題によって誘発される P300 は attentional 機能障害の有用なバイオ マーカーをすることができます。たとえば、ADHD を持つ子供の可能性、小さいと後で P300 を示し4これらの違いは増加する傾向を効果的な薬物療法5

References

  1. Squires, N.K., Squires, K.C. & Hillyard, S.A. Two varieties of long-latency positive waves evoked by unpredictable auditory stimuli in man. Electroencephalogr Clin Neurophysiol 38, 387-401 (1975).
  2. Habibi, A., Wirantana, V. & Starr, A. Cortical Activity during Perception of Musical Rhythm; Comparing Musicians and Non-musicians. Psychomusicology 24, 125-135 (2014).
  3. Halgren, E. & Marinkovic, K. Neurophysiological networks integrating human emotions. in The Cognitive Neurosciences (ed. Gazzaniga, M.S.) 1137-1151 (MIT Press, Cambridge, MA, 1995).
  4. Doyle, A.E., et al. Attention-deficit/hyperactivity disorder endophenotypes. Biol Psychiatry 57, 1324-1335 (2005).
  5. Winsberg, B.G., Javitt, D.C. & Silipo, G.S. Electrophysiological indices of information processing in methylphenidate responders. Biol Psychiatry 42, 434-445 (1997).
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1. 参加者募集

  1. 実験の参加者 20 名を募集します。
  2. 参加者研究手順の完全に通知されている、すべての適切な同意書に署名したことを確認します。

2. データの収集

  1. 脳波準備 (注: これらの手順は、Synamps 2 のアンプと 64 チャンネル クイック キャップ Neuroscan 4.3 システムで使用します)。
    1. 脳波研究の参加者に参加する前に自分の髪の毛製品 (例えばゲル、マウス、またはリーブインコンディショナー) をなりません。
    2. 導電性電極ゲル (すなわち、クイック ゲル) で 2-4、10 ml 注射器を満たしなさい。それは空気泡を解放するためにそれを使用する前にゲルを攪拌する勧めします。
    3. 髪をブラシし、頭皮を徹底的に (約 5 分)。
    4. アルコールや綿のガーゼできれいな頭は。また電極の配置のための皮膚をきれいに: の下と左上 (それぞれの耳)、背後にある 2 つの突起の眼 VEO (垂直電気眼)、許 (水平電気眼; それぞれの目の遠い側面図 1、左)。
    5. 両面接着ディスクを使用すると、電極を配置します。
    6. (下の後ろの頭のバンプ) イオン (眉毛、半ば目) 間で直接正面からヘッドを測定します。この距離 (小規模、中規模、または大規模な) キャップのサイズを決めます。キャップ額の測定距離の 10% をマークし、半ば前頭葉電極 (FPz) はこのマークがポイントに配置ことを確認してください。
    7. 面電極をキャップに彼らのそれぞれのコードに付着します。
    8. ゲルの電極の充填、鈍針の先端を使用してので、頭皮に直接接触電極は、電極の下に脇毛をこすり開始します。皮膚を傷つけないように留意します。
      1. 電極を少し持ち上げると、ゲルを挿入しやすくなります。ほとんどの場合、電極の下に毛があります。よいインピー ダンスの道を移動することになります。
    9. 防音仕様の部屋に参加者、キャップと個々 の電極に接続します。
    10. それの下で 10 KΩ を維持する電極頭皮接続のインピー ダンスを確認します。インピー ダンスが高い場合は、電極が導電性ゲルとは、頭皮との接触を確認します。
      1. インピー ダンスは交流電流の流れを妨げる傾向です。高インピー ダンス データのノイズを増加させることができるし、研究開始前に最小限に抑える必要があります。
      2. ほとんどの場合、髪は電極の邪魔です。方法のうちに移動はよりよいインピー ダンスを得るべきです。
    11. 一度すべての電極に適したインピー ダンスをノイズの void 脳波トレース、データ収集を開始できます。

Figure 1
図 1: 電極配置します。眼球運動の成果物 (左) を検出する表面電極の配置。直接すぐ下に頭の後ろにバンプに眉毛の間から測定の図。この測定値の 10% は半ば目マークの上測定、キャップの FPZ 電極配置です (右)。

  1. 脳波データの収集
    1. 作業を行う参加者を準備します。
      1. (音響および電気的シールド) 音と光減衰の部屋に 16 インチのコンピューターの画面から 75 cm の椅子に参加者を配置します。
      2. 彼/彼女が画面に表示される色の円を見ることを参加者に伝えます。たびに緑色の円を見ると、参加者は、彼/彼女の右手 (図 2) のボタンを押す必要があります。
        1. 1000 ms の刺激間隔の刺激プレゼンテーション間での 1000 ms の各刺激を示します。
        2. 非ターゲットの赤い円の 96 のプレゼンテーションの間でランダムに散在している 64 ターゲット刺激を示します。128 ターゲット刺激試験と 192 の非ターゲット コントロール試験の合計はこのシーケンスを 2 回、繰り返します。
    2. システムを起動し、機能上のタスクのプレゼンテーションで脳波の記録を連続しています。
    3. 脳波、1024 の利得と帯域通過 0.01-100 のアンプによって増幅される Hz。
    4. 瞬目反応によって汚染された試験およびオフライン アーティファクト除去 (試験の約 15%) がエリミネートされます。

Figure 2
図 2: オドボール課題の設計を検討します。参加者には赤い丸や緑色の円のいずれかが表示されます。各刺激は、1 s、1 s の空白の画面が続きます。彼のたびには参加者は、緑色の円を見て右手にボタンを押すように指示が。

3. データ分析

  1. 平均突起にデータをオフラインで参照します。
  2. 連続脳波データを開始の 200 ms 前と刺激の開始後終了 1000 ms の新紀元に分割します。
  3. エポックは、エポック刺激の開始前に 200 ms を使用して訂正基準です。
  4. モーションの成果物を修正するに任意の脳波電極を 150 μ v を超える信号の変化の時代は、平均に含まれていません。
  5. データはオフライン デジタル フィルター処理 (バンドパス 0.05 20 Hz)。
  6. ターゲット コントロールとコントロール刺激の Pz 記録サイトから表示されている ERP の平均値を使用します。
    1. 頭頂のピーク (潜時や振幅) P300 は電極 Pz で自動的に取得されます。
  7. 統計解析
    1. 頭頂の Pz 電極から ERP 平均値をプロットします。
    2. ピーク振幅と待ち時間には、ターゲット コントロールとコントロール刺激の違いがあるかどうかを決定するのに各遅延範囲の F テストを使用します。

私たちの環境の感覚情報の圧倒的な量を与え、脳に違いないある特定の刺激の処理を優先することができる何はない現在重要かもしれないし、何に出席するために労力を費やしているので

日常、人は複数の視力と音、オフィスやコンピューター画面上の映像を入力する人のように公開されます。

一部、このような刺激に誰かを支払う注意は、任意の時点での自分の目標に依存します。たとえば、彼らが意図的にプレゼンテーションを確認する自分のモニターに焦点を当てます。この場合、脳、頻繁に重要ではない項目は無視されます-同僚の入力のような-、代わりに画面上のスライドに出席します。

これは、トップダウンの注意、脳が目標に関係のない情報をフィルター処理と呼ばれるプロセスの例です。

対照的に、ボトムアップの注意は目的に関連していないにもかかわらず、人の注目をキャプチャする能力を持っているユニークな予想外の刺激を扱っています。

これらの稀な音や観光スポットは型破りな刺激と呼ばれると -して目新しさのため-彼らは必要があります処理、脳によって優先が。台所で音、誰かが傷つく、または軽食があることを意味するかもしれない。

感覚で重要なイベントへの応答で、台所でクラッシュ-脳の同じ領域に複数のニューロンの活性化、電気的信号の伝播を促進します。

脳波の技術により電極を頭皮にこの電気応答を測ることができる-脳波と略す-結果の測定は、事象関連電位や ERP と呼ばれる。

このビデオでは被験者がユニークで共通の視覚刺激を示されてオドボール中に Erp を調査します。我々 は脳波実験をセットアップ、ERP データを分析および研究者は注意の他の側面を研究するこの手法に適用するを探索する方法を実演します。

この実験では、二種類の形状に基づく刺激を表示して、参加者の脳活動-ベースラインと型破りな — を用いて脳波、脳の重要な感覚情報から無関係な識別方法に洞察力を得るために。

脳波の準備をする研究者の電極位置-既にキャップ挿入 — 特定の解剖学的位置に参加者の頭皮上だから脳の電気的活動を記録できます。

補助電極は筋活動を評価する目の周りに配置-脳波データの動きの成果物を生成できる- と非神経の情報が収集されます参照として乳様突起の場所で耳の後ろに。

参加者は見ることになる刺激の 2 つのタイプを紹介します。ここでは、型破りなイメージは個々 の緑色の円から成るに対し、基準映像は単一の赤い円と成ります。

参加者に緑色の図形に目を光らせてするように指示、監督の 1 つが画面に表示されるたびに、ボタンをプッシュします。

1 のタスクでは、各サークルが表示されますコンピューターのモニター上の s。円が消滅した後、画面が暗いまま 1 の s と次の画像が表示されます。

トリックは、参加者が緑の丸を散発的に示されている- そして大いにより少なく頻繁-赤いもののいくつかの動画像の間。160 刺激の唯一の 64 が緑色です。

考えはこれらの「場所のアウト」ターゲットのイメージは、両方ボトムアップ注意をキャプチャ-彼らは珍しい — とトップダウンの注意-タスク目標は、これらの図形が表示されますを示すために。

結果として、脳は、堅牢な電気信号を生成することによってこれらの目標に関連、潜在的に重要な刺激に対応させていただきます。

脳波データはすべて 160 試験を継続的に記録されます。シーケンスが繰り返され、ノイズから真の型破りな誘発性の活動を区別するために十分な情報が収集されることを保証する 160 画像の 2 番目のセットが表示されます。

その後、脳波データは、電極の配置を解剖学的サイトごとの ERP 波形を生成する処理されます。

先行研究に基づき、最も重要なデータは頭頂葉の接合部の上、頭の後ろに向けては、頭皮の中心に位置する Pz 電極近く期待されています。

具体的には、1 つのコンポーネントこれらの頭頂の Erp が P300 と呼ばれる-感覚的な刺激の提示後約 300 ms に発生する波形の正のピークで構成されていますので、そのように命名-緑型破りな円への応答で強化されると予測されています。

実験を開始、参加者に挨拶し、適切な同意書を署名するようにします。また彼らはムース、脳波と干渉するなどの任意のヘアケア製品を使用していないを確認します。

前に、最初に空気の泡を解放する導電性電極ゲルをかき混ぜます。それを使用し、この物質を電極手配後のプロトコルに適用することを援助する 10 ml シリンジを埋めます。

注射器を準備されている、一度徹底的に参加者の髪と頭皮をブラシ、アルコールに浸したコットン ガーゼできれいに自分の頭の上。

その後、同様の方法で左眼の下および両方の目のまで水平の位置に、参加者の耳上のそれぞれの後ろの皮膚を消毒します。

次に、両面接着ディスク電極に対しての 1 つの面を配置します。反対側で、露出した電極にゲルを適用し、洗浄領域左の目の上にそれを押さなければ。顔に残っている滅菌位置でこのプロセスを繰り返します。

参加者の頭の前面から距離を測定するため脳波キャップのサイズを決定する-眉間の直接-頭後頭部のこぶの下にある頭蓋骨のイニオン投影します。半ば目ポイントの上の額の測定距離の 10% をマークします。

目-イオン測定を使用して、標準的な円周の範囲内に収まるキャップを選択し、配置、FPz 電極-中央、最前面の 1 つ、額のマークの上に置きます。その後、キャップにも、それぞれコードを各顔電極を接続します。

ゲル満たされた注射器を取得した後、あなたはすべての電極に鈍い先端を挿入します参加者に知らせます。今、各 1 つを持ち上げ、皮膚を傷つけないように注意しながらさておき、基になる髪をこすり。

ゲルを挿入し、残りキャップ電極頭皮で収集された電気信号が正しく行われていることを確認するためにこのプロセスを繰り返します。

その後、音響および電気的シールド、静かな部屋に参加者、記録システムに全体の帽子に接続します。

関連するコンピューター プログラムを使用すると、電極頭皮接続のインピー ダンスを確認します。任意の電極用 10 KΩ 上のインピー ダンスは、-脳波トレースのノイズになることができます-導電性ゲルがあるし、すべての基になる髪が離れて移動されていることを確認してください。

すべてのインピー ダンス値が 10 KΩ 以下になります注意してください。

行動作業の準備で、ある参加者の座ってされるように約 75 センチメートル、モニターからの位置、それらを保持する応答ボックス。彼らは画面に表示される緑の円を観察するとき、彼らはのみタイミング ボタンを押す必要があることを強調します。

参加者は、タスクを理解し後、は、脳波システムを起動します。96 の非ターゲット コントロール試験と散在している 64 ターゲット刺激試験を完了ことができます。次の 160 の試験を繰り返すシーケンスを開始します。

すべてのデータを収集した後は、オフライン処理を開始する解析プログラムに結果をインポートします。まず、乳様突起の平均値に情報を参照することによって神経の信号のみを特定します。

エポックに連続脳波を割ることによって続行-セクションの前に 200 ms を開始とこの、刺激毎の発症後 1000 ms を終了インスタンス緑または赤の円。

ベースラインに進む刺激発症する前に 200 ms を発生する部分を使用してこれらの時間枠を調整します。

その後、モーションの成果物を修正するに電極のいずれかで記録された信号の変化 ± 150 μ V を超える中に期間を排除-興味のある解剖学的サイトから 1 つの収集データだけではなく。

その後、各電極の平均、脳波データから収集 ERP 波形を生成するすべてのベースライン イメージの試験。同様に、型破りな試験データの平均値します。

データの分析、ERP を表示するには、緑のターゲットと赤のコントロール図形の Pz 記録サイトから平均します。頭頂部の P300 成分の振幅を評価-0 μ V の基準値を超えるコンポーネントの高さ- と待機時間 — どのくらいに表示される ms 参加者ビュー円後。

これらのピーク振幅との待ち時間には、ベースラインと変わり者の刺激の違いがあるかどうかを決定するのに F テストを使用します。

参加者がコントロール赤ターゲット サークルを表示するとき P300 ピークが認められなかったに対し、緑の型破りな図形のトレースでピークに達し約 350 ms、刺激の開始後に注意してください。

総称して、これらのデータは、型破りな刺激を提示すると、タスクに関連する、顕著な刺激を識別する神経プロセスを反映して、頭頂葉の活動を増加させることをお勧めします。

研究者が感覚情報処理で視覚刺激パラダイムを使用する方法がわかったら、科学者は他の分野の事象関連電位を分析するこの手法に適用するを見てをみましょう。

一部の研究者は型破りなパラダイムを使用して理解する健康な脳によって生成される事象関連電位に着目したがどのように脳震盪-頭に怪我のトラウマから — 認知プロセスに影響を与えます。

たとえば、エビデンスは、学生たちが衝撃を受けた-めまいや混乱などの症状を示す人と — 生産大幅 P300 ピーク無傷の制御の参加者と比較して珍しい型破りなイメージを表示するとき。

脳震盪が脳に、応答して、潜在的に重要な感覚情報を処理に悪影響することが示唆されました。

他の研究者はオドボール課題の修正を使用している-予期しないサウンドではなく、画像を含む 1 つ-トップダウンとボトムアップの注目の違いを理解します。

型破りなトーンによって生成される事象を研究することによって科学者ことが判断される、このコンポーネントの 2 つの部分で構成できますが、レア音源によって強化も P300 ピークをだけでなく、: P3 a、および後で P3b要素と呼ばれる初期の部分。

興味深いことに、ある特定の稀な音刺激を識別する目的の参加者の Erp でこれらの 2 つのピークが観察されます。ただし、P3 aだけに参加者だけ受動的、音に耳を傾けるように指示、奇数のものを識別するために目標を与えられていない波形の発生します。

したがって、P3 aはボトムアップの注意に対処すると思った-脳が新しい刺激に応答する方法と、P3b可能性がトップダウンの注意と認知の脳ターゲットの分類方法を反映しているに対し。

ゼウスの感覚刺激の処理を調査する型破りなパラダイムを使用してビデオをちょうど見てきた-頭頂葉で特に。今では、さまざまな刺激を設計、記録脳波と同様、生成および事象関連電位を分析する方法を知るべきであります。事象関連電位による認知過程への洞察力の提供方法の理解も必要と特定の傷害をよりよく理解するために使用します。

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