电-小脑延髓 (EEG)

Behavioral Science

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Summary

EEG 是一种非侵入性的技术,可以测量大脑活动。 神经的活动,生成电信号,通过脑电图电极放置在头皮上记录。 当个人从事做一个认知任务时,大脑活动的变化,这些变化可以记录在脑电图图。因此,它是旨在更好地了解与认知,最终会帮助他们制定改进患者认知功能障碍的治疗方法的不同方面相关联的神经相关的认知科学家的有力工具。

在这里,朱庇特认知研究中提出了脑电图和及其应用的简要概述。首先,我们讨论在何处以及如何生成电信号。然后,我们在认知和详细的分步协议履行脑电实验研究解释使用的脑电图。最后,视频评论一些具体的认知实验使用脑电图与其他技术如功能磁共振成像 (fMRI) 或经颅直流电刺激 (tDCS) 相结合。

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 行为科学精要. 电-小脑延髓 (EEG). JoVE, Cambridge, MA, (2019).

脑电图或简称 EEG,是认知研究的科研人员常用的电生理技术。大脑不断产生的电活动,可以发生自发性,或当诱导刺激。EEG 是一种无创、 便携式和廉价的技术,可以检测和量化改变大脑的活动,使它对认知研究特别有用。在这个视频中,我们将简要地解释 EEG 信号如何生成、 脑电图如何应用于认知研究、 脑电图记录和一些特定的应用程序的标准方法。

首先,让我们看看在何处以及如何生成 EEG 信号。

EEG 信号是从大脑表面的电极放置在头皮上记录脑电活动。它主要在最外层的层大脑皮层中生成-通过活化锥体神经元,哪些是主要输出神经元的皮层。这些神经元接收和融合从大脑的其他部位的突触输入和他们集体的活动反映了信息的处理。

值得注意的是,励磁移动带正电的离子通过膜和进入的神经元中,创建当前"汇"在树突状区域,抵消,向外的运动的电荷周围 soma 当前"源"。这使神经元到"偶极子"的状态,产生的电势,和创建顶树突和胞体之间的电流流动。电极捕获由很大数量的这些"神经偶极子"同步代理产生的电位的总和。

现在,您已经熟悉生理学后面 EEG 信号,让我们讨论一下他们告诉我们关于认知功能。

正常脑电图展品自发振荡。这有节奏的活动包括可以揭露通过数学变换,例如傅里叶变换的几个重叠的子节奏。使用这种技术,脑电时间序列分解成其组成部分分节奏和绘制为"功率谱"。每个小组的节奏,基于其频率,绘出其"浓度"或总的脑电记录中的信号功率。

脑波律动的频率是: 三角波,是最慢,小于 4 hz 的频率范围;Θ 波,在 4-7 赫兹;阿尔法波,在 8-12 赫兹;Β 波,13 30 赫兹;和伽马波,最快在大于 30 赫兹。每个节奏也与行为状态相关: 三角洲和 θ 波观察在睡眠状态下,α 波发生在清醒和放松的状态下,和 β 和 γ 波发生在主动的认知过程中。

脑电活动的变化用于调查对认知任务期间刺激大脑的反应。例如,在认知实验中,一个主题可能要在计算机屏幕上,查看面孔和区别对待他们。重复测试的次数。后续的脑电图响应时间锁定到发病的视觉刺激,平均;这引起了上面的背景噪声的信号电平。特定的刺激所诱发的平均脑电活动被称为事件相关电位。或 ERP。

在 ERP 图峰对应于协调神经活动。在这里,早些时候的峰值涉及视觉系统的直接响应。然后,同步的神经活动以后峰值涉及认知加工的刺激。

既然你已经学会了如何使用脑电图研究认知,让我们看看如何进行脑电实验。

脑电实验要求,收集唯一有意义的信号,因为实际的皮层电位非常小。要捕获这些信号,脑电图电极是由高传导性的材料,如氯化银和银,所述帽根据标准化的 10-20 放置系统。此系统可确保一致定位的电极,因此试验是可再生的跨时间和科目。电极根据已查明的皮质区域和半球位置指定,并且有系统地分离到在 10%或 20%的总前端到后端或右向左距离的头骨。

凝胶电解质与电极用于增加电导率。积极信号被放大与参比电极,和系统接地,减少噪音。此外,信号被过滤收集只有那些那年秋天在脑电频率范围内。从身体运动,如眨眼,工件通常监测和从数据中减去。

实验前向参与者解释程序和得到书面的同意。主体的头围测量,并选择适当的电极帽大小。用于放置帽地标标记且之后 10-20 放置系统。下一步,导电凝胶注射里面每个电极把持器,使凝胶抗头皮,堆栈就足以避免相邻电极之间的干扰。主动电极然后被固定的入持有人。学科正处于实验,并提醒尽量减少不必要的动作。最后,脑电图显示的检查,以确保一切正常运行。

既然你已经学会了基本的运行脑电实验,让我们检查这个技术在认知研究中的一些具体应用。

脑电图用于研究在成人和婴儿的社会认知。在这里,实验涉及面对面木偶示范与婴儿受测试立即召回和模仿。从整个头皮收集的数据在不同实验时间点显示脑电活动的差异。

功能磁共振成像或功能磁共振成像,是测量大脑活动的另一种无创技术。功能磁共振成像位置的激活的敏感性可以结合脑电图对激活的时间的敏感性。在一起,这些技术使在更高的层次来理解睡眠、 意识、 情感、 学习和记忆等认知过程的映射功能。

最后,脑电图可以结合经颅直流电刺激,或 tDCS、 一种技术,使大脑刺激来调节神经元兴奋性。tDCS 握着潜在治疗影响的认知能力,神经紊乱,EEG 用于监视和优化直接刺激的影响。运行自动快速傅里叶变换的软件程序用于观察脑电图功率谱在真正的时间的变化。

你刚看了朱庇特的视频脑电图。这个视频讨论 EEG 信号如何生成的如何将这种技术用于理解认知,进行脑电实验,最后,一些特定的应用在认知研究中的基础知识。一如既往,感谢您收看 !

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