Summary
Nous utilisons la magnétoencéphalographie (MEG) et l'électroencéphalographie (EEG) pour cartographier les zones du cerveau impliquées dans le traitement de simples stimuli sensoriels.
Abstract
Nous utilisons la magnétoencéphalographie (MEG) et l'électroencéphalographie (EEG) pour localiser et déterminer l'évolution temporelle dans les zones du cerveau impliquées dans le traitement de simples stimuli sensoriels. Nous allons utiliser des stimuli somesthésiques pour localiser les aires somatosensorielles main, des stimuli auditifs pour localiser le cortex auditif, les stimuli visuels dans les quatre quadrants du champ visuel pour localiser les zones début visuelle. Ce type d'expériences sont utilisées pour la cartographie fonctionnelle chez les patients épileptiques et des tumeurs du cerveau pour localiser cortex éloquent. En neurosciences fondamentales similaires protocoles expérimentaux sont utilisés pour étudier l'orchestration de l'activité corticale. Le protocole d'acquisition comprend les procédures d'assurance qualité, la préparation sujet pour le MEG combinée / étude EEG, et a évoqué l'acquisition de données avec-réponse somatosensoriel, auditif et les stimuli visuels. Nous démontrons également l'analyse des données en utilisant l'équivalent actuel modèle dipolaire et corticale limitées au minimum-norme estimations. Anatomique des données d'IRM sont employées dans l'analyse pour la visualisation et de calcul des limites des frontières de tissus pour la modélisation de l'avant et l'emplacement cortical et les contraintes d'orientation pour les estimations minimales-norme.
Protocol
1. Vérifiez le réglage du système et la qualité des données
- Vérifiez le réglage du système MEG. Utilisez le tuning et le logiciel de mesure de bruit fourni avec le système MEG pour vérifier que tous les canaux sont correctement réglés et que le niveau de bruit moyen est inférieur à 3 m / cm ou 3 pi sur le plan et le magnétomètre gradiomètre canaux MEG, respectivement.
- Prélever un segment de données salle vide. Acquérir des données avec le vide salle blindée du sujet pendant 5 minutes pour l'assurance qualité et l'estimation du bruit.
2. Mettre en place les stimuli et les paramètres d'acquisition de données.
- Mettre en place l'somatosensoriel, auditif et des stimuli visuels en utilisant un ordinateur de relance, d'un projecteur installé à l'extérieur de la salle bouclier, et un stimulateur électrique somatosensoriel (Grass modèle S88).
3. Préparation du patient Sujet
- Avant une étude MEG / EEG, chaque sujet doit remplir plusieurs formulaires concernant la sécurité et le consentement.
- Vérifiez que le sujet est libre de matériaux magnétiques. Amenez le sujet dans la salle blindée et commencer MEG acquisition de données pour vérifier que les données ne contiennent pas de signes d'artéfacts magnétique. Si nécessaire, utilisez un démagnétiseur pour réduire les artefacts d'objets magnétiques dans le corps tels que les soins dentaires.
- Mettez sur le capuchon d'EEG, injecter gel conducteur, et de vérifier les impédances. Les impédances devrait être inférieure à 10 kOhms.
- Mettez sur des électrodes EOG et l'électrode de référence.
- Mettez sur la tête-position de l'indicateur (IPH) bobines. Placez les quatre bobines HPI sorte qu'ils seront sous la zone couverte par le réseau de capteurs MEG et éloignés les uns des autres.
- Numérisez repères repères, bobines HPI, les électrodes d'EEG, et forme de la tête.
- Déplacez le sujet dans le scanner.
4. L'acquisition des données pour chaque modalité sensorielle
- Mettre en place des protocoles de stimulation sur l'ordinateur de relance. Pour la somato-sensoriel nerf médian de stimulation, attacher les électrodes sur les poignets gauche et droit et d'augmenter progressivement l'intensité du stimulus de telle sorte que le niveau du stimulus dépasse le seuil moteur. Pour la stimulation auditive, insérez les écouteurs et vérifier que le niveau de stimulation est approprié. Pour la stimulation visuelle, la position de l'écran rétro-projection en avant du sujet et de vérifier que le stimulus est correctement présenté.
- Démarrer l'acquisition de données et vérifier la qualité des données. Sur l'affichage des données brutes, vérifiez que tous les canaux fonctionnent correctement et ne contiennent pas d'artefacts.
- Mesurer la position de la tête. Invoquer la mesure position de la tête de la console d'acquisition et de vérifier que les résultats répondent aux spécifications imposées par le logiciel.
- Commencez à économiser de données brutes et en ligne en moyenne.
- Démarrer la livraison de relance
- Une fois que tous les stimuli ont été présentés, sauf les données brutes et sur la ligne moyenne.
5. L'analyse des données
Dans l'analyse des données, nous allons utiliser les données anatomiques d'IRM pour la visualisation des résultats, pour déterminer les formes des compartiments de tissus pour la modélisation de l'avant, et pour contraindre les données lMEG / EEG à la surface corticale. Nous utilisons à la fois le modèle actuel dipôle et un minimum de contraintes distribués corticale-norme solution dans l'analyse. Le workflow de l'analyse des sources distribuées est montré dans la figure 1.
Figure 1. Flux global d'analyse des MEG / EEG utilisant corticale limitées au minimum-norme estimations.
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Discussion
Magnétoencéphalographie (MEG) et l'électroencéphalographie (EEG) sont les seuls méthodes non invasives pour enregistrer l'activité cérébrale avec une résolution temporelle fine. MEG est particulièrement bien adapté pour l'étude de l'activité corticale. Cet article montre MEG combinées EEG / acquisition de données et d'analyse pour déterminer l'activité du cerveau associées au traitement de simples stimuli sensoriels. Ce type d'expériences sont utilisés tant dans les neurosciences fondamentales et cliniques. Si l'activation du cerveau est focale, le modèle actuel dipôle s'applique et la localisation de l'activité peut être déterminée avec une précision d'environ 5 mm. Dans les situations plus complexes, les estimations de source corticale limitées peuvent être utilisées pour révéler les tendances spatio-temporelle de l'activation. Ces modèles utilisent des données anatomiques par IRM pour la visualisation, la détermination de la géométrie des compartiments de tissus pour la modélisation de l'avant, et pour la localisation corticale et les contraintes d'orientation.
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References
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