Functionele Mapping met gelijktijdige MEG en EEG

Summary

We maken gebruik van magneto (MEG) en elektro-encefalogram (EEG) tot hersengebieden die betrokken zijn bij het verwerken van eenvoudige zintuiglijke prikkels kaart.

Abstract

We maken gebruik van magneto (MEG) en elektro-encefalografie (EEG) te lokaliseren en bepalen de tijdelijke evolutie in de hersengebieden die betrokken zijn bij de verwerking van eenvoudige zintuiglijke prikkels. Wij zullen somatosensorische stimuli om de hand te somatosensorische gebieden te lokaliseren, auditieve prikkels naar de auditieve cortex, visuele stimuli lokaliseren in vier kwadranten van het gezichtsveld aan de vroege visuele gebieden te vinden. Dit soort experimenten zijn gebruikt voor functionele kartering in epileptische en een hersentumor patiënten welsprekende cortex te lokaliseren. In de basis neurowetenschap soortgelijke experimentele protocollen worden gebruikt om de orkestratie van de corticale activiteit te bestuderen. De overname protocol bevat procedures voor kwaliteitsborging, onder voorbehoud van de voorbereiding voor de gecombineerde MEG / EEG studie, en de aankoop van evoked response-data met somatosensorische, auditieve en visuele stimuli. We tonen ook aan de analyse van de gegevens met behulp van de equivalente huidige dipool model en cortically-beperkte minimum-norm schattingen. Anatomische MRI data zijn werkzaam in de analyse voor visualisatie en voor het afleiden van de grenzen van het weefsel grenzen voor vooruit modelleren en corticale locatie en oriëntatie beperkingen voor de minimum-norm schattingen.

Protocol

1. Controleer het systeem afstemming en datakwaliteit

1. Controleer de afstelling van het MEG-systeem. Met de tuning-en geluidsmetingen software die bij de MEG-systeem om te controleren of alle kanalen goed worden afgestemd en dat het gemiddelde geluidsniveau is minder dan 3 fT / cm of 3 fT op vlakke gradiometer en magnetometer MEG-kanalen, respectievelijk.
2. Verzamel een segment van de lege kamer data. Verwerven van gegevens met de afgeschermde ruimte leegte van het onderwerp voor 5 minuten voor kwaliteitszorg en geluid schatting.

2. Het opzetten van de stimuli en data-acquisitie parameters.

1. Stel de somatosensorische, auditieve en visuele prikkels met behulp van een stimulus computer, projector geïnstalleerd buiten het schild kamer en een somatosensorische elektrische stimulator (Grass Model S88).

3. Onderwerp voorbereiding

1. Voordat een MEG / EEG studie, moet elk onderwerp invullen diverse formulieren met betrekking tot veiligheid en toestemming.
2. Controleer dat onderwerp is vrij van magnetische materialen. Breng het onderwerp in de afgeschermde kamer en beginnen MEG data-acquisitie te controleren of de gegevens niet tekenen van magnetische voorwerpen bevatten. Gebruik indien nodig een degausser om artefacten terug te brengen van magnetische voorwerpen in het lichaam, zoals tandheelkundige werk.
3. Zet op de EEG-cap, injecteren uitvoeren van gel, en controleer de impedanties. De impedantie moet lager zijn dan 10 kOhm.
4. Doe EOG elektroden en de referentie-elektrode.
5. Op het hoofd-positie-indicator (HPI) spoelen. Plaats de vier HPI spoelen zodat ze onder het gebied dat door de MEG sensor-array en ver weg van elkaar.
6. Digitaliseren de vaste oriëntatiepunten, HPI spoelen, EEG-elektroden, en het hoofd vorm.
7. Verplaats het onderwerp in de scanner.

4. Data-acquisitie voor elke sensorische modaliteit

1. Stel stimulatie protocollen op de stimulus computer. Voor de somatosensorische mediaan-zenuwstimulatie, bevestig de elektroden op de linker en rechter pols en geleidelijk te verhogen van de stimulus intensiteit, zodat de prikkel niveau hoger is dan de motor drempel. Voor de auditieve stimulatie, plaatst u de koptelefoon en controleer of de prikkel voldoende achten. Voor de visuele stimulatie, de positie van de back-projectiescherm in voor het onderwerp en controleer of de prikkel juist wordt gepresenteerd.
2. Start data-acquisitie en controleren de kwaliteit van gegevens. Op de ruwe gegevens weer te geven, controleer dan of alle kanalen naar behoren functioneren en bevatten geen artefacten.
3. Meet de positie van het hoofd. Roep de positie van het hoofd meting van de acquisitie console en controleer of de resultaten aan de specificaties opgelegd door de software te voldoen.
4. Beginnen met sparen van de ruwe data en on-line gemiddeld.
5. Start stimulus aflevering
6. Zodra alle stimuli zijn gepresenteerd, op te slaan ruwe data en on-line gemiddelden.

5. Data-analyse

In de data-analyse, zullen we gebruik maken anatomische MRI data voor de visualisatie van de resultaten, voor het bepalen van de vormen van het weefsel compartimenten voor vooruit modelleren, en voor het beperken van de lMEG / EEG data naar de corticale oppervlak. We maken gebruik van zowel de huidige dipool model en een verdeelde cortically beperkte minimum-norm oplossing in de analyse. De workflow van de gedistribueerde bron analyse is weergegeven in figuur 1.

Figuur 1. Overall workflow voor het analyseren van MEG / EEG met behulp van cortically met beperkte minimum-norm schattingen.

Discussion

Magneto (MEG) en elektro-encefalogram (EEG) zijn de enige niet-invasieve methoden om hersenactiviteit te nemen met een fijne temporele resolutie. MEG is bijzonder goed geschikt voor het bestuderen van corticale activiteit. Dit artikel laat zien in combinatie MEG / EEG data-acquisitie en-analyse te bepalen hersenactiviteit in verband met de verwerking van eenvoudige zintuiglijke prikkels. Dit soort experimenten zijn zowel in de basis neurologie en klinische studies. Als de hersenactiviteit is centraal, het huidige dipool model van toepassing is en de locatie van de activiteit kan worden bepaald met een nauwkeurigheid van ongeveer 5 mm. In meer complexe situaties, kan cortically-constrained bron ramingen worden gebruikt om de spatiotemporele patronen van activatie onthullen. Deze modellen gebruiken anatomische MRI-gegevens voor visualisatie, het bepalen van de geometrie van het weefsel compartimenten voor vooruit modelleren, en voor corticale locatie en oriëntatie beperkingen.