Mapeamento funcional com MEG e EEG em simultâneo

Summary

Usamos magnetoencefalografia (MEG) e eletroencefalografia (EEG) para mapear áreas do cérebro envolvidas no processamento de estímulos sensoriais simples.

Abstract

Usamos magnetoencefalografia (MEG) e eletroencefalografia (EEG) para localizar e determinar a evolução temporal em áreas do cérebro envolvidas no processamento de estímulos sensoriais simples. Nós vamos usar estímulos somatossensoriais para localizar as áreas somatossensorial mão, estímulos auditivos para localizar o córtex auditivo, estímulos visuais em quatro quadrantes do campo visual para localizar as áreas cedo visual. Estes tipos de experimentos são utilizados para o mapeamento funcional em pacientes epilépticos e tumor cerebral para localizar córtex eloqüente. Em neurociência básica semelhante protocolos experimentais são usados ​​para estudar a orquestração de atividade cortical. O protocolo de aquisição inclui os procedimentos de garantia de qualidade, preparação de assunto para o MEG combinado / estudo EEG, e aquisição de resposta evocada de dados com somatossensorial, auditiva e estímulos visuais. Nós também demonstramos análise dos dados usando o modelo atual equivalente dipolo e corticalmente com restrições mínimas norma-estima. Anatômicas dados de MRI são empregados na análise de visualização e para derivar limites das fronteiras para a modelagem de tecido para a frente e localização cortical e restrições de orientação para as estimativas mínimas norma.

Protocol

1. Verifique o ajuste do sistema e qualidade de dados

1. Verifique o ajuste do sistema de MEG. Use a afinação e software de medição de ruído fornecida com o sistema de MEG para verificar se todos os canais são sintonizados corretamente e que o nível de ruído médio é inferior a 3 m / cm ou 3 pés de planar e canais gradiómetro magnetômetro MEG, respectivamente.
2. Coletar um segmento de dados sala vazia. Aquisição de dados com o vazio sala blindada de sujeito por 5 minutos para a garantia da qualidade e estimativa de ruído.

2. Criar os estímulos e os parâmetros de aquisição de dados.

1. Configure o somatossensorial, auditiva e estímulos visuais usando um computador estímulo, projetor instalado fora da sala de escudo, e um estimulador elétrico somatosensorial (Grass modelo S88).

3. Preparação assunto

1. Antes de um estudo de MEG / EEG, cada participante deve preencher diversos formulários relativos à segurança e consentimento.
2. Verifique se tema é livre de materiais magnéticos. Trazer o assunto para a sala de blindados e começar a MEG aquisição de dados para verificar se os dados não contêm sinais de artefatos magnético. Se necessário, use um desmagnetizador para reduzir artefatos de objetos magnéticos no corpo, como o trabalho dental.
3. Colocar na tampa EEG, injetar gel condutor, e verificar as impedâncias. As impedâncias deve ser inferior a 10 kOhms.
4. Coloque em eletrodos EOG eo eletrodo de referência.
5. Colocar na cabeça de posição indicador (HPI) bobinas. Posição dos quatro bobinas HPI para que eles estarão sob a área coberta pelo conjunto de sensores MEG e longe uns dos outros.
6. Digitalizar marcos fiducial, bobinas HPI, eletrodos de EEG, e forma da cabeça.
7. Mover o tema para o scanner.

4. Aquisição de dados para cada modalidade sensorial

1. Criar protocolos de estimulação no computador estímulo. Para a estimulação somatossensorial nervo mediano, anexar os eletrodos nos punhos esquerdo e direito e aumentar gradualmente a intensidade do estímulo para que o nível de estímulo ultrapassa o limiar motor. Para a estimulação auditiva, inserir os fones de ouvido e verificar que o nível de estímulo é apropriado. Para a estimulação visual, a posição da tela de retro-projeção na frente do assunto e verifique se o estímulo é apresentado corretamente.
2. Iniciar a aquisição de dados e verificar a qualidade dos dados. No display de dados brutos, verifique se todos os canais estão funcionando corretamente e não contêm qualquer tipo de artefato.
3. Medir a posição da cabeça. Invocar a medição da posição da cabeça a partir do console de aquisição e verificar se os resultados atendem as especificações impostas pelo software.
4. Comece a poupar dos dados brutos e on-line média.
5. Iniciar a entrega de estímulo
6. Uma vez que todos os estímulos foram apresentados, salvar dados brutos e on-line médias.

5. Análise de dados

Na análise dos dados, vamos usar os dados anatômicos de ressonância magnética para visualização dos resultados, para determinar as formas de compartimentos para a modelagem para a frente, e para restringir os dados lMEG / EEG na superfície cortical. Usamos tanto o modelo atual e um dipolo distribuídas corticalmente constrangidos solução mínima norma em análise. O fluxo de trabalho da análise fonte distribuído é mostrado na Figura 1.

Figura 1. Workflow geral para analisar MEG / EEG usando corticalmente limitados mínimo norma-estima.

Discussion

Magnetoencefalografia (MEG) e eletroencefalografia (EEG) são os únicos métodos não-invasivos para registrar a atividade cerebral com uma resolução bem temporal. MEG é especialmente adequado para estudar a atividade cortical. Este artigo demonstra MEG combinado / aquisição de dados EEG e análise de atividade cerebral determinada associada com o processamento de estímulos sensoriais simples. Estes tipos de experimentos são utilizados tanto em neurociência básica e estudos clínicos. Se a ativação do cérebro é focal, o atual modelo de dipolo se aplica e da localização da atividade pode ser determinada com uma precisão de cerca de 5 mm. Em situações mais complexas, as estimativas fonte corticalmente limitados podem ser empregadas para revelar os padrões espaço-temporais de ativação. Estes modelos empregam anatômicas dados de MRI para a visualização, a determinação da geometria de compartimentos para a modelagem para a frente, e para a localização cortical e restrições orientação.