उच्च घनत्व इवेंट संबंधित संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान में संभावित डाटा अधिग्रहण

Summary

घटना से संबंधित संभावित रिकॉर्डिंग (ईआरपी) के तहत संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान में उपयोग किया जाता है क्योंकि डाटा अधिग्रहण तकनीक आसानी से उपलब्ध नहीं हैं और इस विधि अक्सर गरीब स्थानिक संकल्प है. संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान, वर्तमान अनुच्छेद विवरण कुंजी उच्च घनत्व ईआरपी डाटा अधिग्रहण में शामिल तकनीकों में ERPs के उपयोग में वृद्धि को बढ़ावा.

Abstract

कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (fMRI) वर्तमान में संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान के क्षेत्र में मस्तिष्क समारोह के मूल्यांकन के भाग में, मानक पद्धति है क्योंकि fMRI डाटा अधिग्रहण और विश्लेषण तकनीक आसानी से उपलब्ध हैं. क्योंकि fMRI उत्कृष्ट स्थानिक संकल्प लेकिन गरीब अस्थायी समाधान है, इस पद्धति केवल एक दिया संज्ञानात्मक प्रक्रिया (और मस्तिष्क गतिविधि के समय के पाठ्यक्रम के बारे में लगभग कुछ भी नहीं पता चलता है) के साथ जुड़े मस्तिष्क गतिविधि के स्थानिक स्थान की पहचान करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. इसके विपरीत करके, घटना से संबंधित संभावित (ईआरपी) रिकॉर्डिंग, एक तरीका है कि बहुत कम fMRI की तुलना में अक्सर इस्तेमाल किया जाता है, उत्कृष्ट अस्थायी समाधान है और इस प्रकार तंत्रिका गतिविधि में तेजी से अस्थायी modulations ट्रैक कर सकते हैं. दुर्भाग्य से, ERPs के तहत संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान में उपयोग किया जाता है क्योंकि डेटा अधिग्रहण तकनीक आसानी से उपलब्ध नहीं हैं और कम घनत्व ईआरपी रिकॉर्डिंग गरीब स्थानिक संकल्प किया है. एक संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान, वर्तमान अनुच्छेद विवरण कुंजी उच्च घनत्व ईआरपी डाटा अधिग्रहण में शामिल तकनीकों में ERPs के उपयोग में वृद्धि को बढ़ावा के प्रयास में. गंभीर, उच्च घनत्व ERPs उत्कृष्ट अस्थायी समाधान और अच्छा स्थानिक संकल्प का वादा (या उत्कृष्ट स्थानिक संकल्प अगर fMRI के साथ युग्मित) है, जो मानव मस्तिष्क समारोह के स्थानिक अस्थायी गतिशीलता पर कब्जा करने के लिए आवश्यक है प्रदान करते हैं.

Protocol

मैं परिचय

संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान के क्षेत्र, कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (fMRI) विश्लेषण के मानक तरीका बन गया है. fMRI की लोकप्रियता भाग में आसानी से उपलब्ध डाटा अधिग्रहण और आसानी से व्याख्या परिणाम है कि मस्तिष्क एक दिया संज्ञानात्मक प्रक्रिया के साथ जुड़े क्षेत्रों पर प्रकाश डाला करने के लिए इसके अलावा में विश्लेषण तकनीक से उपजा है. हालांकि, fMRI गरीब अस्थायी समाधान है और इस तरह कामकाज मस्तिष्क के तेजी से अस्थायी गतिशीलता नहीं ट्रैक कर सकते हैं. यदि संज्ञानात्मक Neuroscientists लिए मुख्य रूप से fMRI का उपयोग करने के लिए जारी है, मस्तिष्क समारोह के परिणामी तस्वीर गंभीर कमी हो जाएगा. घटना से संबंधित क्षमता (ERPs) बहुत कम बार उपयोग किया जाता है भले ही इस पद्धति का उत्कृष्ट अस्थायी समाधान प्रदान करता है. वर्तमान लेख के प्रयोजन के प्रमुख उच्च घनत्व ईआरपी डाटा अधिग्रहण में शामिल तकनीकों के विस्तार के लिए है. यह आशा है कि इस जानकारी संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान में ERPs के उपयोग में वृद्धि को बढ़ावा देगा.

द्वितीय. जनरल उपकरण सेटअप

ईआरपी डेटा परिवेश विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र ताकत का एक निम्न स्तर के साथ एक स्थान तंत्रिका संकेत के साथ हस्तक्षेप को कम करने में आम तौर पर मापा जाता है. ऐसे हस्तक्षेप को कम करने के लिए, ERPs अक्सर एक shielded धातु चैम्बर (यानी, एक फैराडे पिंजरे) में मापा जाता है, लेकिन यह संभव हो सकता है परिवेश क्षेत्र ताकत का एक स्वीकार्य स्तर (1 मिलीग्राम या उससे कम है, जो का उपयोग करके मापा जा सकता है है के साथ एक रक्षाहीन स्थान मिल सकता है एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र) मीटर. प्रत्येक इलेक्ट्रोड एक एम्पलीफायर है जो बारी में एक डाटा अधिग्रहण कंप्यूटर को जोड़ता को जोड़ता है. एक अलग कंप्यूटर उत्तेजना प्रस्तुति के लिए प्रयोग किया जाता है. तंत्रिका संकेत के साथ हस्तक्षेप को कम करने के लिए, केवल आवश्यक संचालित घटक परिरक्षित कक्ष के अंदर या उत्तेजना प्रदर्शन के रूप में रिकॉर्डिंग और स्थान, और प्रतिक्रिया कुंजीपटल (उदाहरण के लिए के निकट स्थित होना चाहिए, दीपक इलेक्ट्रोड आवेदन में सहायता करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है लेकिन होना चाहिए रिकॉर्डिंग के दौरान बंद कर संचालित). एक वीडियो स्विच करने के लिए या तो डाटा अधिग्रहण या उत्तेजना एक मॉनिटर पर प्रस्तुति कंप्यूटर कंप्यूटर को प्रदर्शित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. यदि एक shielded चैम्बर में प्रयोग किया जाता है, सभी केबल दीवार में एक छोटी सी नाली (है कि व्यास में कुछ इंच है) या एक फटे दरवाजे के माध्यम से चला सकते हैं. प्रतिभागियों को हाथ टिकी हुई है और एक पीठ की ऊंचाई है कि कंधे का समर्थन प्रदान करने के लिए गर्दन मांसपेशियों artifact के कम से कम के साथ एक आरामदायक कुर्सी में बैठा किया जाना चाहिए, लेकिन बाद इलेक्ट्रोड प्रतिबाधा में कमी के लिए पीछे अवर इलेक्ट्रोड के लिए उपयोग की अनुमति देता है. हम एक shielded बचाते, Inc, Passaic, NJ में ग्लोबल पार्टनर्स द्वारा निर्मित कक्ष और एक 128-चैनल Quik-Cap/SynAmps ² NeuroScan प्रणाली (Compumedics संयुक्त राज्य अमेरिका, Charlotte, नेकां) का उपयोग करें.

III. कैप नियुक्ति और इलेक्ट्रोड डिजिटलीकरण

इलेक्ट्रोड आम तौर पर एक स्पानडेक्स टोपी है जो काफी आवेदन के समय कम कर देता है में एम्बेडेड रहे हैं. हालांकि, एक टोपी में रिश्तेदार इलेक्ट्रोड स्थानों तय कर रहे हैं जो 10-20 इलेक्ट्रोड ^एक प्रणाली या 10-5 इलेक्ट्रोड ² सिस्टम जैसे एक उच्च घनत्व संस्करण है, कि ठीक पर तैनात कर रहे हैं जैसे मानक इलेक्ट्रोड विन्यास, का उपयोग की संभावना समाप्त एक व्यक्ति भागीदार के आधार. एक मानक प्रारूप में अंतिम परिणाम की प्रस्तुति के लिए, हम स्थिति अनुमानित स्थान पर प्रत्येक भागीदार के लिए इलेक्ट्रोड आस्ट्रेलिया 10-5 इलेक्ट्रोड प्रणाली द्वारा तय (और तब लेबल इलेक्ट्रोड के सभी उनके लगभग 10-5 इलेक्ट्रोड प्रणाली पदों के अनुसार). जब टोपी आवेदन सुनिश्चित करने के लिए, यह बाएँ सही समरूपता है, midline सिर के midline पर रखा इलेक्ट्रोड के साथ, और सबसे पीछे अवर इलेक्ट्रोड खोपड़ी गर्दन सीमा के लिए बेहतर गर्दन मांसपेशियों विरूपण साक्ष्य से बचने के लिए कर रहे हैं. जबकि एक ठोड़ी का पट्टा पर्याप्त रूप से स्थिति में टोपी बनाए रखना होगा, वेल्क्रो फास्टनरों का उपयोग कमर स्तर पर एक कस्टम बनाया बेल्ट ओर पट्टियाँ संलग्न सिर के साथ पार्श्व इलेक्ट्रोड संपर्क में सुधार कर सकते हैं. आंखों को निकट इलेक्ट्रोड भी आँख आंदोलन या झपकी कलाकृतियों के बाद हटाने के लिए लागू किया जा सकता है.

हालांकि मान इलेक्ट्रोड स्थान अपेक्षाकृत प्रतिभागियों भर में लगातार यह है कि यह उचित है, सिर के आकार और इलेक्ट्रोड टोपी नियुक्ति में मतभेद इलेक्ट्रोड स्थान परिवर्तनशीलता के उत्पादन होगा. ऐसे परिवर्तनशीलता पता करने के लिए, इलेक्ट्रोड स्थानों प्रत्येक भागीदार के लिए मापा जा सकता है है. हम Polhemus FASTRAK digitizer (Colchester, VT) जो एक ट्रांसमीटर, तीन रिसीवर जो वेल्क्रो (भागीदार गति के लिए सही) का उपयोग टोपी पर माउंट, और प्रत्येक इलेक्ट्रोड स्थान (इस हार्डवेयर Neuroscan स्कैन / के साथ संगत है रिकॉर्डिंग के लिए एक स्टाइलस भी शामिल है का उपयोग 3DSpaceDx सॉफ्टवेयर है कि हम डाटा अधिग्रहण के लिए उपयोग करें). Digitizer जो प्रयोग किया जाता है के बावजूद, यह जैसे बड़े धातु की वस्तुओं को निकटता से बचने और ट्रांसमीटर और रिसीवर केबल अलग निर्दिष्ट दिशा निर्देशों के अनुसार सेटअप किया जाना चाहिए. digitizer और calibrated होना चाहिए सटीकता के लिए परीक्षण किया और ले जाया जाना चाहिए, अगर necessary, स्थानिक स्थानीयकरण जब तक एक अलग स्थान पर सही है.

चतुर्थ. इलेक्ट्रोड impedances कम

बाद इलेक्ट्रोड स्थानों डिजीटल हैं, भागीदार रिकॉर्डिंग कुर्सी में आराम से बैठना चाहिए. कुछ प्रतिभागियों को खोजने के लिए इसे और अधिक आरामदायक जब एक जोड़े हाथ तौलिया हल्के से अपने कंधे और वापस कुर्सी के बीच tucked है. फिर, टोपी बहु - इलेक्ट्रोड एम्पलीफायरों में खामियों को दूर किया जाना चाहिए. प्रत्येक इलेक्ट्रोड के प्रतिबाधा कम किया जाना चाहिए जैसे कि यह नीचे एक पूर्व निर्धारित सीमा है. यह प्रत्येक इलेक्ट्रोड खोलने, जो खोपड़ी और overlying इलेक्ट्रोड के बीच प्रवाह के लिए वर्तमान की अनुमति देगा में एक आयोजन जेल इंजेक्शन लगाने के द्वारा किया जाता है. प्रत्येक भागीदार के लिए पार भागीदार संदूषण, एक नई बाँझ सिरिंज और कुंद टिप सुई की संभावना को खत्म करने के लिए इस्तेमाल किया जाना चाहिए. यह उल्लेखनीय है कि हालांकि 5 कश्मीर और Omegal एक मानक प्रतिबाधा दहलीज, कुछ उच्च दहलीज अगर परिवेश विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की शक्ति बहुत कम है इस्तेमाल किया जा सकता है. हम इलेक्ट्रोड प्रतिबाधा है, जो रंग द्वारा वास्तविक समय में सभी इलेक्ट्रोड के लिए प्रतिबाधा स्तर प्रदर्शित करता है उपाय NeuroScan स्कैन सॉफ्टवेयर का उपयोग करें. वहाँ तकनीक है कि गति जा सकता है प्रतिबाधा में कमी प्रक्रिया है, जो ईआरपी डाटा अधिग्रहण के सबसे अधिक समय लेने पहलू है एक नंबर रहे हैं. यह महत्वपूर्ण है को ध्यान में रखना है कि उद्देश्य के लिए खोपड़ी और तुरंत overlying इलेक्ट्रोड के बीच जेल आवेदन प्रतिबंधित है. यह अनुशंसा की जाती है कि प्रमुख हाथ सिरिंज और जेल के आवेदन पर नियंत्रण जबकि गैर प्रमुख हाथ अन्य कार्य करता है. सिरिंज का आयोजन जेल सिर के खिलाफ कोई भागीदार असुविधा के साथ आराम कर सकते हैं के साथ भरा है, लेकिन सिर के खिलाफ दबाया कभी नहीं करना चाहिए. सबसे पहले, एक दिया इलेक्ट्रोड के लिए, यह अक्सर उपयोगी सिरिंज के साथ कुछ हलकों बनाने के लिए जबकि यह सिर के खिलाफ टिकी हुई है, बीच बाल कदम. इस के बाद, जबकि गैर प्रमुख हाथ के साथ हल्के इलेक्ट्रोड नीचे दबाने, जेल की एक छोटी राशि खोपड़ी में इंजेक्शन होना चाहिए और तब सिरिंज बाहर खींचा जाना चाहिए, जबकि जेल इंजेक्षन करने के लिए खोपड़ी और के बीच एक जेल पुल बनाने के जारी इलेक्ट्रोड. जेल है कि इलेक्ट्रोड खोलने से protrudes एक ऊतक के साथ बंद हो सफाया करना चाहिए और त्याग. कुछ मामलों में, जेल का आयोजन आसन्न ऐसे इलेक्ट्रोड कि impedances जोड़ा जाएगा कनेक्ट करेगा - इस स्थानिक संकल्प को कम कर देता है, लेकिन मामूली चिंता का विषय आम तौर पर होता है वहाँ के रूप में इलेक्ट्रोड की एक उच्च संख्या में हैं. जेल जमीन और संदर्भ इलेक्ट्रोड के लिए पहली बार लागू किया जाना चाहिए, और अगर इलेक्ट्रोड impedances के पहले सेट सभी उच्च रहना जेल इन दो इलेक्ट्रोड के लिए लागू किया जाना चाहिए. के रूप में जेल आम तौर पर और अधिक समय पर प्रवाहकीय हो जाता है, एक रणनीति के लिए एक खोपड़ी वृत्त का चतुर्थ भाग (जैसे सही पीछे खोपड़ी के रूप में) के भीतर इलेक्ट्रोड में जेल इंजेक्षन जब तक सभी impedances कमी, इलेक्ट्रोड अगले वृत्त का चतुर्थ भाग में जेल के भीतर जब तक सभी impedances कमी शुरू इंजेक्षन शुरू , और फिर चक्र quadrants के माध्यम से फिर से उच्चतम प्रतिबाधा इलेक्ट्रोड में जेल इंजेक्शन. यह प्रकाश डाला जाना चाहिए कि जेल आवेदन प्रक्रिया में भागीदार असुविधा के कारण कभी नहीं करना चाहिए, और यह प्रतिभागी को स्पष्ट कर दिया कि वे तो इसी कार्रवाई को रोका जा सकता है किसी भी असुविधा शब्दबहुल होना चाहिए.

वी. डेटा रिकॉर्डिंग

पहले रिकॉर्डिंग शुरू, प्रतिभागियों को एक आरामदायक स्थिति में पाने के लिए और आराम करो, गर्दन मांसपेशियों artifact के कम से कम, और सिर आंदोलनों कि पीछे इलेक्ट्रोड के बीच संपर्क और वापस कुर्सी का उत्पादन हो सकता है से बचने के लिए प्रोत्साहित किया जाना चाहिए. यह प्रतिभागी को जोर होना चाहिए कि रिकॉर्डिंग के दौरान वे अपेक्षाकृत अभी भी बने हुए हैं, कुर्सी के महत्वपूर्ण आंदोलन (जो आम तौर पर एक धातु फ्रेम शामिल हैं) के रूप में विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप बना सकते हैं चाहिए. प्रतिभागियों को फिर एक प्रतिक्रिया कीबोर्ड और रोशनी के रूप में भागीदार है, के पास सभी गैर जरूरी उपकरण प्राप्त करना चाहिए, या हटाया जाना चाहिए बंद कर दिया. बाद विश्लेषण घटना से संबंधित के लिए अनुमति देते हैं, प्रत्येक उत्तेजना घटना की शुरुआत / संकेत किया जाना चाहिए ट्रिगर और प्रोत्साहन कंप्यूटर द्वारा प्राप्त और electrophysiological डेटा के साथ संग्रहीत. हम ई प्रधानमंत्री (मनोविज्ञान सॉफ़्टवेयर उपकरण, इंक, पिट्सबर्ग, फिलीस्तीनी अथॉरिटी) कार्यक्रम,, कि कस्टम इनलाइन बंदरगाह आरंभीकरण स्क्रिप्ट है कि आज़ादी से ³ उपलब्ध हैं ट्रिगर में शामिल हैं और ट्रिगर के माध्यम से समानांतर बंदरगाह के माध्यम से प्रत्येक उत्तेजना शुरुआत में इन ट्रिगर दालों कर रहे हैं भेजने प्राप्त और स्कैन सॉफ्टवेयर द्वारा संग्रहीत. पोर्ट विन्यास पिन बहिष्कार मान्य ट्रिगर मूल्यों का इस्तेमाल कर रहे हैं सुनिश्चित करने के लिए संदर्भित किया जाना चाहिए. प्रासंगिकता के सबसे प्रवर्धक उच्च पास फ़िल्टर सेटिंग्स के रूप में स्वीकार्य हैं उद्देश्य है बस बहुत कम आवृत्ति (जैसे कि डीसी के रूप में) घटक है कि क्षणिक तंत्रिका प्रतिक्रिया करने के लिए अप्रासंगिक हैं को हटाने. इसके विपरीत, स्वीकार्य कम पास फ़िल्टर सेटिंग्स रिकॉर्डिंग वातावरण के आधार पर बदलती हैं. बहुत कम परिवेश विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के साथ वातावरण में एक बहुत ही उच्च आवृत्ति cutoff (जैसे 200 हर्ट्ज के रूप में) के साथ एक कम पास फिल्टर इस्तेमाल किया जा सकता है, जोज तंत्रिका प्रतिक्रिया है कि उच्च आवृत्तियों शामिल नहीं करता है की विरूपण minimizes. हस्तक्षेप का उच्च स्तर, एक कम आवृत्ति cutoff (जैसे कि 80 हर्ट्ज के रूप में) और एक 60 हर्ट्ज निशान फ़िल्टर के साथ वातावरण में ऐसी है कि electrophysiological प्रतिक्रिया तंत्रिका संकेत द्वारा प्रभुत्व है इस्तेमाल किया जा सकता है. ध्यान दें कि फ़िल्टरिंग भी सॉफ्टवेयर में आयोजित किया जा सकता है के बाद डेटा प्राप्त है, हालांकि प्रवर्धक चरण में फ़िल्टरिंग अक्सर कम विरूपण संकेत पैदा.

छठी. कैप क्लीनिंग

इलेक्ट्रोड - बहु टोपी अच्छी तरह से हो सकता है और साफ होना चाहिए तुरंत कीटाणुरहित डेटा रिकॉर्डिंग के बाद पूरा हो गया है. हम 5-10 मिनट के लिए गर्म पानी में भिगोने टोपी और फिर प्रत्येक इलेक्ट्रोड एक चल रहा है पानी की धारा के साथ rinsing के लिए अच्छी तरह का आयोजन जेल के सभी हटा लिए शुरू. एक लकड़ी की छड़ी कपास झाड़ू के कुंद अंत इलेक्ट्रोड में छेद स्पष्ट करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. तो फिर हम एक साबुन गर्म पानी से स्नान (पानी और डायल के 1-2 ऑउंस 4 quarts के निर्वाचकगण) में 30 मिनट के लिए टोपी के सभी जेल हटा दिया गया है, पूरी तरह से पानी के साथ rinsing द्वारा पीछा करने के लिए सुनिश्चित करें सोख. पार भागीदार संदूषण से बचने के लिए, टोपी एक उपयुक्त मिश्रण / पानी निस्संक्रामक (जैसे 4 भाग 1 Envirocide के लिए पानी के कुछ हिस्सों के रूप) में 15-30 मिनट के लिए भिगो जाना चाहिए और फिर अच्छी तरह से पानी से rinsed होना चाहिए. जब सूखी टोपी फांसी, यह संतुलित और तनाव के बिना रखा जा चाहिए के रूप में यह अपनी सुखाने की स्थिति के कुछ डिग्री है, जो अगर अनियमित बाद प्रतिबाधा कमी की आसानी को कम कर सकते हैं. बनाए रखने हो सकता है

सातवीं. विश्लेषण अवलोकन

डेटा पूर्व प्रसंस्करण ⁴ इलेक्ट्रोड है कि गरीब या आंतरायिक संपर्क किया था, झपकी कलाकृतियों, आधारभूत सुधार है, और अतिरिक्त उच्च पास या कम से गुजारें फ़िल्टरिंग हटाने के बहिष्कार सहित कई कदम के होते हैं. पूर्व प्रसंस्करण घटना से संबंधित औसतन द्वारा पीछा किया जाता है, और स्थानिक संकल्प ईआरपी स्रोत ⁵ स्थानीयकरण का आयोजन करके सुधार किया जा सकता है. हम अतिरिक्त निर्यात घटना से संबंधित औसत कस्टम लिखित स्क्रिप्ट का उपयोग करके फ़ाइलें पर आयोजित विश्लेषण के साथ BESA विश्लेषण के लिए पूर्व प्रसंस्करण, घटना से संबंधित औसतन सॉफ्टवेयर (Gräfelfing जर्मनी), और स्रोत स्थानीयकरण (BESA नियमित रूप से दो दिन के विश्लेषण के पाठ्यक्रम प्रदान करता है), का उपयोग करें MATLAB (Mathworks, Natick, एमए) में.