Summary
המתודולוגיה לאיסוף בצפיפות גבוהה אירוע הקשור נתונים פוטנציאל בעוד חולים עם מחלת אלצהיימר לבצע משימה זיכרון הכרה נבדק. פרוטוקול זה יכלול הכנה בנושא, אבטחת איכות, רכישת נתונים, ניתוח נתונים.
Abstract
המעבדה שלנו משתמשת פוטנציאל הקשור לאירוע 'EEG (ERPs) להבין ולתמוך חקירות התנהגותיים של זיכרון אפיזודי בחולים עם ליקוי קוגנטיבי מתון amnestic (aMCI) ומחלת אלצהיימר (AD). בעוד נתוני התנהגות להודיע לנו על הביצועים של החולים, ERPs מאפשרים לנו לתעד שינויים בדידים בפעילות המוח. יתר על כן, ERPs יכול לתת לנו תובנה תחילת, משך האינטראקציה של עצמאי תהליכים קוגניטיביים הקשורים אחזור זיכרון. באוכלוסיות החולה, סוגים אלה של מחקרים המשמשים לבחינת היבטים של הזיכרון אשר נפגעות ואשר נותרו על כנן יחסית לאוכלוסייה שליטה. השיטה לאיסוף הנתונים ERP מתוך אוכלוסייה החולה פגיע בעוד המשתתפים אלה לבצע משימה זיכרון הכרה נבדק. פרוטוקול זה כולל הכנת המשתתפים, אבטחת איכות, רכישת נתונים, ניתוח נתונים. בנוסף ההתקנה רכישת בסיסי, אנחנו גם להדגים טכניקות לוקליזציה להשיג רזולוציה מרחבית גבוהה יותר לוקליזציה מקור באמצעות צפיפות גבוהה (128 ערוצים) מערכי אלקטרודות.
Protocol
1. הגדר את ציוד ה-EEG
- המעבדה שלנו משתמשת 128 ערוצים BioSemi מערכת ActiveTwo רכישת EEG עם אלקטרודות "פעיל" (אמסטרדם, הולנד; http://www.biosemi.com ) והכיפה אלקטרודה ActiveTwo (למדעי ההתנהגות במרכז המוח, בירמינגהם, בריטניה) כדי להשיג נתוני ה-ERP.
- ודא כי הסוללה טעונה במלואה ומצורפת המגבר.
- אסוף את כל החומרים הדרושים כדי להשלים משתתף הגדרת, לרבות:, מזרק למדוד ג'ל קלטת, כובעי EEG שונים בגודל, מטליות אלכוהול, מדבקות אלקטרודה פנים, רצועות ולקרו כדי לאבטח את הכבלים אלקטרודה.
- המקום מדבקות על חמש אלקטרודות הפנים.
2. הגדרת מצגת גירויים רכישת מחשבים נתונים
- הפעל את המחשב הן גירויים את המצגת למחשב רכישת נתונים.
- המעבדה שלנו משתמשת E-הממשלה תוכנה (פיטסבורג, פנסילבניה) להציג גירויים לרכוש נתונים התנהגותיים.
- ודא כי הניסוי הוא שולח את הקודים ההדק המתאים למחשב נתונים הרכישה.
- כדי לעשות זאת:
- הפעל את המגבר בתא משתתף (הערה: אין אלקטרודות או הכבלים צריך להיות מחובר לחשמל כדי לעשות זאת), תוכנת נתונים פתוח הרכישה במחשב נתונים הרכישה, מתחיל להכות (לא לחסוך).
- עבור אל המחשב גירויים את המצגת, לפתוח קובץ הניסוי שלך, ופגע לרוץ.
- כעת אתה אמור לראות את הקודים ההדק המתאים לך שתוכנת קובץ הניסוי שלך להופיע על תוכנית רכישת נתונים תוכנה.
3. משתתף הכנה
- כל פרט המחקר נהלים המשתתף וכתובת כל בטיחותיות. יתר על כן, להבטיח כי החולים להבין את הפרוטוקול על ידי קיום אותם לדווח על פרוטוקול חזרה החוקר במילים שלהם.
- האם משתתף יושב בנוחות בכיסא גובה בינוני בכריכה קשה.
- לאחר משתתף יושב, להבטיח כי שלו / שלה הראייה מהתצוגה הוא סטנדרטי עבור הניסוי (כאן אנו משתמשים 48 אינץ').
- מדדו את היקף ראשו של משתתף על מנת לקבוע איזה כובע EEG יש להשתמש.
- שאל את המשתתפים להסיר תכשיטים או אביזרי שיער על מנת להבטיח התאמה נכונה של כובע EEG ורישום מדויק. כמו כן, אם משתתף מרכיב משקפיים, זה הכי טוב שיש לו / לה לקחת אותם, בשלב זה, עד שכל האלקטרודות הפנים יושמו.
- חשוב גם לבדוק את הדברים הבאים בנושא זה:
- הסר את כל מסטיק או סוכריה / סוכריות מנטה כדי להפחית את התנועות המוטוריות
- שאל את המשתתפים להשתמש במתקני לפני התחלת לא להפריע את ההקלטה EEG
- שאל משתתף לנסות לשמור על תנועות ומהבהבת עין למינימום, אבל לא יותר מדי בנוגע לכך
- באמצעות ספוגית האלכוהול, לטהר את העור של המשתתף ושמן / או איפור, שבו אלקטרודות הפנים יוצב: אחד על פטמתי כל אחד על כל רקה, ואחד ישירות מתחת לעין שמאל.
- מניחים כמות קטנה של ג'ל על ביצוע כל אלקטרודה בפנים, להסיר את המדבקה גיבוי ומניחים על המשתתף, מריחת כמות קטנה של לחץ על מנת להבטיח כי האלקטרודה תישאר במקום.
- עכשיו במקום כובע EEG על ראשו של המשתתף ו להדק את הרצועה תחת שלו / סנטרה. אם המשתתף מרכיב משקפיים, יש לו / לה ללבוש את אלה לפני שחבש כובע.
- למדוד הבא, (בסנטימטרים) מ nasion (גשר האף) כדי inion (בליטה על הגב התחתון של הראש). הכפל זאת על ידי מדידת 0.5 (מציאת נקודת האמצע) וכאן אלקטרודה A1 צריך להיות ממוקם מ מלפנים לאחור. למדוד הבא, החל מראש על אזני אוזן אחת לשנייה (כניסות מעל סחוס על האוזן). נקודת האמצע של המדידה זה המקום שבו A1 אלקטרודה צריך להיות ממוקם מצד לצד עד.
4. Digitizing עבור לוקליזציה מקור אלקטרודה מיקום
- המעבדה שלנו משתמשת פטריוט Polhemus digitizer / Locator (קולצ'סטר, VT) להשיג ייצוג תלת מימדי (או מודלים הראש) של עמדות אלקטרודה על ראשו של כל משתתף. זה שולט על השתנות בצורת גולגולת לכל משתתף והופך עבור לוקליזציה מקור מדויק יותר. יתר על כן, המודלים האלה ראש יכול להיות שותף רשום מבניים תמונות בתהודה מגנטית לקשור יחד את ברזולוציה מרחבית מעולה של MRI ו הרזולוציה הטמפורלית מעולה של ERPs.
- ראשית, המקום משדר לוקליזציה מתחת לכובע מאחורי האוזן השמאלית, עם כבל עודף תחובה תחת רצועת הסנטר כדי לשמור על המקום.
- צרף כונס נכסים על כיסא עץ בעמדה מתחת לראש של המשתתף, כ 6 ס"מ מן המשדר.
- פתח תוכנה digitizing ולקחת מדידות של Electrמקומות אודה עם חרט כפי שתתבקש על ידי התוכנה.
- יצירת מודל 3D של ראש בעמדות אלקטרודה באמצעות תוכנה MR Locator ולקבל עבור לוקליזציה של נתוני ה-EEG גלם.
- לאחר מודל ראש 3D עבור המשתתף אומת על צג המחשב, אנחנו מוכנים לשים את האלקטרודה במקום מוגדרים מראש על כל כובע ActiveTwo.
- מלאו את בארות אלקטרודה על כובע עם הג'ל ניצוח לחבר אלקטרודות לכל. אסוף את כל הכבלים אלקטרודות הפנים מאחורי המשתתף ו תקע אותם לתוך המגבר.
- הצעה המשתתפים מבוגרים הפסקה, במיוחד בחולים עם מחלת אלצהיימר, אשר עשויים לדרוש הפסקות תכופות כדי לשמור על מיקוד תשומת לב מתמשכת לפעילות ניסיונית.
- ActiView תוכנה משמשת כדי להבטיח כי כל האלקטרודות הן ללא ממצא רמות התנגדות מקובלים. אחרי הכל אלקטרודות ממוקמות, וכן המשתתף מוכן להתחיל את הניסוי, רמות ההתנגדות של האלקטרודות יש לבדוק במחשב נתונים הרכישה באמצעות תוכנת ActiView. רמות קיזוז צריכה להיות בתוך + /-25μV.
- לאחר כל רמות התנגדות מקובלים, הניסוי הוא מוכן לפעול.
5. Data Acquisition הן עבור נתונים EEG ו - ניסוי
- המעבדה שלנו משתמשת ActiView של BioSemi תוכנה כדי להציג נתונים EEG לרכוש גלם.
- טען קובץ נתונים התנהגותיים המצגת. הזן את מספר המשתתפים. התוכנה חוסכת ניסיוני התגובות של המשתתף ו יוצר באופן אוטומטי קובץ נתונים לאחר שהניסוי מסיים את פעולתו עם מספר זה משתתף.
- בצע בדיקה כדי להבטיח את המשתתף יושב 48 ס"מ ממרכז המסך להציג.
- לאחר הניסוי נטען, הוראות התנהגותיות יש לקרוא ומאומת עם המשתתף.
- בחודש הנוכחי העיצוב שלנו הכרה זיכרון, הניסוי מתחיל עם שלב המחקר, שבו משתתף תוצג סדרה או של תמונות או מילים.
- בגין שמירת קובץ הנתונים הגולמיים EEG במחשב נתונים הרכישה.
- התחל מסירה גירוי במחשב את המצגת גירוי.
- האם עבודה עם חוקר מבוגרים לתגובות קלט על הקופסה כפתור. הדבר חשוב במיוחד בחולים עם ליקוי קוגניטיבי.
- צג משתתף במהלך משימה התנהגותית, כולל הצורך בהפסקות.
- לאחר כל הגירויים התנהגותיים הוצגו, נתוני ה-EEG גלם יש לשמור. שוב, נתוני התנהגות נשמרים באופן אוטומטי על ידי תוכנת E-הממשלה.
- לאחר שמירת נתוני המחקר או קידוד, הקודם 9 שלבים יחזור לשלב הבדיקה, שבו משתתף יהיו שוב הציג סדרה או של תמונות או מילים. בשלב הבדיקה, מחצית הפריטים יהיו משלב מחקר וחצי הפריטים יהיה רומן. המשתתפים יזהו את המצב הישן / חדש של הפריט על ידי דיווח התשובה שלהם בקול החוקר. החוקר לאחר מכן קלט התגובה של המשתתף על הקופסה כפתור.
6. נתונים שלאחר עיבוד צינור
- המעבדה שלנו משתמשת EMSE Suite 5.3
- הנתונים הגולמיים חייב קודם כל להיות מוכן ולסנן דיגיטלית להסיר רעש חפץ מן האות לפני כל סוג של ניתוח ניתן להשלים.
- ראשית, מסננים הזמני, כגון בתגובה דחף אינסופי מסננים bandpass חייב להיות מיושם.
- בשלב הבא, הנתונים חייבים להיות מופנים לנקודה כלשהי על הראש. בחר התייחסות. בפרוטוקול הנוכחי, אנו משתמשים בממוצע התייחסות משותפת.
- בשלב הבא, הנתונים חייבים להיות מסוננים מרחבית ערוצי רע באינטרפולציה. בדיקה ויזואלית של הנתונים מתבצע ומסננים המתאימים לשים במקום.
- לבסוף, חפץ עינית שיטות תיקון חייב להיות מנוצל כדי לתקן את האות eyeblink ותנועה חפץ עין.
7. נציג תוצאות
העבודה שלנו הראו כי ההשפעה מוקדם חזיתית הישן / חדש (hits> דחיות הנכונה), הקשורות בדרך כלל עיבוד רעיוני או היכרות זיכרון, נותרו על כנן לתמונות בחולים עם מחלת אלצהיימר קלה לעומת אנשים מבוגרים בריאים, אבל לא מילים (Ally , McKeever, וורינג, & Budson, 2009). אלי et al. (2009) הראו כי ההשפעה הקודקודית הישן / חדש, הקשורות בדרך כלל זיכרון, נפגעת בחולים הן תמונות ומילים לעומת עמיתיהם. במילים אחרות, תהליכי זיכרון חזיתית הקשורים הכרה להיראות דומה לתמונות בין חולים עם AD ו מבוגרים בריאים. לעומת זאת, תהליכים אלה הם לקויי מילים בחולים כאשר אנו בוחנים את ההבדלים בין שתי הקבוצות. זה הבדל משמעותי בין הקבוצות ניכר על תהליכי זיכרון האחורי הן תמונות ומילים. למרות שיש כבר דיון משמעותי כמו לתהליך הקוגניטיבי הקשורה דואר הקדמית מוקדםffect, אנו משערים כי בחולים עם מחלת אלצהיימר קלה מצליח לנצל עיבוד רעיוני או היכרות זיכרון כדי להגביר אפליה שלהם לתמונות לעומת מילים, תהליכים אלה סביר בבסיס ההשפעה החזקה עליונות תמונה בחולים עם מחלת אלצהיימר.
פרונטלי פעילות ה-ERP הקשורים אחזור מוצלח של מילים ותמונות מודגם עבור חולים עם אלצהיימר מתון מאוד ושולט מבוגרים בריאים (איור 1). תמונות אלה צולמו במהלך ההפסקה ms 300-500 זמן הקשורות בדרך כלל עיבוד רעיוני או היכרות זיכרון. שימו לב אפקט דומה הישן / חדש חזיתית עבור תמונות (אדום pseudocolor), אך ההשפעה פחתה מילים בין הקבוצות. (ציאן pseudocolor).
איור 1: נציג פעילות ה-ERP במהלך משימה אחזור בחולי אלצהיימר בריאים.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
ERPs ונתונים התנהגותיים יכול לספק לנו מידע שונים ומשלימים. בעוד נתוני התנהגות מודיע לנו על הביצועים של החולים, ERPs מאפשרים לנו לתעד שינויים בדידים בפעילות המוח. בשל החלטה הזמני שלהם מעולה, ERPs הוכיחו מאוד שימושי dissociating והבנת התפקיד של תהליכי הזיכרון (למשל, עיבוד מושגית, היכרות זיכרון, שלאחר אחזור תהליכי ניטור), אשר נקשרו בעבר עם רכיבים הישן / חדש הספציפיים של גל ה-ERP (חזיתית מוקדם, הקודקודית, חזיתית מאוחר, בהתאמה) (ראה Ally & Budson, 2007). בלימוד בחולים עם ליקוי קוגניטיבי, פוטנציאל הקשור לאירוע '(ERPs) הם שימושיים מאוד בהבנת הפיזיולוגיה של המוח, במיוחד כאשר משמעות קבלת נתוני התנהגות קשה (אלי, 2011). עם זאת, ישנם מכשולים רבים בפני כאשר לפרש נתונים ERP בקרב אוכלוסיות אלה. לדוגמה, בשל ההטרוגניות של אלצהיימר פתולוגיה, נתוני ה-ERP של חולים לעתים קרובות יש שונות משמעותית בין הנבדקים. הפרוטוקול הנוכחי מדגיש את הדרכים בהן ניתן למזער השונות. התוצאות של פרוטוקול זה יעזור להבין את הבסיס העצבי של קוגניטיביות איבוד זיכרון הקשור למחלת אלצהיימר מתון, ועל מנת לסייע להבהיר אילו תהליכים הם זיכרון לקוי אשר פגע יחסית אלצהיימר מתון. העבודה שלנו מגלה כי כמה חזיתית בתיווך תהליכי זיכרון, אולי עיבוד רעיוני או היכרות זיכרון, נותרו על כנן לתמונות חולים (Ally et al. 2009). הבנה זו עשויה לאפשר בתורו טיפולים תרופתיים חדשים וכן התערבויות התנהגותיות מוקדם כדי להתפתח ולשמור חולים עוסקת וחיים בקהילה במשך תקופות זמן ארוכות יותר.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
אין ניגודי אינטרסים הכריז.
Acknowledgments
פרוטוקול זה נתמך על ידי המכון הלאומי להזדקנות מענק K23 AG031925 ו R01 AG038471.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| BioSemi Active Two EEG Acquisition System* | Cortech Solutions, Inc. | ||
| Polhemus Patriot Digitizer | Cortech Solutions, Inc. | ||
| E-Prime 2.0 Professional Software | Psychology Software Tools, Inc. | ||
| * This system includes the amplifier, Active Two EEG caps, syringes, SignaGel (conductive gel), and facial electrode stickers. | |||
References
- Ally, B. A., Budson, A. E. The worth of pictures: Using high density event-related potentials to understand the memorial power of pictures and the dynamics of recognition memory. Neuro Image. 35, 378-395 (2007).
- Ally, B. A., McKeever, J. D., Waring, J. D., Budson, A. E. Pictures preserve frontal memorial processes in patients with mild cognitive impairment. Neuro psychologia. 47, 2044-2055 (2009).
- Ally, B. A. Using EEG and MEG to understanding brain physiology in dementia. The Handbook of Alzheimer's disease and other dementias. Budson, A. E., Kowall, N. W. , Blackwell Publishing. (2011).
