בשנים האחרונות, חלה התעניינות גוברת בהערכת המקורות בקליפת המוח של קרקפת נמדדו פעילות חשמלית לניסויי מדעי המוח הקוגניטיביים. מאמר זה מתאר כיצד EEG צפיפות גבוהה הוא רכש וכמה הקלטות מעובדות להערכת מקור בקליפת המוח בילדים מגיל 2 שנים במעבדת בייבי לונדון.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
קליפת המוח ניתוח מקור בצפיפות גבוהה הקלטות EEG בילדים
במאמר זה
סיכום
תקציר
EEG מתואר באופן מסורתי כטכניקת הדמייה עם רזולוציה מרחבית של זמן ונמוך גבוהה. ההתקדמות שחל באחרונה בדוגמנות biophysical ועיבוד אותות מאפשרות לנצל מידע משיטות הדמיה אחרות כמו MRI המבני המספקים רזולוציה מרחבית גבוהה כדי להתגבר על מגבלה זו 1. התכונה זו שימושית במיוחד עבור חקירות הדורשות רזולוציה גבוהה בזמן, כמו גם תחום המרחבי. בנוסף, בשל היישום קל והעלות הנמוכה של הקלטות EEG, EEG הוא לעתים קרובות את שיטת הבחירה בעבודה עם אוכלוסיות, כמו ילדים קטנים, שלא לסבול MRI הפונקציונלי סורקת היטב. עם זאת, על מנת לחקור בי מצעים עצביים מעורבים מידע, אנטומי מMRI המבני עדיין יש צורך. רוב חבילות ניתוח EEG לעבוד עם דגמי ראש סטנדרטיים המבוססים על האנטומיה של מבוגרים. הדיוק של מודלים אלה בעת שימוש לילדים מוגבל 2, כי שיתוףmposition ותצורה המרחבית של ראש רקמות שינויים דרמטי במהלך פיתוח 3.
במאמר הנוכחי, אנו מספקים סקירה של העבודה האחרונה שלנו בניצול מודלים ראש המבוססת על סריקות בודדות מבניות MRI או דגמים ספציפיים בראש גיל לשחזר גנרטורים בקליפת המוח של צפיפות גבוהה EEG. מאמר זה מתאר כיצד קלטות EEG נרכשות, מעובד, וניתחו עם אוכלוסיות ילדים במעבדה בייבי לונדון, כולל התקנת מעבדה, עיצוב משימה, עיבוד מקדים EEG, עיבוד ה-MRI, ורמת ערוץ EEG וניתוח מקור.
מבוא
הנשיא ברק אובמה תיארה את המוח האנושי כגבול הבא של עם חשיבות גבוהה גילוי מדעי לבריאות וכלכלה 3 (http://www.whitehouse.gov/share/brain-initiative). עם זאת, כמו בכל תחום אחר במדעי הטבע, מדעי המוח תלויים בהתקדמות בשיטות וטכניקות ניתוח להתקדמות. שני כלים פולשניים שאינם נפוצים במחקרים על תפקוד מוח בבני האדם הם הדמיה בתהודה מגנטית (MRI) וelectroencephalography (EEG). כלי אלה לנצל תכונות פיזיות שונות ולספק תובנות שונות לתפקוד מוח עם יתרונות וחסרונות ייחודיים. MRI משתמש בתכונות מגנטיות של מולקולות מים בתוך שדות מגנטיים כדי להשיג תמונות של רקמות חיות. הנושא צריך להיות ממוקם במגנט בעוצמה גבוה תחום. התנועה של המשתתף מוגבל בתקופה....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
ניסויי פוטנציאל 1. תכנון EEG ואירועים הקשורים לילדים
הערה: ניסוי פשוט נועד למטרות של מאמר זה שעשוי לשמש כדי לחקור עיבוד פנים בילדים צעירים. הסעיף הבא יתאר את הניסוי ולהסביר איך ליישם את זה באמצעות MATLAB R2012b וPsychtoolbox V3.0.11 23,24. תמונות שצולמו מסט NimStim של הבעות פן רגשיות 25 שימשו לדוגמא זו. סט גירוי זה זמין למטרות מחקר על פי דרישה (http://www.macbrain.org/resources.htm).
- העבר את תמונות....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
ניסויי ERP עיצוב עבור תינוקות וילדים הוא לעתים קרובות מאתגרים, בגלל הקיבולת המוגבלת שלהם לסבול ניסויים חוזרים ונשנים ארוכים 30. בעיה זו מחריפה עוד יותר כאשר הנסיין מתכנן להחיל שחזור מקור, כי שיקום מקור מדויק ידרוש אות גבוהה יחס רעש 1. איור 1 מציג פרוטוקול ניסוי לחקירה של מנגנוני עיבוד פנים, שניתן להשתמש בו עם ילדים צעירים מאוד. הפרדיגמה מותאמת ל) למזער מצמוצי עיניים ותנועות עיניים בעת הצגת גירוי, משום שילדים יהיו פחות מסוגלים לשלוט בתנועות עי.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
המאמר הנוכחי מתאר את ההקלטה וניתוח של צפיפות גבוהה EEG לשיקום של גנרטורים בקליפת המוח תוך שימוש במודלי אלמנט גבול המבוסס על גיל התבניות מתאימות ממוצעת MRI ועומק הערכת נורמה מינימאלית משוקללת בפרדיגמה ERP סטנדרטית מתאימה לילדים. בפרדיגמה זו, תמונות של פנים ופרצופים מקושקשות מוצגות. מחברים שונים המשמשים פרדיגמה זו כדי לחקור את הפיתוח של מנגנוני עיבוד פנים על פיתוח 35. ברמת הערוץ, סטיות שליליות יותר על זכות occipito ערוצים זמניים מתוארות על הפנים המצב למצב פנים המקושקשות. .......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
עלויות פרסום לכתבה זו מומנו על ידי חשמל Geodesics, Inc
תודות
אנחנו רוצים להודות לפרופ 'ג'ון ריצ'רדס, אוניברסיטה של דרום קרוליינה, שהעניק לנו גישה למסד הנתונים התפתחותית MRI ודיונים מועילים. כמו כן, אנו רוצים להודות לתורמים שלנו של גדולים לילדים רחוב אורמונד צדקה, UCL השפעה ואתגרים גדול.
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| רשת חיישן EEG בצפיפות גבוהה (128 או 256 ערוצים) | HydroCel Geodesic Sensor Net 128 | Electrical Geodesic Inc., אורגון, ארה"ב | |
| מגבר EEG בעל עכבה גבוהה | NetAmps 200 | Electrical Geodesic Inc., אורגון, ארה"ב | |
| מחשב רכישת נתונים | PowerMac G4 | Apple Inc, California, US | |
| Stimulus Presentation Computer | Optiplex 745 | Dell Computers Inc., Texas, US | |
| Stimulus Presentation Software | MATLAB R2012b with PsychToolBox | Brainard et al. 1997 | |
| EEG software NetStation | 4.5.1 | Electrical Geodesic Inc., אורגון, ארה"ב | |
| ניתוח EEG תוכנה | MATLAB R2012b | The Mathworks Inc. | |
| EEGLAB | Delorme et al. 2004 | ||
| BrainStorm | Sylvain et al. 2001 | ||
| תוכנת עיבוד MRI | FreeSurfer | Fischl et al. 2004 | |
| OpenMEEG | Gramfort et. al. 2010 | ||
| דלורמה, א., & Makeig, S. EEGLAB: ארגז כלים בקוד פתוח לניתוח דינמיקת EEG של ניסוי יחיד כולל ניתוח רכיבים עצמאיים. Journal of Neuroscience Methods, 134(1), 9– 21, (2004). | |||
| סילבן, ב., ג'ון, סי., דימיטריוס, פ., & ריצ'רד, מ. סיעור מוחות: אפליקציה ידידותית למשתמש לניתוח MEG/EEG. אינטליגנציה חישובית ומדעי המוח, 1– 13, (2011). | |||
| Fischl, B. et al. פרצלציה אוטומטית של קליפת המוח האנושית. קליפת המוח המוחית, <חזק>14(1), 11– 22, (2004). | |||
| Gramfort, A., Papadopoulo, T., Olivi, E., & Clerc, M. OpenMEEG: תוכנת קוד פתוח לביו-אלקטרומגנטיות קוואזיסטטית. Biomedical Engineering OnLine, <חזק>9(1), 45, (2010). | |||
| בריינרד, ד. ה. ארגז הכלים של הפסיכופיזיקה. ראייה מרחבית, (1997). |
מקורות
- Michel, C. M., Murray, M. M. Towards the utilization of EEG as a brain imaging tool. NeuroImage. 61 (2), 371-385 (2012).
- Brodbeck, V., et al. EEG microstates of wakefulness and NREM sleep. NeuroImage. 62 (3), 2129-2139 (2012).
- Sanchez, C. E., Richards, J. E., Almli, C. R. <....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
