यह आलेख वर्णन करता है कि कैसे एक प्रयोग है कि चुंबकीय मस्तिष्क विज्ञान (एमईजी) का उपयोग कर वस्तु धारणा पर पूर्व उत्तेजना स्रोत स्तर प्रभावों का पता लगाने की अनुमति देता है स्थापित करने के लिए. यह प्रोत्साहन सामग्री, प्रयोगात्मक डिजाइन, एमईजी रिकॉर्डिंग, और डेटा विश्लेषण को शामिल किया गया।
पूर्व उत्तेजना दोलनीय मस्तिष्क गतिविधि आगामी धारणा को प्रभावित करती है. इस पूर्व-उत्तेजना गतिविधि की विशेषताओं से यह अनुमान लगाया जा सकता है कि क्या लगभग थ्रेसहोल्ड उद्दीपक को माना जाएगा या नहीं, लेकिन क्या वे यह भी भविष्यवाणी कर सकते हैं कि विभिन्न प्रत्यक्ष-क्रियात्मक विषय-वस्तु के साथ दो प्रतिस्पर्धी उद्दीपकों में से एक को कौन सा माना जाता है? अस्पष्ट दृश्य उत्तेजनाओं, जो एक समय में दो संभव तरीकों में से एक में देखा जा सकता है आदर्श इस सवाल की जांच करने के लिए उपयुक्त हैं. मैग्नेटोएन्सेफेलोग्राफी (एमईजी) एक न्यूरोफिजियोलॉजिकल माप तकनीक है जो मस्तिष्क की गतिविधि के परिणामस्वरूप उत्सर्जित चुंबकीय संकेतों को रिकॉर्ड करती है। एमईजी के मिलीसेकंड अस्थायी संकल्प के रूप में छोटे रूप में दर्ज डेटा के 1 सेकंड के रूप में दोलनात्मक मस्तिष्क राज्यों की एक विशेषता के लिए अनुमति देता है. अस्पष्ट उत्तेजना शुरुआत से पहले 1 सेकंड के आसपास एक खाली स्क्रीन प्रस्तुत इसलिए एक समय खिड़की जिसमें एक जांच कर सकते हैं कि क्या पूर्व उत्तेजना दोलनात्मक गतिविधि आगामी धारणा की सामग्री पूर्वाग्रहों प्रदान करता है, के रूप में प्रतिभागियों द्वारा संकेत दिया’ रिपोर्ट. एमईजी का स्थानिक संकल्प उत्कृष्ट नहीं है, लेकिन सेंटीमीटर पैमाने पर मस्तिष्क गतिविधि के स्रोतों को स्थानीय बनाने के लिए पर्याप्त है। एमईजी गतिविधि के स्रोत पुनर्निर्माण तो ब्याज के विशिष्ट क्षेत्रों के दोलन गतिविधि के बारे में hypotheses परीक्षण के लिए अनुमति देता है, साथ ही समय और आवृत्ति ब्याज के क्षेत्रों के बीच कनेक्टिविटी हल. वर्णित प्रोटोकॉल दृश्य धारणा पर सहज, चल रहे मस्तिष्क गतिविधि के प्रभाव की एक बेहतर समझ में सक्षम बनाता है.
मस्तिष्क की अवस्थाएँ पूर्ववर्ती उद्दीपक प्रस्तुति उस प्रकार को प्रभावित करती हैं जिसके उद्दीपकों को प्रत्यक्षण1,2,3,4से संबद्ध तंत्रिका अनुक्रियाओं के रूप में भी माना जाता है . उदाहरण के लिए, जब एक उत्तेजना अवधारणात्मक सीमा के करीब एक तीव्रता के साथ प्रस्तुत किया जाता है (के पास थ्रेसहोल्ड), पूर्व उत्तेजना तंत्रिका दोलन शक्ति, चरण, और कनेक्टिविटी को प्रभावित कर सकते हैं कि क्या आगामी उत्तेजना माना जाएगा या नहीं माना जाताहै 5 6,7,8,9,10. ये पूर्व-उत्तेजक संकेत धारणा के अन्य पहलुओं को भी प्रभावित कर सकते हैं, जैसे अवधारणात्मक वस्तु सामग्री।
लोगों को अस्पष्ट छवि के साथ प्रस्तुत करना , जिसकी व्याख्या दो में से एक तरीके से की जा सकती है , वस्तु धारणा11की जांच करने का एक आदर्श तरीका है . इसका कारण यह है कि प्रत्यक्षण की व्यक्तिपरक विषय-वस्तु दो वस्तुओं में से एक हो सकती है, जबकि वास्तविक उद्दीपक अपरिवर्तित रहता है। इसलिए एक परीक्षण जिस पर लोगों को उत्तेजना के अन्य संभव व्याख्या बनाम perceiving की सूचना के बीच दर्ज मस्तिष्क संकेतों में अंतर का आकलन कर सकते हैं. रिपोर्टों को देखते हुए, एक भी जांच कर सकते हैं कि क्या उत्तेजना शुरुआत से पहले मस्तिष्क राज्यों में कोई मतभेद थे.
मैग्नेटोएन्सेफेलोग्राफी (एमईजी) एक कार्यात्मक न्यूरोइमेजिंग तकनीक है जो मस्तिष्क में विद्युत धाराओं द्वारा उत्पादित चुंबकीय क्षेत्र को रिकॉर्ड करती है। जबकि रक्त-ऑक्सीजन स्तर निर्भर (BOLD) प्रतिक्रियाओं सेकंड के एक timescale पर हल, एमईजी millisecond संकल्प प्रदान करता है और इसलिए बहुत तेजी से timescales पर होने वाले मस्तिष्क तंत्र की जांच की अनुमति देता है. एमईजी का एक संबंधित लाभ यह है कि यह रिकॉर्ड किए गए डेटा की छोटी अवधि से मस्तिष्क राज्यों की विशेषता की अनुमति देता है, जिसका अर्थ है प्रयोगात्मक परीक्षणों को इस तरह छोटा किया जा सकता है कि कई परीक्षण एक प्रयोगात्मक सत्र में फिट हो जाते हैं। इसके अलावा, एमईजी आवृत्ति-डोमेन विश्लेषण के लिए अनुमति देता है जो दोलन गतिविधि को उजागर कर सकता है।
अपने उच्च लौकिक संकल्प के अलावा, एमईजी अच्छा स्थानिक संकल्प प्रदान करता है। स्रोत पुनर्निर्माण तकनीक12के साथ, एक स्रोत अंतरिक्ष के लिए सेंसर स्तर डेटा परियोजना कर सकते हैं. यह तो हितों के निर्दिष्ट क्षेत्रों की गतिविधि के बारे में hypotheses परीक्षण सक्षम बनाता है. अंत में, जबकि सेंसर अंतरिक्ष में संकेत अत्यधिक सहसंबद्ध हैं और इसलिए सेंसर के बीच कनेक्टिविटी सही मूल्यांकन नहीं किया जा सकता है, स्रोत पुनर्निर्माण ब्याज के क्षेत्रों के बीच कनेक्टिविटी के आकलन के लिए अनुमति देता है क्योंकि यह कम कर देता है स्रोत संकेतों के बीच सहसंबंध13| इन कनेक्टिविटी अनुमान ों को समय और आवृत्ति डोमेन दोनों में हल किया जा सकता है।
इन लाभों को देखते हुए, एमईजी आदर्श ब्याज के निर्दिष्ट क्षेत्रों में वस्तु धारणा पर पूर्व उत्तेजना प्रभाव की जांच करने के लिए अनुकूल है. वर्तमान रिपोर्ट में हम इस तरह के एक प्रयोग और एमईजी अधिग्रहण सेट-अप, साथ ही स्रोत पुनर्निर्माण को लागू करने और दोलन गतिविधि और कनेक्टिविटी का आकलन करने के तरीके को कैसे डिज़ाइन करें, यह वर्णन करेंगे।
एक अद्वितीय प्रोत्साहन प्रस्तुत करना जिसे समय के साथ एक से अधिक वस्तु के रूप में व्याख्या की जा सकती है, लेकिन किसी भी समय केवल एक वस्तु के रूप में, वस्तु धारणा पर पूर्व-उत्तेजक प्रभावों की जांच करने की अनुमति देता है। इस तरह से एक कथित वस्तुओं के व्यक्तिपरक रिपोर्ट करने के लिए पूर्व उत्तेजना मस्तिष्क राज्यों से संबंधित करने में सक्षम है. एक प्रयोगशाला की स्थापना में, अस्पष्ट छवियों जो दो तरीकों में से एक में व्याख्या की जा सकती है, जैसे रुबिन फूलदान भ्रम, एक इष्टतम मामला है जो दो परीक्षण प्रकार के बीच मस्तिष्क गतिविधि के सीधा विरोधाभासों के लिए अनुमति देता है प्रदान करते हैं: उन कथित एक ही रास्ता (जैसे, ‘चेहरा’ ) और उन दूसरे तरीके से माना जाता है (उदा., ‘vas’).
इन उद्दीपकों को संक्षेप में प्रस्तुत करना (लत्;200 एमएस) यह सुनिश्चित करता है कि लोग किसी दिए गए परीक्षण पर उद्दीपक की दो संभावित व्याख्याओं में से केवल एक को देखते और बाद में रिपोर्ट करते हैं। प्रतिभागियों में उत्तेजना के काले फूलदान/सफेद चेहरे और सफेद फूलदान/काले चेहरे के बीच प्रतिसंतुलन (यादृच्छिक रूप से बारी-बारी) बाद के विश्लेषण पर निम्न स्तर ीय प्रोत्साहन सुविधाओं के प्रभाव को कम कर देता है। उत्तेजना के तुरंत बाद एक मुखौटा प्रस्तुत करने के बाद छवियों के गठन और प्रतिभागियों की प्रतिक्रियाओं पूर्वाग्रह से रोकता है. क्योंकि उत्तेजना शुरुआत के बाद की अवधि का विश्लेषण ब्याज की नहीं है, उत्तेजना और मुखौटा की कम आवृत्ति सुविधाओं के बीच कोई मिलान की आवश्यकता है. अंत में, प्रतिभागियों में प्रतिक्रिया बटन बारी (उदाहरण के लिए, फूलदान के लिए छोड़ दिया, चेहरे के लिए सही है, या इसके विपरीत) विरोधाभासों में फैक्टरिंग से मोटर तैयारी के कारण गतिविधि रोकता है.
MEG के millisecond संकल्प को देखते हुए, एक पूर्व उत्तेजना अंतराल के रूप में कम के रूप में 1 s ऐसे वर्णक्रमीय शक्ति और कनेक्टिविटी के रूप में उपायों का अनुमान लगाने के लिए पर्याप्त है. प्रत्येक परिणामी परीक्षण की छोटी अवधि को देखते हुए, परीक्षणों की एक बड़ी संख्या में एक प्रयोगात्मक सत्र में समायोजित किया जा सकता है, एक उच्च संकेत करने के लिए शोर अनुपात सुनिश्चित करने जब परीक्षणों में एमईजी संकेतों औसत.
वस्तु धारणा24,25के दौरान ब्याज की विशिष्ट श्रेणी-संवेदी क्षेत्रों को सक्रिय दिखाया गया है। उदाहरण के लिए, एफएफए व्यापक रूप से चेहरे धारणा22में शामिल होने की सूचना है. विशिष्ट स्रोतों से उत्पन्न मापित गतिविधि के प्रभावों की जाँच करने के लिए, कोई भी एमईजी डेटा का स्रोत-पुनर्निर्माण कर सकता है. स्रोतों के बीच कनेक्टिविटी की जांच करने के लिए, स्रोत पुनर्निर्माण आवश्यक है। स्रोत डेटा विश्लेषण की सुविधा के लिए, एकल परीक्षण स्रोत स्तर डेटा ‘वर्चुअल सेंसर’ द्वारा प्रस्तुत किया जा सकता है. इस तरह से डेटा का प्रतिनिधित्व करने से स्रोत स्थान और सेंसर स्थान में ठीक उसी तरह एकल-परीक्षण स्रोत डेटा का विश्लेषण करने में सक्षम होता है (अर्थात, समान विश्लेषण फ़ंक्शंस का उपयोग करना, उदाहरण के लिए Fieldtrip उपकरण बॉक्स का उपयोग करना). यह तो एक सरल तरीके से हितों के निर्दिष्ट क्षेत्रों की गतिविधि के बारे में hypotheses परीक्षण सक्षम बनाता है.
जबकि पूर्व-उत्तेजना दोलनशक्ति शक्ति को अवधारणात्मक सीमा के पास उत्तेजना का पता लगाने को प्रभावित करने के लिए दिखाया गया है (कथित बनाम नहीं माना जाता है), क्या यह देखा जाता है की सामग्री को प्रभावित करता है कम जाना जाता है. यहाँ हम परीक्षण जिस पर लोगों के चेहरे बनाम फूलदान की सूचना के बीच FFA में पूर्व उत्तेजना दोलन शक्ति विपरीत, और कोई सांख्यिकीय मतभेद पाया. हम बाद में परीक्षण किया है कि क्या V1 और FFA के बीच कनेक्टिविटी आगामी अवधारणात्मक रिपोर्ट को प्रभावित करती है, और पाया कि चेहरा परीक्षण 700 एमएस के आसपास अल्फा आवृत्ति रेंज में V1 और FFA के बीच बढ़ाया कनेक्टिविटी से पहले थे उत्तेजना शुरुआत से पहले. कि हम अल्फा शक्ति में कोई प्रभाव नहीं मिला, बल्कि अल्फा बैंड में कनेक्टिविटी में, पता चलता है कि जबकि पूर्व उत्तेजना अल्फा शक्ति उत्तेजना का पता लगाने को प्रभावित कर सकता है7,8,यह जरूरी वस्तु वर्गीकरण को प्रभावित नहीं करता है. इसलिए हमारे परिणाम बताते हैं कि वस्तु धारणा से पहले दोलनात्मक गतिशीलता और वस्तु धारणा पर उनके बाद के प्रभाव की अधिक पूर्ण समझ के लिए, केवल ब्याज के क्षेत्रों में दोलनात्मक शक्ति का विश्लेषण पर्याप्त नहीं है। बल्कि, ब्याज के क्षेत्रों के बीच संपर्क को ध्यान में रखा जाना चाहिए, क्योंकि इन कनेक्शनों की संख्या में चल रहे उतार-चढ़ाव बाद धारणा18पूर्वाग्रह कर सकते हैं। अंत में, MEG के कम से अधिक इष्टतम स्थानिक संकल्प के बावजूद, हमारे प्रोटोकॉल दर्शाता है कि एक स्पष्ट रूप से ब्याज के क्षेत्रों की पहचान करने और उनके संबंधों की जांच करने में सक्षम है. MEG विद्युत मस्तिष्कविज्ञान (EEG) का स्थान ले सकता है क्योंकि यह बेहतर स्थानिक संकल्प प्रदान करता है, और यह बेहतर अस्थायी संकल्प प्रदान करता है, क्योंकि समारोह एमआरआई supersede कर सकते हैं। इसलिए, स्रोत पुनर्निर्माण के साथ संयुक्त एमईजी आदर्श तेजी से और स्थानीयकृत तंत्रिका प्रक्रियाओं की जांच करने के लिए उपयुक्त है।
The authors have nothing to disclose.
यह काम FWF ऑस्ट्रियाई विज्ञान कोष द्वारा समर्थित किया गया था, मन इमेजिंग: कनेक्टिविटी और उच्च संज्ञानात्मक समारोह, डब्ल्यू 1233-G17 (ई.आर.) और यूरोपीय अनुसंधान परिषद अनुदान WIN2CON, ERC StG 283404 (N.W.). लेखकों को इस प्रोटोकॉल के लिए योगदान के लिए नादिया एमलर-वोगेल, निकोलस Peatfield, और Manfred Seifter के समर्थन को स्वीकार करना चाहते हैं.
Data analysis sowftware | Elekta Oy, Stockholm, SWEDEN | NM23321N | Elekta standard data analysis software including MaxFilter release 2.2 |
Data analysis workstation | Elekta Oy, Stockholm, SWEDEN | NM20998N | MEG recoding PC and software |
Head position coil kit | Elekta Oy, Stockholm, SWEDEN | NM23880N | 5 Head Position Indicator (HPI) coils |
Neuromag TRIUX | Elekta Oy, Stockholm, SWEDEN | NM23900N | 306-channel magnetoencephalograph system |
Polhemus Fastrak 3D | Polhemus, VT, USA | 3D head digitization system | |
PROPixx | VPixx Technologies Inc., QC, CANADA | VPX-PRO-5001C | Projector and data acquisition system |
RESPONSEPixx | VPixx Technologies Inc., QC, CANADA | VPX-ACC-4910 | MEG-compatible response collection handheld control pad system |
Screen | VPixx Technologies Inc., QC, CANADA | VPX-ACC-5180 | MEG-compatible rear projection screen with frame and stand |
VacuumSchmelze AK-3 | VacuumSchmelze GmbH & Co. KG, Hanau, GERMANY | NM23122N | Two-layer magnetically-shielded room |
Software | Version | ||
Fieldtrip | Open Source | FTP-181005 | fieldtriptoolbox.org |
Matlab | MathWorks, MA, USA | R2018b | mathworks.com/products/matlab |
Psychophysics Toolbox | Open Source | PTB-3.0.13 | psychtoolbox.org |