Het experimentele protocol demonstreert het paradigma voor het verkrijgen en analyseren van elektro-encefalografie (EEG)-signalen tijdens beweging van de bovenste ledematen bij personen met een beroerte. De verandering van het functionele netwerk van EEG-frequentiebanden met een laag bètagehalte werd waargenomen tijdens de beweging van de aangetaste bovenste ledematen en was geassocieerd met de mate van motorische stoornissen.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Elektro-encefalografienetwerkindices als biomarkers van stoornissen van de bovenste ledematen bij chronische beroerte
* These authors contributed equally
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Verandering van elektro-encefalografie (EEG)-signalen tijdens taakspecifieke beweging van het aangetaste ledemaat is gerapporteerd als een potentiële biomarker voor de ernst van motorische stoornissen en voor de voorspelling van motorisch herstel bij personen met een beroerte. Bij het implementeren van EEG-experimenten zijn gedetailleerde paradigma's en goed georganiseerde experimentprotocollen vereist om robuuste en interpreteerbare resultaten te verkrijgen. In dit protocol illustreren we een taakspecifiek paradigma met bewegingen van de bovenste ledematen en methoden en technieken die nodig zijn voor het verwerven en analyseren van EEG-gegevens. Het paradigma bestaat uit 1 minuut rust, gevolgd door 10 proeven, bestaande uit afwisselend 5 s en 3 s rust- en taaktoestanden (handextensie), respectievelijk gedurende 4 sessies. EEG-signalen werden verkregen met behulp van 32 Ag/AgCl-hoofdhuidelektroden met een bemonsteringsfrequentie van 1.000 Hz. Gebeurtenisgerelateerde spectrale verstoringsanalyse geassocieerd met beweging van ledematen en functionele netwerkanalyses op mondiaal niveau in de lage-bètafrequentieband (12-20 Hz) werden uitgevoerd. Representatieve resultaten toonden een verandering van het functionele netwerk van lage bèta-EEG-frequentiebanden tijdens beweging van de aangetaste bovenste ledematen, en het veranderde functionele netwerk was geassocieerd met de mate van motorische stoornis bij patiënten met een chronische beroerte. De resultaten tonen de haalbaarheid aan van het experimentele paradigma in EEG-metingen tijdens beweging van de bovenste ledematen bij personen met een beroerte. Verder onderzoek met behulp van dit paradigma is nodig om de potentiële waarde van EEG-signalen als biomarkers van motorische stoornissen en herstel te bepalen.
Inleiding
Motorische stoornissen van de bovenste ledematen zijn een van de meest voorkomende gevolgen van een beroerte en houden verband met beperkingen in activiteiten van het dagelijks leven 1,2. Het is bekend dat alfa (8-13 Hz) en bèta (13-30 Hz) bandritmes nauw verbonden zijn met bewegingen. In het bijzonder hebben studies aangetoond dat veranderde neurale activiteit in de alfa- en lagere bètafrequentiebanden (12-20 Hz) tijdens beweging van een aangetast ledemaat gecorreleerd is met de mate van motorische stoornis bij personen met een beroerte 3,4,5.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
Alle experimentele procedures werden beoordeeld en goedgekeurd door de Institutional Review Board van het Seoul National University Bundang Hospital. Voor de experimenten in deze studie werden 34 deelnemers met een beroerte gerekruteerd. Van alle deelnemers werd ondertekende geïnformeerde toestemming verkregen. Een ondertekende geïnformeerde toestemming werd verkregen van een wettelijke vertegenwoordiger als een deelnemer aan de criteria voldeed, maar het toestemmingsformulier niet kon ondertekenen vanwege een handicap.
1. Experimentele opzet
- Werving van patiënten
- Voer het screeningsproces uit aan de hand v....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Figuur 7 toont de topografische low-beta ERD-kaarten van elke handbewegingstaak. Een significant sterke laag-bèta ERD werd waargenomen in de contralesionale hemisfeer in vergelijking met de ipsilesionale hemisfeer voor zowel de aangedane als de niet-aangedane handbewegingstaken.
Figuur 7: Gemiddelde t.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Deze studie heeft een EEG-experiment geïntroduceerd voor het meten van bewegingsgerelateerde neuronale activiteiten van de bovenste ledematen bij personen met een beroerte. Het experimentele paradigma en de methoden voor het verwerven en analyseren van EEG werden toegepast om de ERD-patronen in de ipsilesionale en contralesionale motorische cortex te bepalen.
De resultaten van de ERSP-kaarten (Figuur 7) toonden het verschil in de mate van neuronale activering bij.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
MS, NJP, WSK en HJH hebben een patent aangevraagd met de titel "Methode voor het verstrekken van informatie met betrekking tot motorische beperkingen en hulpmiddelen die daarvoor worden gebruikt", nummer 10-2022-0007841.
Dankbetuigingen
Dit werk werd ondersteund door de subsidie van de National Research Foundation of Korea (NRF), gefinancierd door de Koreaanse regering (MSIT) (nr. NRF-2022R1A2C1006046), door het Original Technology Research Program for Brain Science via de National Research Foundation of Korea (NRF), gefinancierd door het ministerie van Onderwijs, Wetenschap en Technologie (2019M3C7A1031995), door een subsidie van de National Research Foundation of Korea (NRF), gefinancierd door de Koreaanse regering (MSIT) (nr. NRF-2022R1A6A3A13053491), en door het MSIT (Ministerie van Wetenschap en ICT), Korea, in het kader van het ITRC (Information Technology Research Center) ondersteuningsprogram....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| actiCAP | Easycap, GmbH Ltd., Herrsching, Duitsland | CAC-32-SAMW-56 | Textiele EEG-cap platform om EEG-elektroden te huisvesten |
| Brain Vision Recorder (Software) | Brain Products GmBH Ltd., München, Duitsland | - | Software gebruikt om EEG-signaal op te nemen |
| Curry 7 (Software) | Compumedics, Australië | - | Software gebruikt bij de voorverwerking van EEG-gegevens |
| MATLAB R2019a (Software) | MathWorks Inc., Natick, MA, VS | - | Software gebruikt om het experimentele stimulus uit te voeren en de EEG-gegevens te analyseren |
| Opname-PC | Lenovo Group Limited, Hongkong, China | Model: X58K | Intel Core i7-7700HQ CPU@2.80 GHz, RAM 8 GB /EEG-gegevensopname met behulp van Brain Vision Recorder |
| Sensor&Trigger Extension(STE) | Brain Products GmBH Ltd., München, Duitsland | STE-055604-0162 | Voegt fysiologische signalen toe aan de EEG-versterker |
| Splitter box | Brain Products GmBH Ltd., München, Duitsland | BP-135-1600 | Verbindt Ag/AgCl-elektroden met de EEG-versterker |
| Stimulerings-PC | Hansung Corporation, Seoel, Korea | Model: ThinkPad P71 | Intel Core i7-8750H CPU@2.20 GHz, RAM 8 GB Presentatie van stimuleringsscherm met behulp van MATLAB |
| TriggerBox | Brain Products GmBH Ltd., München, Duitsland | BP-245-1010 | Ontvangt trigger-signaal van de PC en verzendt deze naar EEG-opnamesysteem |
Referenties
- Faria-Fortini, I., Michaelsen, S. M., Cassiano, J. G., Teixeira-Salmela, L. F. Upper extremity function in stroke subjects: Relationships between the international classification of functioning, disability, and health domains. Journal of Hand Therapy. 24 (3), 257-265 (2011).
- Veerbeek, J. M., Kwakkel, G., van Wegen, E. E., Ket, J. C., Heymans, M. W.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
