Name: Beyin Kortikal Fonksiyon ve değiştirildi Yerçekimi Koşullar sırasında Nörobilişsel Performansı arasındaki uyum, (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-05-23T15:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 29 s
Description: Öğrenin, parabolik uçuşlarda EEG ve NIRS kullanarak değiştirilmiş yerçekimi koşullarında beyin kortikal fonksiyon ve nörobilişsel performans arasındaki ilişkiyi nasıl değerlendirebilirsiniz. Bu yöntem, astronot sağlığı için önlemler geliştirmeye yardımcı olur.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Beyin Products GmbH, kendi ekipman, uzmanlık ve yardım sağlamak için teşekkür etmek istiyorum. Bu çalışma, Ekonomi ve Alman Uzay Ajansı (DLR) 50WB0819 hibe yoluyla Teknoloji Federal Bakanlığı tarafından finanse edildi.

1. Deneysel İşlemler <ol><li> Zemin uçuş öncesi hazırlanması konusu hazırlık havaalanında ayrı bir odada yapılır. (1-2 saat uçuştan önce) <ol><li> Montaj EEG / NIRS kap <ol><li> Elektrotlar ve NUR sensörleri EEG kap kullanarak saç derisine eklenir. Bu yöntem, sensörlerin doğru konumda sağlar. </li><li> Kapağın boyutu konusu başın büyüklüğüne göre belirlenir. </li><li> Operatör kapağın doğru pozisyona emin yapar. Taşlı elektrot vertex (nokta yarıda nasion ve soğan arasındaki), PÇ9-PÇ10 ve Fp1 FP2 elektrotlar yatay, kapağı simetriktir. </li><li> Göğüs kalp hızı elektrot yerleştirilir. </li></ol></li><li> Empedans aza indirilmesi <ol><li> Beyin Ürünler actiCAP elektrotlar kontrol kutusuna bağlı. </li><li> Her elektrot empedansı ölçümü başlatıldığında, kızarır LED'ler, içerir. </li><li> Saç künt uçlu bir iğne ile elektrot ucu uzak taşınır. </li><li> Jel elektrodun ucu ve cilt yüzeyi arasındaki enjekte edilir. </li><li> Empedans azaldıkça LED'ler değişim renk. Hedef empedans değerini elde ise ilk kırmızı rengi sarı olur, sarı, yeşil olur. </li><li> Aktif elektrotlar, bu değerin oldukça altında iyi sinyal-gürültü oranı sağlayan bu yana hedef empedans, 25 kOhm. Bu nedenle kapağı hazırlama, hızlı ve rahat. </li><li> Operatör referans ve topraklama elektrotları ve diğer tüm elektrotlar için tekrarlar üzerine çalışmaya başlar. </li></ol></li></ol></li><li> Kurulu öncesi uçuş hazırlığı <ol><li> Ön-ölçümler <ol><li> Başlık deney düzeneği yerleştirilen emniyet kemerleri gevşek tutturulmuş </li><li> Kabloların bağlı, pilleri yüklenir. </li><li> Operatör EEG ve NIRS modülü başlar, bağlantı ve EEG / NIRS sinyal kalitesini kontrol eder. </li><li> Kayıt dinlenme devlet EEG / NIRS. Konularda herhangi bir görev yoktur. </li><li> Kayıt durdurulur. </li><li> Konular yere bilişsel görevi gerçekleştirmek. Bilişsel görev dikkat / hesaplama görev ( <a href="http://itunes.apple.com/us/app/chalkboard-challenge/id317961833?mt=8">http://itunes.apple.com/us/app/chalkboard-challenge/id317961833?mt=8</a> konularda daha büyük bir denklem bu yan belirlemek için), hız ve doğruluk ile ilgili diğer. </li></ol></li><li> Ekipman saklama <ol><li> Operatör, kamera ve take off için iPhone saklar. </li></ol></li></ol></li><li> Uçuş ölçümünde <ol><li> Hazırlık <ol><li> Operatör, video kamera küpeşte monte edilir ve kayıt başlar. </li><li> IPhone'lar konuların üst bacak üzerine yerleştirilir. </li><li> Operatör EEG ve NIRS modülü başlar, EEG / NIRS sinyal kalite kontrolleri ve kaydetmeye başlar. </li></ol></li><li> Ölçüm <ol><li> Denekler, parabol, 11-15 ve 16-20 arasında beş parabolas iki blok boyunca bilişsel görevi gerçekleştirmek. Görev ağırlıksız veya normal ağırlık rastgele sırayla yapılacaktır. Sadece dinlenme devlet EEG / NIRS ilk 10 parabolas sırasında kaydedilir. Son parabolas (bkz. Şekil 1) kayıp önceki ölçümleri durumda kullanılır. </li><li> Operatör kayıt denetimleri ve konular talimat. Operatör bilişsel testler ve saatleri tüm sonuçlar yazmak. </li></ol></li></ol></li><li> Zemin uçuş sonrası ölçümü <ol><ol><li> Dinlenme devlet NIRS / EEG ölçümü yapılmaktadır. </li></ol></ol></li></ol> Biz (+ 2009 Schneider ve arkadaşları 2008) önce gösterildiği gibi ağırlıksız sırasında artan serebral aktivasyon bulmak için bekliyoruz. Bu yüzden ağırlıksız frontal beyin artış oksijenli doku ve hypergravity düşük oksijenli doku daha fazla bekliyoruz. Dikkat görev öncesi ve sonrası uçuş ve ağırlıksız olarak bile belki daha nedeniyle ağırlıksız yüksek merkezi aktivasyon ve uyarılma göre tüm uçuş sırasında engelli olması gerekiyordu. 2. Temsilcisi Sonuçlar Hypergravity aşamasından ağırlıksız geçiş Haritalama, frontal korteks artan beyin kortikal aktivite gözlemlemek mümkün ve temporal ve oksipital korteks 2000 yılında aktivitede azalma - ağırlıksız başlamasından sonra (Şekil 2a, b) 2350 ms. sLORETA Brodmann alan 9 dorsolateral prefrontal korteks, yürütücü işlevlerde, duyusal ve motor planlama, organizasyon ve düzenleme sırasında anımsatıcı bilgi entegrasyonu ile ilgili olarak bilinir (Şekil 3a, b, bu artmış frontal aktivasyon lokalize izin.) Buna ek olarak, konu 2 (bkz. Şekil 3b) duyusal rehberlik vücut istikrar içerisinde önemli bir rol oynar Brodmann alan 6, premotor korteks, bir artış gösterdi. Ilk 10 parabolas üzerinden ortalama, NIRS analiz hypergravity hem konuların oksijenli hemoglobin (HHB) konsantrasyonu gibi ağırlıksız oksijenli hemoglobin artışı (O2Hb) azalma saptandı. Tabi 1 HHB hemoglobin için ağırlıksız sonra ağırlıksız ve hypergravity faz sırasında bir azalma gibi ağırlıksız önce hypergravity aşamasında bir artış eğilimi bulundu. Bu konuda O2Hb parabol başlangıca geri 10 - 15 sn. Kontrast konuda 2 önce ağırlıksız hypergravity aşamasında O2Hb azalma ile birlikte hafif bir artış, ağırlıksız sonra hypergravity sırasında, ağırlıksız sırasında bir artış ve azalma gösterdi. Bu konu O2Hb için yaklaşık 30 saniye aşağıdaki parabol (Şekil 4a, b) azaltılabilir kaldı Bilişsel görev preflight bir oturuma göre uçuş sırasında, normal ağırlık hem de katılımcılar için düşük performans puanları sonuçlandı. Konu 2 weightlessnes bir azalma puan (Şekil 5) gösterdi. <img src="/files/ftp_upload/2670/2670fig1.jpg" alt="Şekil 1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Şekil 1"> Şekil 1 parabolik uçuş dizisi. Uçuş sırasında görev ve ölçümler Sipariş parabolas sayısı gri olarak gösterilir, kesme işareti olan sayılar parabolas arasında uzun tatili uzunluğu göstermektedir. <img src="/files/ftp_upload/2670/2670fig2a.jpg" alt="Şekil 2a" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Şekil 2a"> <img src="/files/ftp_upload/2670/2670fig2b.jpg" alt="Şekil 2b" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Şekil 2b"> Şekil 2 Haritalama ağırlıksız 2500 ms kadar ağırlıksız önce 500 ms (hypergravity) zaman dilimi içinde iki konu görünüm. Profil başının üstünde değil; küçük daireler elektrot pozisyonları, mavi renk azalır ve kırmızı renk mikro Volt electrocortical aktivite artar sarı gösterir. <img src="/files/ftp_upload/2670/2670fig3a.jpg" alt="Şekil 3a" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Şekil 3a"> <img src="/files/ftp_upload/2670/2670fig3b.jpg" alt="Şekil 3b" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Şekil 3b"> Şekil 3. Üç Loreta kez (üst: Yukarıda sol alt sol tarafında, sağ alt arka) kadar 2000 ms zaman dilimi içinde iki konu ağırlıksız başlamasından sonra 2350 ms. Kırmızı renk, artan beyin aktivitesi gösterir. <img src="/files/ftp_upload/2670/2670fig4a.jpg" alt="Şekil 4a" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Şekil 4a"> <img src="/files/ftp_upload/2670/2670fig4b.jpg" alt="Şekil 4b" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Şekil 4b"> Şekil 4 NIRS izleri (kırmızı: yerçekimi seviyesi oksijenli hemoglobin, mavi: deoxygenated hemoglobin, siyah), normal ağırlık parabol parabol bir süre içinde önce 40 sn ilk hypergravity aşaması boyunca (1G: sarı alan), (1.8 G: mavi alan), ağırlıksız (0g: kırmızı alan) ve 40 sn kadar parabol sonra, ikinci hypergravity aşaması (1.8G: mavi alan). Yerçekimi seviyesi (iz düşmesi normal ağırlık (1G) eşittir 0 'dan başlayan ağırlık artışı anlamına gelir. Gösterilen veriler üzerinden ortalama 10 parabolas ters görüntülenir. <img src="/files/ftp_upload/2670/2670fig5.jpg" alt="Şekil 5" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Şekil 5"> Şekil 5 için performans ölçümleri, uçuş öncesi eğitim ve ağırlıksız uçak içi (0g) ve normal ağırlık (1G) bilişsel görev katılımcı 1 puan (mavi trace) ve 2 (kırmızı iz) .

<ol><li>Santo, N. G. D. e, Cirillo, M., Kirsch, K. A., Correale, G., Drummer, C., Frassl, W., Perna, A. F., Stazio, E. D. i, Bellini, L., Gunga, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anemia+and+erythropoietin+in+space+flights%5BTitle%5D)+AND+%22Semin+Nephrol%22%5BJournal%5D)">Anemia and erythropoietin in space flights.</a> Semin Nephrol. 25, 379-387 (2005).</li>
<li>Ellis, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collisions+in+space%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Collisions in space.</a> , 4-9 (2000).</li>
<li>Genik, R. J. 2nd, Green, C. C., Graydon, F. X., Armstrong, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cognitive+avionics+and+watching+spaceflight+crews+think%3A+generation-after-next+research+tools+in+functional+neuroimaging.+Aviat+Space+Environ+Med+76%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Cognitive avionics and watching spaceflight crews think: generation-after-next research tools in functional neuroimaging. Aviat Space Environ Med 76.</a> , 208-212 (2005).</li>
<li>Schneider, S., Brummer, V., Carnahan, H., Dubrowski, A., Askew, C. D., Struder, H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((What+happens+to+the+brain+in+weightlessness%3F+A+first+approach+by+EEG+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">What happens to the brain in weightlessness? A first approach by EEG tomography.</a> Neuroimage. 42, 1316-1323 (2008).</li>
<li>Schneider, S., Brummer, V., Mierau, A., Carnahan, H., Dubrowski, A., Strueder, H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increased+brain+cortical+activity+during+parabolic+flights+has+no+influence+on+a+motor+tracking+task%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Increased brain cortical activity during parabolic flights has no influence on a motor tracking task.</a> Exp Brain Res. 185, 571-579 (2008).</li>
<li>Schneider, S., Brummer, V., Gobel, S., Carnahan, H., Dubrowski, A., Struder, H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Parabolic+flight+experience+is+related+to+increased+release+of+stress+hormones%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Parabolic flight experience is related to increased release of stress hormones.</a> Eur J Appl Physiol. 100, 301-308 (2007).</li>
</ol>

Bu makalenin üretim Beyin Ürünleri, GmbH tarafından sponsor oldu. Roland Csuhaj Bu makalede kullanılan bir araç üreten Beyin Ürünler GmbH, bir çalışanın.

Nedeniyle zor koşullar altında beyin görüntüleme yöntemleri eksik bugüne kadar, bilişsel performans ve ruhsal durumunu değer düşüklüğü karşılığı yatan nörofizyolojik süreçler değerlendirilmemiştir. Bu yazıda beyin kortikal aktivite değişiklikleri ve parabolik uçuş sırasında oksijenasyon düzeyi görüntülemek için kullanarak beynin içinde bu değişiklikleri yerelleştirmek başardık EEG Loreta ve NIRS ile birleştirdi. Beklendiği gibi, frontal beyin bölgelerinde lokalize (Brodmann alanlarda 9 +6) electrocortical aktivite sırasında ağırlıksız bir artış bulundu. Sonuçlar geçiş beyin kortikal aktivite sonrası yaklaşık 2000 ms frontal beyin bölgelerinde ağırlıklı olarak değiştirilmiş olduğunu göstermektedir. Brodmann alan 6 ve 9 Bu aktivite artışı, beyin, vücut istikrarın yanı sıra değişmiş yerçekimi koşullarında motorun yeteneği tutmak için tespit ve yerçekimi koşulları değişti işleme mekanizmalarını yansıttığını kabul olabilir. Hemodinamik değişiklikler ile ilgili olarak, NIRS HHB sadece ılımlı değişiklikler gösterdi, oysa frontal beyin O2Hb dramatik ilk hypergravity faz ve ağırlıksız artış azaldığını ortaya koydu. Buna göre, bu etki sadece kan hacmi bir kayma isnat edilemez. Daha büyük olasılıkla bu O2Hb artışı 1,8 G 0g (özellikle Şekil 4) geçiş uzun süre önce oluşur, özellikle serebral otoregülasyon bir tür yansıtacak gibi görünüyor. Kontrast O2Hb ve HHB düşüş ikinci hypergravity aşamasında her iki. Bilişsel görev sonuç normal yerçekimi veya uçuş ağırlıksız bir ön kontrol oturuma göre açık sırasında herhangi bir bozulma göstermektedir. Iki konuda net bir bildirimde sonuçlarına göre, parabolik uçuşlar veya beyin aktivite ve oksijen düzeyi artışı ile birlikte ağırlıksız bilişsel performansı üzerinde bir etkisi olup olmadığını mümkündür. Daha önceki çalışmalar, bu bağlamda stres de rol (Schneider ve ark 2007) oynayabileceğini söyledi inanmak için gerekçe, yine de herhangi bir değişiklik kortizol konsantrasyonu her iki denekler için elde edilebilir. Er veriler, bu bulguları doğrulamak ve beyin kortikal aktivite değişiklikleri, hemodinamik değişikliklerin yanı sıra bilişsel performansı korelasyon izin için gereklidir. Bu yazıda beyin kortikal aktivite ve oksijen düzeyi değişen ağırlık farklı aşamalarında yerel değişiklikler bu izleme göstermek için tasarlanmıştır NIRS ve Loreta birlikte EEG kullanarak mümkündür. Bu sonuçlar, uzay araştırmaları için bir başarı ve hypergravity veya ağırlıksız beyin kortikal aktivite karmaşık ve yerel değişiklikleri gösterme ve zihinsel veya motor test beyin objektif değişiklikler ile korele sağlayacaktır. Bir sonraki adım, uzun süreli uzay sırasında bu yöntemi uygulamak için.

beyin kortikal fonksiyon ve değiştirildi yerçekimi koşullar sırasında nörobilişsel performansı arasındaki uyum,

Coherence between Brain Cortical Function and Neurocognitive Performance during Changed Gravity Conditions

Önceki çalışmalar, bilişsel, zihinsel ve / veya motor süreçler kısa, orta ve uzun vadeli ağırlıksız sırasında doğada sadece açıklayıcı ve psikolojik yönleri üzerinde duruldu. Şimdiye kadar, nörofizyolojik parametreler objektif gözlem yapılmıştır değil, teknik ve metodolojik araçları henüz hiç kuşkusuz, çünkü, ağırlıksız nörofizyolojik etkileri soruşturma bebeklik döneminde (Schneider ve ark 2008) . Pozitron emisyon tomografisi (PET) ve manyetik rezonans görüntüleme (MRG) gibi görüntüleme teknikleri uzayda pek uygulanabilir olmasına rağmen, non-invaziv, yakın-kızılötesi spektroskopi (NIRS) tekniği, gerçek zamanlı olarak beyinde hemodinamik süreçleri haritalama yöntemi temsil eder hem nispeten ucuz olduğunu ve zor koşullar altında bile istihdam edilebilir. Elektroensefalografi (EEG) ile kombinasyonu, örneğin electrotomography (Loreta) ile, ince bir zamansal çözünürlüğü yanı sıra derin yerleşimli yerçekimi değişen şartlar altında electrocortical süreçler aşağıdaki olasılığını açar. Önceki çalışmaları, normal yerçekimi şartlar altında bir artış ve beta frekans aktivitesi parabolik uçuş sırasında ağırlıksız koşullar altında bir azalma gösterdi (Schneider ve ark. 2008a + b). Tilt çalışmalar parabolik uçuş değişiklikler hemodinamik değişiklikler ziyade duygusal süreçleri yansıtıyor olabilir, önerdiğimiz beyin fonksiyonu farklı değişiklikler saptandı. Ancak, bu değişen yerçekimi veya beynin içinde hemodinamik değişikliklere etkilerinin olup olmadığı hala belirsiz. Loreta / EEG ve NIRS birleştiren ilk kez mümkün beyin hem de hemodinamik ve elektrofizyolojik süreçlerin ağırlıksız ve düşük yerçekimi etkisi harita yapmak gerekir. Başlangıçta, bu parabolik uçuş sırasında bir fizibilite çalışmasının bir parçası olarak yapılacak. Daha sonra, aynı zamanda orta ve uzun vadeli uzay uçuşu sırasında her iki tekniğin kullanılması planlandı. Bu, kan hacmi ve oksijen beyin için tedarik artışa uzun vadeli bir yeniden dağıtım anemik süreçler için de sorumlu olan merkezi sinir sisteminde değişikliklere neden olacağını kabul edilebilir ve azaltmak, performansı açabilirsiniz (De Santo ve ark 2005), onlar için çok önemli bir misyon (Genik ve ark, 2005, Ellis 2000) başarı ve emniyet anlamına gelir. Bu sonuçlara bağlı olarak, geniş kapsamlı önlemler geliştirmek ve istihdam için gerekli olacaktır. MARS500 çalışma için ilk sonuçları, kardiyovasküler ve lokomotor sistem, spor ve fiziksel aktivite bağlamında önemlerini yanı sıra bilişsel parametrelerin iyileştirilmesi önemli bir rol oynayabilir, o öneririz. Ancak, bu tam olarak kurulmadan önce, nörofizyolojik süreçler ve bununla ilişkili bilişsel bozukluğu ağırlık değişen koşullara etkisi hakkında daha fazla bilgi edinmek için gerekli gibi görünmektedir.

Ağırlıksız ve hypergravity beyin hem de hemodinamik ve elektrofizyolojik süreçlerin etkisi EEG ve NIRS teknikleri parabolik uçuş sırasında takip edilecek. Daha karmaşık bir deney, orta ve uzun vadeli uzay uçuşu sırasında yürütmek için planlanan bir fizibilite çalışması.

Beyin Kortikal Fonksiyon ve değiştirildi Yerçekimi Koşullar sırasında Nörobilişsel Performansı arasındaki uyum,

Kısa, orta ve uzun süreli ağırlıksızlık durumundaki bilişsel, zihinsel ve/veya motor süreçlere ilişkin önceki çalışmalar yalnızca tanımlayıcı nitelikte olmuş ve ...

Bu prosedür, ağırlıksızlık durumundaki nörobilişsel performans düşüşünün ne ölçüde hemodinamik ve elektrokortikal değişikliklerin birincil etkilerinden veya ikincil stresle ilişkili etkilerden kaynaklandığını belirlemek için kombine bir EEG ve yakın kızılötesi spektroskopi kayıt tekniği uygular. Bu, mikro yerçekimi, mikro yerçekimi ve normal yerçekimi evrelerini içeren parabolik bir uçuş sırasında katılımcıların elektrokortikal aktivitesindeki değişikliklerin izlenmesiyle gerçekleştirilir. Frontal beyindeki hemodinamik değişiklikler, yakın kızılötesi spektroskopi veya sinirler kullanılarak paralel olarak izlenebilir.Beyin kortikal aktivitesindeki değişiklikler daha sonra elektromanyetik tomografi kullanılarak lokalize edilebilir. Son adım, elektrokortikal ve hemodinamik değişiklikleri birbiriyle ilişkilendirmektir. Sonuçlar, değişen yerçekimi koşullarına bağlı hemodinamik değişikliklerin, elektrokortikal fonksiyonlardaki değişikliklerle ilişkili olduğunu göstermektedir.Bu tekniğin MRI veya PET gibi mevcut yöntemlere göre temel avantajı, elektrofotografinin elektro tomografi ve yakın kızılötesi spektroskopi ile birleştirilmesinin, parabolik uçuşlar veya HyperV ağırlıksızlığı gibi aşırı ortamlarda, sınırlı yük ve kısıtlı alan koşullarında uygulanabilir olmasıdır; ayrıca bu yöntem, beyindeki nöral elektriksel aktivite ve hemodinamik değişimlerin ölçülmesine ve ilişkilendirilmesine olanak tanır. Bu yöntem, değişen yerçekimi koşullarının hemodinamik ve elektriksel kortikal değişikliklere yol açması gibi nörofizyoloji ve uzay araştırmaları alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olur. Bu değişikliklerin beynin tam olarak neresinde meydana geldiğinin ve bu değişikliklerin sonuçlarının ne olduğunun yanıtlanmasına katkı sağlar.Altta yatan nörofizyolojik süreçleri, uzaydayken ve ağırlıksız ortamdayken beyin korteks fonksiyonlarında ve hemodinamikte neler meydana geldiğini belirlediğimizde; yaşam kalitesini, görev başarısını ve görev güvenliğini artıracak spesifik karşı önlemler geliştirebiliriz. Dolayısıyla bu yöntem, beynin çalışma mekanizmaları hakkında içgörüler sağlayabilir veya nörolojik hastaların nörolojik bozulmaları ya da beynimizin nasıl çalıştığına dair temel fikirler gibi diğer sistemlere de uygulanabilir. Bu araştırma fikri ilk olarak, uzayda yaşayan astronotlardan gelen nörobilişsel azalma haberlerini duyduğumuzda ortaya çıktı.Bu yöntemin görsel demonstrasyonu kritiktir, çünkü verileri işleme ve analiz etmenin birçok yolu olduğundan analiz adımlarını öğrenmek zordur. Uçuştan bir ila iki saat önce, katılımcılar deneylere hazırlanmak üzere havalimanındaki bir odaya alınır. İlk olarak, baş çevreleri ölçülür ve entegre optotlar ve alıcı içeren EEG başlığının katılımcının başına yerleştirilebilmesi için saç derileri temizlenir.Bir sonraki adım, FP bir ve FP iki elektrotlarının konumlarını işaretlemektir. İlk olarak, nasion ile inion arasındaki mesafe ölçülür ve ardından nasion ile inion arasındaki mesafenin 10'da biri kadar bir uzaklık belirlenir. Nasyondan başlayarak, orta hattın soluna ve sağına, baş çevresinin 20'de biri kadar olan uzaklıkta iki işaret konur.Bonele, kafa derisine yerleştirilecek elektrotları içerir ve sensörlerin doğru konumlandırılmasını sağlar. Katılımcının kafa boyutuna uygun bir EEG bonesi seçilir. Ardından, bone başa geçirilir.Katılımcının başı ve pozisyonu kontrol edilir. CZ elektrodu vertex üzerinde; FP1 ve FP2 ile O1 ve O2 elektrotları ise yatay olarak işaretlerin üzerinde olmalıdır; başlığın simetrik ve uygun pozisyonda kalmasını sağlamak için bir çene kayışı bağlanır. Ardından, kalp atış hızı elektrodu yerleştirilir; bunu yapmak için bir EEG elektrodu kullanılabilir ve sensör katılımcının göğsüne yerleştirilir.Şimdi elektrotların empedansı minimize edilir ve sinyal iletimi kontrol edilir. Her elektrot, empedans ölçümü başlatıldığında okunacak LED'ler içerir. Saçlar, küt uçlu bir iğne ile elektrot ucundan uzaklaştırılır ve referans ile toprak elektrotlarından başlanarak, elektrot ucu ile cilt yüzeyi arasına jel enjekte edilir.Jel enjekte edildikçe, empedans azaldıkça LED'lerin rengi değişecek; başlangıçtaki kırmızı renk önce sarıya, ardından yeşile dönecektir. 25 kilo ohms değerinde hedef empedans değerine ulaşıldığında, elektrotların performansı bu hedef değerde veya bu değerin altında iyi bir sinyal-gürültü oranı sağlayacaktır. Bu işlem tüm başlık elektrotları için tekrarlanır.Her iki katılımcı için elektrot başlığı hazırlandıktan sonra, katılımcılara parabolik uçuşun detayları ve takip edilecek deneysel zaman çizelgesi hakkında talimatlar verilir. 0'dan 30'a kadar olan parabolaların ve gerçekleştirilecek görevlerin şematik bir özeti katılımcılara sunulur. Ayrıca, testlerin ne zaman ve nasıl başlatılıp durdurulacağını detaylandıran sözlü duyurular gözden geçirilir.Son olarak, katılımcılar uçuş içi hazırlıklar için uçağa getirilir. Uçağa bindikten sonra, katılımcılar deneysel düzenekte yan yana oturtulur ve emniyet kemerleri gevşek bir şekilde bağlanır. EEG kabloları elektrot kontrol kutusuna, elektrot kontrol kutusu ise amplifikatöre bağlanır.Ardından, sinir OID'leri ve alıcı, EEG başlığındaki OID tutucuya sabitlenir. Bu noktada, EEG NERS modülü başlatılır. Bu işlem, bağlantı durumunu ve sinyal kalitesini kontrol eder.Ardından sinirler ve EEG yazılımı başlatılır ve kayıt için bir çalışma alanı oluşturulur. Veriler açılır. Daha sonra dosya adı, kayıt frekansı ve montaj bilgileri girilir.Herhangi bir sinyal suboptimal ise, EEG için empedans değerleri veya sinirler için DAQ değerleri yeniden ayarlanır veya gerektiğinde daha fazla jel enjekte edilir. Bu noktada, EEG ve sinir sinyali kaydı başlatılır ve dinlenme durumu prem ölçümleri toplanır.Katılımcıların bu aşamada herhangi bir görevi yoktur; ancak hareketsiz kalmaları, rahatlamaları ve gözlerini kapalı tutmaları gerekir. Kayıt üç dakika sonra durdurulur. Dinlenme süresinin ardından katılımcılar, bilişsel görev olan chalkboard challenge'ın bazal testini gerçekleştireceklerdir.Son olarak, tüm cihazlar kapatılır ve EEG elektrot kontrol kutusunun yanı sıra hemşirenin optos cihazı ve alıcısı bağlantıları kesilir. Kamera ve iPhone'lar da dahil olmak üzere tüm ekipmanlar, uçuş sırasında yapılacak deneylerin kalkış hazırlığı için bir bölmeye yerleştirilir. Uçak seyir yüksekliğine ulaştıktan sonra, ilk adım video kamerasını tırabzana monte etmek, ardından video kaydını başlatmaktır.Ardından, katılımcılar koltuklarına yerleştirilir ve emniyet kemerleri gevşekçe bağlanır. Katılımcılar, en az sıfırıncı parabol ile 25. parabol arası boyunca koltuklarında oturmaya devam etmelidir. iPhone'lar, cırt cırt bantlar yardımıyla katılımcıların üst bacaklarına sabitlenir.Şimdi, EEG elektrot kontrol kutusu bağlanır ve sinir optoları ile alıcı, berekteki opto tutucuya sabitlenir. EEG ve sinir modülü başlatılır ve EEG empedansı ile NS DAQ değerleri kontrol edilerek EEG sinir sinyalinin kalitesi doğrulanır. Üç dakika boyunca dinlenme kaydı gerçekleştirilir.Sıfırıncı parabol olarak adlandırılan ilk parabol, katılımcıların prosedüre ve yerçekimi koşullarındaki değişime uyum sağlamaları için kullanılacaktır. Ardından, birden ona kadar olan paraboller sırasında, katılımcılar koltuklarında gözleri kapalı bir şekilde sessizce otururken sadece dinlenme durumu EEG kaydı alınır. Sonra, katılımcılar beşer parabolden oluşan iki blok boyunca gerçekleştirilecek olan bilişsel görevler için hazırlanırlar.Kayıt, katılımcılara talimatlar veren ve aynı zamanda bilişsel test sonuçları ile süreleri kaydeden operatör tarafından kontrol edilir. Bu bilişsel işlem görevinde katılımcı, bir denklemde hangi tarafın diğerinden daha büyük olduğunu belirler; katılımcının yanıt hızı ve doğruluğu kaydedilir. Yanıtlar program tarafından kaydedilir ve katılımcının 11 ila 15 arasındaki paraboller sırasında ulaştığı en yüksek seviyeye, doğruluğa ve hıza bağlı olarak nihai bir yüksek puan verilir.Birinci katılımcı bu görevi sıfır G'de, diğer katılımcı ise bir G'de gerçekleştirecektir. Ardından, 16 ile 20 arasındaki paraboller sırasında, birinci katılımcı bu görevi bir G'de, ikinci katılımcı ise zaman zaman sıfır G'de gerçekleştirecektir. Diğer ölçümler, parabolik sekans sırasında olduğu gibi, ilk parabolden önce ve son parabolden sonra da kaydedilir. Son 10 parabol, önceki herhangi bir ölçümün veya deneyin tekrarlanması gerektiği durumda kullanılabilir.Yere indikten sonra, katılımcıların ve operatörün, deneysel düzeneğe geri dönüp sonrası ölçümleri için her şeyi hazırlamadan önce uçaktan geçici olarak ayrılmalarına izin verilir. Bu sırada, dinlenme durumu EEG hemşire ölçümleri tekrarlanır. Tüm kayıtlar tamamlanıp başlık katılımcıdan çıkarıldığında, düşük çözünürlüklü beyin elektromanyetik tomografisi veya Loretta kullanılarak deney sonlandırılır.Frontal beyin kortikal aktivitesindeki bireysel değişiklikleri belirlemek mümkündür. Birinci katılımcı için, mikroyerçekiminin başlangıcından 2000 milisaniye sonra meydana gelen değişim, dorsal lateral prefrontal kortekse ait olan Broadman dokuzuncu alanında lokalize edilmiştir. Bu bölge, motor planlama organizasyonu ve regülasyonu sürecinde duyusal ve mnemonik bilgilerin entegrasyonunda önemli bir rol oynar.İkinci katılımcı için bu değişiklikler, Broadman alan dokuz ile vücut stabilizasyonu sürecindeki duyusal düzenleme rolüyle bilinen pre-motor korteks olan Broadman alan altıya lokalize olmuş olabilir. Bir sonraki iz, frontal beyin bölgesindeki yakın kızılötesi spektroskopi sonuçlarını göstermektedir. Siyah eğri G seviyesini belirtmektedir.Sarı arka plan normal yerçekimini belirtmektedir. Mavi arka plan hiper yerçekimini ve pembe arka plan ise beklendiği üzere mikro yerçekimini belirtmektedir. Mikro yerçekimi fazında kırmızı izle gösterildiği üzere oksijenlenmiş kanda bir azalma, ardından mikro yerçekimi fazında oksijenlenmiş kanda bir artış görülmektedir.Benzer sonuçlar, başka bir katılımcıya ait olan bu şekilde görülmektedir. İlginç bir şekilde, mavi iz ile gösterilen deoksijenize kan miktarı, ilk HyperV evresi veya ağırlıksızlık evresi için tutarlı bir davranış sergilememiş, ancak her iki denekte de ikinci HyperV evresinde azalma göstermiştir. Bu şekil, iki denek için eğitim sırasındaki üç ölçüm noktasında gerçekleştirilen bilişsel görevi göstermektedir; bu ölçümler uçuş öncesinde sıfır G'de, uçuş sırasında ve yine uçuş sırasında bir G'de gerçekleştirilmiştir.Puanların denekler arasında farklılık göstermesi, parabolik uçuşlar sırasında daha önce bildirilen nörokognitif kayıpların büyük olasılıkla bireysel stres tepkilerinden kaynaklandığını göstermektedir. Bu videoyu izledikten sonra, kombine e, e, g ve knees tekniğinin nasıl uygulanacağının yanı sıra elektrokortikal aktivitenin ve hemodinamik değişikliklerin paralel olarak nasıl izleneceği konusunda iyi bir anlayışa sahip olmalısınız. Bu prosedürü uygularken, sinyal kalitesini kontrol etmek ve deneklerin davranışlarını izlemek önemlidir.Bu teknikler, beyin korteks fonksiyonlarıyla ilgilenen araştırmacıların önünü açabilir ve mikroyerçekiminin beyin korteks fonksiyonları üzerindeki etkilerinin araştırılmasına olanak sağlayabilir; bu mekanizmaları tanımladığımızda ise bu durum hastalara, astronotlara ve sağlıklı bireylere yardımcı olabilir.

coherence-between-brain-cortical-function-neurocognitive-performance

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Sinirbilim

Iki ayaklı hareket restorasyonu ve rehabilitasyonu için etkili bir beyin-makine arayüzü (BMI) sistemi geliştirilmesi kullanıcının niyet doğru çözme gerektirir. Burada aynı anda non-invaziv nöral aktivitenin satın alma, kas aktivitesi ve çeşitli hareket görevleri ve koşullarında tüm vücut kinematik için yeni bir deneysel protokol ve veri toplama tekniği mevcut.

Eşzamanlı Derisi Elektroensefalografi (EEG), elektromiyografi (EMG) ve Multi-modal Sinir kod çözme için Tüm vücut bölüm Ataletsel Kayıt

Bu video hedeflenen görevler / süreçlerle meşgul bilişsel kontrol ağlarının fonksiyonel bağlantı yaşa bağlı değişiklikleri inceleyen bir yöntem sunuyor. Bu teknik fMRI verilerin çok değişkenli analiz temel alır.

Boyutsal Değişim Kartı Sıralama Performans ile Bilişsel Kontrol Ağları Associated Fonksiyonel Bağlantı yaşa bağlı farklılıklar araştırılması için Bir Yöntem

Gökbilim kan teşhis yenilik gerekiyor. Birkaç gösteriler, uçakta azaltılmış-yerçekimi sağlık tanı teknolojisi gösteren yayınlanmıştır. Burada bileşenleri ve diğer kurulumları uyarlanabilir hazırlık stratejileri ile bir prototip nokta-bakım akış sitometri tasarımı için bir parabolik uçuş test takımının inşası ve işletilmesi için bir yöntem mevcut.

Prototip Minyatür Akış Sitometresi ve Companion mikroakışkan Karıştırma Teknoloji İndirimli-gravite Çevre Donanım Gösterileri

Sarsıntı için bir kişinin risk ve bunlara karşılık gelen kurtarma büyük farklılıklar vardır. Sarsıntı değerlendirilmesi çok yönlü bir yaklaşımın garanti edilir; spor ve zamanında değerlendirme sonrası yaralanma katılım öncesi sporcuların temel test dahil. Bu protokolün amacı beyin sarsıntısı incelemek için uygun bir yönlü bir yaklaşım sağlamaktır.

Öğrenci-sporcularda sarsılmaların Sınavı Bir nörobilimsel Yaklaşım

Beyincik üzerindeki transkraniyal doğru akım stimülasyonu (tDCS), prefrontal korteks üzerinde uzak bir etki yapar, bu da biliş ve performansı modüle edebilir. Bu, farklı karmaşıklıkta iki bilgi işleme görevi kullanılarak gösterildi, bu sayede görev zor olduğunda ancak kolay olmadığında yalnızca katodal tDCS performansı iyileştirdi.

Serebellumunda ve Transkraniyal Doğru Akım Uyarım kullanma Modülasyonlu Biliş

Yerçekimi algısı genellikle baş dik pozisyonda öznel görsel dikey tarafından belirlenir. Rulo düzlemde ± 15° ve ± 30° baş eğimlerinde yapılan ek değerlendirme, bozulmuş graviceptive algının saptanması için daha fazla bilgi içeriği sağlar.

Öznel Görsel Dikey Paradigma kullanılarak Rulo Düzlemde Statik Graviceptive Algının Değerlendirilmesi

Bu makalede, manyetik vestibüler stimülasyon altında refleksif göz hareketlerini, kendi kendine hareket algısını ve bilişsel görevleri ve vestibüler organların anatomik yönelimini değerlendirmek için deneysel kurulum, materyal ve prosedürleri 7 Tesla Manyetik rezonans tomografi (7T-MRT) tarayıcısında açıklayacağız.

7T MRT'de Manyetik Vestibüler Stimülasyonun Nistagmus, Kendi Kendine Hareket Algısı ve Bilişsel Performans Üzerindeki Etkisinin Ölçülmesi

Burada, hem uzamsal navigasyonu hem de epizodik hafıza yeteneğini değerlendiren yeni, kısa ve aktif bir uzamsal navigasyon görevi sunuyoruz. Daha da önemlisi, uzamsal navigasyon ve epizodik hafıza birbiriyle ilişkiliydi ve bu görev egzersize duyarlılık gösterdi.

Sanal Bir Alanda İnsan Mekansal Navigasyonunun ve Egzersize Duyarlılığının Değerlendirilmesi

Metodoloji, optokinetik ve tüm vücut rotasyonları sırasında bakış stabilizasyonuna görsel ve vestibüler katkıları araştırdı. Stimülasyonlar görsel, vestibüler ve görselovestibüler denemelerle gerçekleştirildi. Burulmalı göz hareketi kazancı ve nistagmus frekansları, her deneme için duyusal spesifik hareket bilgisinin refleksif beyin sapı yanıtına doğru subkortikal iletimi için göstergeler olarak görev yaptı.

Rulo düzleminde subkortikal hareket işlemede görsel ve vestibüler girdinin göreceli önemini değerlendirmek için göz izlemeyi kullanma

Biz manyetik rezonans görüntüleme (MRG) tarafından yakalanır anatomik bilgi ile kombine manyeto ve elektroensefalografi (MEG / EEG), işitsel dikkat ile ilişkili kortikal ağ dinamikleri eşlemek için kullanabilirsiniz.

Eşzamanlı MEG / EEG ve Anatomik-kısıtlı Minimum norm Tahminleri Kullanarak Eşleme Kortikal Dinamiği: Bir İşitsel Dikkat Örneği

Öğrenin, parabolik uçuşlarda EEG ve NIRS kullanarak değiştirilmiş yerçekimi koşullarında beyin kortikal fonksiyon ve nörobilişsel performans arasındaki ilişkiyi nasıl değerlendirebilirsiniz. Bu yöntem, astronot sağlığı için önlemler geliştirmeye yardımcı olur.

Beyin Kortikal Fonksiyon ve değiştirildi Yerçekimi Koşullar sırasında Nörobilişsel Performansı arasındaki uyum,

Daha fazla video keşfet