Eşzamanlı EEG ve fonksiyonel MRI kayıt ve entegrasyon analiz dinamik Kortikal faaliyet görüntüleme için

Bu yöntem, birden fazla beyin bölgesi arasındaki zamansal ilişkiyi belirlemek veya karmaşık bilişsel süreçlerin ayrıntılı nöral yolunu keşfetmek gibi sinirbilim alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, fonksiyonel nörogörüntülemenin çözünürlüğünü ve doğruluğunu artırmak için çok modlu EEG ve fonksiyonel verilerin mekansal ve zamansal olarak spesifik bir şekilde entegrasyonuna izin vermesidir. Bu tekniğin sonuçları, epilepsi ve nörobilişsel bozuklukların anlaşılmasına kadar uzanır.

Çünkü yöntem, noninvaziv nörogörüntüleme için uzamsal ve zamansal doğruluğu geliştirir. Bu yöntem görsel motor ve duygusal işleme sistemlerine içgörü sağlamak için kullanılabilse de, sensorimotor entegrasyon, dil ve hafıza işleme gibi diğer sistemlere de uygulanabilir. Eşzamanlı EEG ve fMRI veri kayıt adımlarının öğrenilmesi zor olabileceğinden, bu yöntemin görsel gösterimi kritik öneme sahiptir.

Ayrıca özel tesis, ekipman ve sinyal işleme yöntemlerine duyulan gereksinim nedeniyle. Bu işleme başlamak için, deneğin kafasına uygun boyutta pasif MRI uyumlu bir EEG başlığı yerleştirin. Elektrotları 10-20 uluslararası etiketleme sistemine göre konumlandırın.

EEG kayıt yazılımında, toprak empedansını ve referans elektrotlarını kontrol edin. Bunu yapmak için, empedans sekmesine tıklayın ve yazılım kullanıcı arayüzünde elektrot tipini seçin. Daha sonra, her bir elektroda elektrolit eklemek için şırıngayı kullanın.

Ardından, cilt-elektrot temasını sağlamak için jeli yaymak için pamuklu bir çubuk kullanın. EEG kapağı hazırlığı tamamlandıktan sonra, deneğin MR tarayıcısına geçmesini sağlayın. Gözlem odasında bulunan bir monitörde deneysel paradigma ekranını kurun.

Öznenin yatarken başını veya gözlerini hareket ettirmeden monitör ekranını görüntülemesine izin vermek için bir kafa bobini görüntüleme aynası kullanın. Öznenin ekranı rahatça görebildiğinden ve paradigmanın düzgün bir şekilde görüntülendiğinden emin olmak için bilgisayar ekranında örnek bir görüntü görüntüleyin. Gerekli donanım veya yazılım ayarlamalarını yapın.

Bundan sonra, deneğe hareketsiz kalmasını ve ilk T1 ağırlıklı anatomik MRI taraması yapmasını söyleyin. Mümkünse, kafatası ve cilt de dahil olmak üzere beyinciğin altından başın üstüne kadar uzanan bir görüş alanı kullanın. Şimdi, EEG verilerini kaydetmeye başlayın.

MRI kaydını başlatmak ve sunum yazılımında ilgilenilen paradigmayı başlatmak için aynı anda uygun düğmelere tıklayın. Sinyal kalitesinden emin olmak için EEG veri kaydını kontrol edin ve istenirse uygun belirteçler kaydedilmektedir. Yapısal MRI verilerini analiz etmek için, katmanlarda çakışma olmadığından emin olmak için mevcut GUI'yi kullanın.

Ardından, FreeView uygulamasını açın. Dosya'yı ve ardından Yüzeyi Yükle'yi tıklayın. Ücretsiz sörfçü klasöründeki konunun dizinine gidin.

Ardından, bem klasörünü ve ardından havza klasörünü açın. Dört dosyayı, dış cilt yüzeyini, dış kafatası yüzeyini, beyin yüzeyini ve iç kafatası yüzeyini yükleyin. Ardından, dilim seçim kaydırıcılarını hareket ettirin ve sarı yüzey katmanlarında çakışma olup olmadığına bakın.

Çakışma meydana gelirse, anatomik kusurlar veya hatalar için MRI verilerini iki kez kontrol edin ve katmanları netleştirmek için GUI çizim araçlarını kullanın. Daha sonra, orijinal MRI verilerini FreeView'e tıklayarak yükleyinview Dosya'ya ve ardından Birim Yükle'ye tıklayın. Konu klasörüne gidin ve mri klasörünü açın.

Ardından orijinal dizine tıklayın ve yapısal MRI verilerini açın ve Tamam'a tıklayın. Ardından, başın gri tonlamalı görüntüsünü görüntüleyin ve beynin etrafındaki farklı gri ve siyah katmanlarına bakın. Bu katmanların herhangi bir boşluk veya düzensizlik olmadığından emin olun. Düzeltilecek katmandan Voxel'i seçmek için renk seçici aracını kullanın.

Serbest voksel düzenlemesine geçin ve görüntünün üzerine çizim yapmak için tıklayın. MRG görüntüsündeki herhangi bir kusuru doldurmak için bu prosedürü kullanın. Kusurların meydana geldiği tüm katmanlar ve MRI dilimleri için düzeltme yapın.

Ardından, serbest sörfçü kafası modeli kaplamasını kullanarak MRI alanına konuya özel EEG sensörü hizalaması gerçekleştirin. Ardından, dönüşümü kaydedin. MNE Analyze uygulamasını açın.

Dosya'ya ve ardından Yüzeyi Yükle'ye tıklayın. Konu verilerini içeren klasöre gidin ve pial yüzeyini yükleyin. Dosya'ya tıklayın, ardından Sayısallaştırıcı verilerini yükle'ye tıklayın ve ilgilendiğiniz EEG dosyasını seçin.

Görüntüle ve Görüntüleyiciyi Göster'i tıklayın. Viewer GUI göründüğünde, Seçenekler'e tıklayın ve kafa derisi ve sayısallaştırıcı veri seçeneklerinin seçili olduğundan emin olun. Buradaki elektrotlar kırmızı renkte, referans noktaları ise sarı renkle gösterilmiştir.

Ana pencerede Ayarla'yı ve ardından Koordinat hizalaması'nı seçin. Koordinat hizalama GUI'sini kullanarak, görüntüleyicideki EEG elektrotlarını ok ve sol sağ düğmelerle kaydırın ve döndürün. Gerektiği kadar ayarlayın.

Hizalama tamamlandıktan sonra, hizalamayı kaydetmek için Koordinat hizalama GUI'sinin altındaki Kaydet'e tıklayın. EEG veri analizi için, özel sinyal işleme menüsündeki MR düzeltme düğmesine tıklayarak ve EEG analiz yazılımı GUI'sinde uygun parametreleri seçerek şablon çıkarma yoluyla tarayıcı gradyan artefaktları düzeltmesi yapın. Şablon çıkarma yoluyla kardiyobalistik artefaktları kaldırmak için, özel sinyal işleme menüsündeki CB düzeltme düğmesine tıklayın ve analiz yazılımı GUI'sinde uygun parametreleri seçin.

Ardından, veri filtreleme altında filtreleme uygulayın. Analiz GUI'sinin üst kısmındaki IIR filtreleme düğmesini seçin. Örneğin, 0,05 Hertz'de yüksek geçiş, 40 Hertz'de düşük geçiş ve Hertz başına 48 desibellik bir yuvarlanma ile güç hattı frekansında bir çentik filtresi uygulayın.

Oküler artefakt düzeltmesi gerçekleştirmek için Dönüşüm'ü, ardından Artefakt reddi azaltma'yı ve ardından oküler düzeltme ICA'yı seçin. Ardından, EEG verilerini, Dönüşüm'ü seçerek, ardından analiz fonksiyonlarını ve ardından segmentasyonu seçerek olay zamanlama belirteçlerine göre belirtilen uyaran öncesi ve sonrası zamana dayalı olarak epiklere bölümlere ayırın. Daha sonra, ilgilenilen işaretçiyi ve ilgilenilen zaman segmentini seçin.

Ardından, Dönüştürme'yi ve ardından Yapıt reddi'nde Yapıt reddi azaltma'yı seçerek manuel veya yarı otomatik yapıt reddi gerçekleştirin. İstendiğinde, GUI'nin üç sekmesindeki yapılar için ölçütleri tanımlayın ve talimatlara göre ilerleyin. İnceleme Yöntemi sekmesinde otomatik, yarı otomatik veya yapıları manuel olarak seç'i seçin.

Ardından yapıları işaretleme veya kaldırma'yı seçin ve düzeltmelerin tek bir kanal için olup olmadığını belirtin. Daha sonra kanal seçimi sekmesinde, artefaktlar için düzeltilecek kanalları seçin. Ölçütler sekmesinde, yapıtların tanımlanacağı temeli seçin.

Ölçütleri seçtikten sonra Tamam'a tıklayın ve yapılar seçimlere göre tanımlanacak ve/veya reddedilecektir. Temel düzeltmeyi gerçekleştirmek için Dönüştürme'yi ve ardından Segment analizi işlevleri ve temel düzeltme'yi seçin. Segmentlere ayrılmış verilerin ortalamasını almak için Dönüştürme'yi, ardından segment analizi işlevlerini ve ardından ortalama'yı seçin.

İlk olarak, ilgilenilen EEG destanı, önceden tanımlanmış pencere ve örtüşme boyutları ile daha küçük zaman pencerelerine bölünür. Bu arada, fMRI aktivasyon haritası, EEG kaynak analizi için mekansal öncüller olarak kullanılmak üzere birden fazla ilgi alanına bölünmüştür. Her zaman penceresinde, kaynak yerelleştirmesi için uygun bir uzamsal öncelikler kümesi seçilecektir.

Bunların birleştirilmesi, ilgilenilen tüm EEG destanı için kortikal aktivitenin son zaman seyrini verecektir. Burada, yeniden yapılandırılmış beyin aktivitesi, üstte yeni uzaysal-zamansal olarak spesifik fMRI kısıtlı EEG kaynak görüntülemesi ile altta yaygın olarak kullanılan zamanla değişmez fMRI kısıtlama kaynağı görüntülemesi karşılaştırılarak gösterilmektedir. Yeniden yapılandırılmış beyin aktivitesi, görsel motor aktivasyon paradigmasından geçen temsili bir denek için birkaç zaman noktasında gösterilir.

Yeni yöntemden elde edilen lokalizasyon sonuçları daha odaklıydı ve beklenen beyin bölgeleriyle daha iyi hizalanmıştı. Burada yöntem farklı pencere boyutları ile uygulanarak yöntemin sağlamlığı test edilir. Mütevazı pencere boyutlarının oldukça kararlı olduğuna, büyük pencere boyutlarının ise farklı sonuçlar gösterdiğine dikkat edin.

Bir kez ustalaştıktan sonra, eşzamanlı EEG ve fMRI veri kayıt oturumu yaklaşık üç saat içinde yapılabilir ve veri analizi, düzgün bir şekilde yapılırsa iki ila üç gün içinde gerçekleştirilebilir. Bu prosedürü denerken, kayıt sırasında saat senkronizasyonunuzu ve tetikleyicilerinizi kontrol etmeyi unutmamak önemlidir. Analiz sırasında, ilgilendiğiniz aktiviteyi yakalamak için gerekli parametrelere de dikkat etmelisiniz.

Bu prosedürü takiben, bilişsel görevler sırasında beyindeki altta yatan bağlantı yapısını veya aktivitesini araştırmak için EEG ve fonksiyonel MRI veri analizi gibi ölçümler tüm beyin bağlantı analizi yapılabilir. Bu gelişmeden sonra, bu teknik, fonksiyonel nörogörüntüleme alanındaki araştırmacıların, karmaşık bilişsel işlemede yer alan son derece dinamik beyin aktivitesini keşfetmelerinin ve nörolojik bozukluklarla ilişkili nöral yollardaki ayrıntılı değişiklikleri incelemelerinin yolunu açtı. Bu videoyu izledikten sonra, eşzamanlı EEG ve fMRI kaydının nasıl yapılacağını ve mekansal zamansal fMRI kısıtlı EEG sosyoanalizinin temellerini nasıl gerçekleştireceğinizi iyi anlamış olmalısınız.

Beyin aktivitesini yüksek uzamsal zamansal çözünürlük ve doğrulukla yeniden yapılandırmak için. MRG ortamında katılımcılar ve ekipmanlarla çalışmanın güvenlik endişeleri hakkında sürekli farkındalık gerektirdiğini unutmayın. MRG odasına belirtilmemiş metal nesneler getirilmemeli ve tüm elektrot empedansları 50 coulomb'un altında tutulmalıdır.