Name: Takviye, Eyetracking ve Fizyolojik İzleme Fonksiyonel Görüntüleme (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2008-11-13T00:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 47 s
Description: Öğrenin, fMRI ile görsel karar verme görevleri sırasında pekiştirme mekanizmalarını ve sinir devrelerini nasıl inceleyeceğinizi. Bu yöntem, davranışsal nöroloji araştırmalarında karar süreçlerini anlamanıza 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

Finansman NIMH, NARSAD ve Gatsby Vakfı tarafından sağlanmaktadır.

Ekipman Ayar Çalışan ve fMRI deneyi ilk adım kurma ve kontrol ekipmanları. Bu adımlar, herhangi bir sırada yapılabilir. Sinyal işleme - tarayıcı, elektriksel ve manyetik korumalı bir oda yer almaktadır. Kontrol odasından tarayıcı odasına giden tüm elektrik sinyalleri MR görüntüsünde bir artifakı yaratabilecek herhangi bir frekansları kaldırmak için bir filtre paneli üzerinden geçmektedir. Airpuff - airpuff cihazı, sabit bir basınç ve bir süre kontrollü bir puf sağlar. Göz yönelik bu caydırıcı ama non-travmatik. Basınç regülatörü (TEFE Pnömatik PicoPump) basınçlı hava, bir hava tankı olabilir, ancak biz ev hava kaynağı. 30 psi basınç ayarlanır. 50 msn puf sunmak için zamanlama ayarlanır. Solenoid valf, bir bilgisayar sinyal tarafından kontrol edilir. Basınç regülatörü çıkış 1/6th inçlik bir plastik tüp (Tygon) aracılığıyla konuya teslim edilir. Tüp çok uzun ya da basınçlı hava tüpü sonuna geldiğinde solenoid açılması ve zaman arasında bir gecikme olacak değil önemlidir. Bu nedenle, basınç regülatörü tarayıcı oda içinde oturur ve kontrol sinyallerini görüntüleme eserler var olduğundan emin olmak için bir filtre paneli üzerinden beslenir. Suyu - meyve suyu dağıtıcı, meyve suyu plastik bir tüp ağız teslim boyutu ve sayısı düşer kontrol eder. Suyu dağıtıcı bir rezervuar, bir bilgisayar kontrollü solenoid valf, ve konuya suyu sağlayan uzun bir tüp oluşur. Tüm elektronik bileşenler tarayıcı oda dışında ve bu nedenle MR sinyali hiçbir eser tanıtmak. Suyu dağıtıcı (Crist Araçlar) rezervuar dolum ve solenoid valf açarak iki kez durulanır. Sonra bu konuda tercih edilen içecek ile doldurulur. Sistemi taramadan önce birkaç damla meyve suyu sonuçları konu teslim olduğunu test bakliyat akışını oluşturmak için bilgisayar neden olan bir program çalıştırarak test edilir. Konu suyu akan olduğunu doğrular. Bite bar - Baş hareketi fMRI görüntü çeşitli eserler oluşturur. Bu deneyde, deneklerin refleksif hareketlere neden airpuffs ve yutma gerektirir suyu alırsınız. Baş hareketi en aza indirmek için, bir bitebar baş stabilize etmek için kullanılır. Bitebar RF kafa bobin takılır. Her konu, termoplastik malzemeden yapılmış özel bir monte ağızlık vardır. Pulse Oksimetre - FMRI önlemler kan oksijenlenme (BOLD). Nöronal aktivitenin beyindeki kan oksijenlenme etkilenen olabilir, ama aynı zamanda kalp atışı etkilenebilir. Oksijenlenme, kalp döngüsü ile ilgili değişiklikleri ölçmek için, bir kızılötesi sensör kullanarak parmak ucundan kan oksijenlenme ölçmek için bir nabız oksimetre kullanın. Pulse oksimetre MR uyumlu ve çıkış sinyal, sayısallaştırılmış ve bilgisayarınızda depolanan kontrol odası için bir filtre paneli üzerinden beslenir. Solunum gaz monitör - Kan oksijenasyonu da solunum yoluyla etkilenebilir. Biz, süresi dolmuş CO2 seviyeleri ölçen bir solunum gazı monitör ile solunum ölçümü. RGM MR uyumlu ve çıkış sinyal, sayısallaştırılmış ve bilgisayarınızda depolanan kontrol odası için bir filtre paneli üzerinden beslenir. Görsel uyarılması - tarayıcının bir ucunda bulunan bir geri projeksiyon paneli konu baş konuma yakın taşıyordu. Kafa bobin üstüne monte edilmiş bir ayna aracılığıyla Konular arka projeksiyon ekranı için sabırsızlanıyoruz. Görüntüler tarayıcı odası dışında bulunan bir LCD projektör arka projeksiyon ekranına yansıtılıyor. Projektör ışık demeti RF korumalı bir hortum vasıtasıyla tarayıcı oda içinde yönetti. Göz izleme - bu konuda çeşitli nedenlerden dolayı nerede olduğunu bilmek için çok önemlidir. Göz hareketleri, beynin görsel yanıtları etkiler retina, görsel uyaranlara konumunu etkilemez. Göz hareketleri de, bu konuda davranışsal bir tepki göstermek zorunda bir araç olarak kullanılabilir. Biz gözlerini izlemek için &quot;infrared video oculography&quot; denilen bir yöntem kullanırlar. Bu yöntemde, bir kızılötesi kamera öğrenci izlemek için kullanılır. Kızılötesi verici ve kamera özel olarak tasarlanmış bir çift gözlük içine inşa edilmiştir. Bu görsel uyarı veren aynı gözlük. Gözlük elde edilen veriler, yatay ve dikey göz konumu için analog sinyaller göz görüntülerini dönüştüren özel bir bilgisayar tarafından işlenir. Konu Hazırlığı Dokümantasyon ve Onay &amp; ndashTaramadan önce, güvenlik ve onayı ile ilgili her konu çeşitli formları doldurmanız gerekir. Deneysel Planı Sayfası - planı sayfalık deneysel protokol ve darbe dizileri ve çalıştırılır sırayla belirtir. Fiziksel Hazırlık - bu konuda taranacak hazır olduğunda, yaptıkları ilk şeylerden biri kulak konur gürültülü ve yüksek frekans tarayıcı gürültü işitme korumak için takılır. Ayrıca tarayıcı konular ile her iki iletişim kurmak için MR-uyumlu kulaklık koymak ve tarama oturumu sırasında talimatları ve geri besleme sunmak için. Konu, suyu teslimat ve solunum gaz izleme için 1 / 16 th inç hatları, ağızlık, koyar . Söz konusu koyar ve görsel uyarı ve göz hareketleri izleme için kullanılan MR uyumlu gözlük ayarlayabilirsiniz. Konu tarayıcı yatakta yatıyor ve RF bobini kendi başının üzerinde konumlandırılmış. RF bobini baş hareketi önlemek için ağızlık (bitebar) eklenir. Airpuff boru (1 / 6 inç Tygon) esnek borular (loc-line) kullanarak bir göz yakın konumlandırılmış. Pulse-oksimetre bir parmak parmak klip bağlı ve bant ile sabitlenir. Tarama Yordamı Darbe dizileri: Yapısal: Biz deneklerin beyin morfolojisi net bir tanımı vermek T1 ağırlıklı görüntülerde (yapısal) kullanın. Söz konusu pasif yatıyor ve yaklaşık 10 dakika süren bu aşamada, boyunca mümkün olduğunca hareketsiz kalır. Fonksiyonel: nöral aktivite ile ilişkili kan oksijenlenme değişiklikleri göstermek için T2 ağırlıklı EPI dizileri (fonksiyonel görüntüler) kullanın. Bu konunun suyu, airpuff ve işitsel uyaranlara maruz kaldığı bu aşamasında. Bağlantı: Biz beyin bölgeleri arasındaki yapısal bağlantı belirlemek için difüzyon ağırlıklı görüntülerde (DAG) kullanılır. Konu sadece bu aşamasında hareketsiz yatıyor.

takviye, eyetracking ve fizyolojik İzleme fonksiyonel görüntüleme

Functional Imaging with Reinforcement, Eyetracking, and Physiological Monitoring

Biz karar verme altında yatan nöral devrelerin çalışma işlevsel beyin görüntüleme (fMRI) kullanarak. Sonuçlarının karar alma süreçleri nasıl etkilediğini anlamak için, basit algısal görevleri iştahlı ve caydırıcı takviye ile birleştirilir. Ancak, suyu ve airpuffs reinforcers fMRI için sorunlar oluşturabilir. Güçlendiricidir teslim fMRI sinyal eserler oluşturur baş hareketi neden olabilir. Takviye da otonom yollar aracılığı ile kalp hızı ve solunum değişikliklere yol açabilir. Kalp hızı ve solunum değişiklikler doğrudan beyin fMRI (BOLD) sinyal etkileyebilir ve sinirsel aktivite nedeniyle sinyal değişiklikleri ile eleştirilmiştir olabilir. Bu sunumda, baş stabilize için, kontrollü bir şekilde reinforcers yönetmek için yöntemleri göstermek ve nabız ve solunum ölçmek için.

Bu sunum, karar verme altında yatan nöral devrelerin çalışması için fMRI kullanımını gösterir. Basit algısal görevleri sonuçlarının karar alma süreçleri nasıl etkilediğini araştırmak için iştahlı ve caydırıcı takviye ile birleştirilir.

Takviye, Eyetracking ve Fizyolojik İzleme Fonksiyonel Görüntüleme

Karar verme mekanizmalarının temelini oluşturan nöral devreleri incelemek için fonksiyonel beyin görüntüleme (fMRI) kullanıyoruz. Sonuçların karar süreçlerini nasıl etkilediğini anlamak için...

Bu eğitim, fonksiyonel beyin görüntüleme veya fMRI kullanarak pekiştirme mekanizmasını inceleyen bir yöntemi göstermektedir. Bu protokolde denekler, tarayıcıyla uyumlu gözlükler aracılığıyla ödüllendirici bir meyve suyu, itici bir hava püskürtmesi veya nötr bir işitsel ton ile pekiştirilen bir görsel karar verme görevi gerçekleştirirken fonksiyonel görüntülemeye tabi tutulurlar. Denekler, bir dizi noktanın hızlı mı yoksa yavaş mı hareket ettiğine karar vermelidir.Göz hareketleri ile solunum ve kalp atış hızı gibi fizyolojik tepkiler de izlenmektedir. Merhaba, ben Columbia Üniversitesi Nörobilim Bölümü'ndeki Vince Ferrera ve Joy Hirsch Laboratuvarı'ndan Jack Grin Band; ben de yine Columbia Üniversitesi'ndeki aynı laboratuvardan Franco Past.Bugün size davranışsal pekiştirme, fizyolojik izleme ve göz takibi ile gerçekleştirilen fonksiyonel görüntüleme prosedürünü göstereceğiz. Laboratuvarımızda bu prosedürü, pozitif ve negatif pekiştirme ile karar verme süreçlerini incelemek için kullanıyoruz. Hadi başlayalım.Bir FMR deneyi yürütmenin ilk adımları, ekipmanın kurulmasını ve kontrol edilmesini içerir. Deneylerimiz sırasında bu adımlar herhangi bir sırayla gerçekleştirilebilir; denekler, doğru davranışsal yanıtlar verdikleri için ödüllendirilir. Ödüllendirici uyaran, deneğin ağzına iletilen sıvı miktarını kontrol eden bir meyve suyu dağıtıcısı aracılığıyla verilen, deneğin en sevdiği içecektir.Meyve suyu dağıtıcısı bir rezervuar, bilgisayar kontrollü bir solenoid valf ve meyve suyunu deneklere ileten uzun bir tüpten oluşur. Bu dağıtıcının tüm elektronik bileşenleri, MR sinyalinde herhangi bir artefakt oluşturmamaları için tarayıcı odasının dışında tutulur. Meyve suyu dağıtıcısı durulanır ve deneğin tercih ettiği içecekle doldurulur.Tarama işleminden önce, sistemin düzgün çalıştığından emin olmak için test edilir. Denekler, yanlış yanıtlarda göze uygulanan 50 milisaniyelik bir hava püskürtmesi ile cezalandırılır. Bir basınç regülatörü, deneğin itici ancak travmatik olmayan şeklinde değerlendireceği kontrollü bir hava püskürtmesi sağlar.Basınç regülatörü başlangıçta 30 PSI değerine ayarlanır ve bir hava tankı veya bina hava hattı olabilen bir sıkıştırılmış hava kaynağına bağlanır. Solenoid valf, bir bilgisayar sinyali ile kontrol edilir. Hava, yaklaşık sekiz feet'ten daha kısa tutulan 1/16 inçlik bir tigon tüp aracılığıyla deneye tabi tutulan deneğe iletilir.Valfin açıldığı an ile sıkıştırılmış havanın deneye katılan kişiye ulaştığı an arasında bir gecikme yaşanmaması için basınç regülatörü tarayıcı odasının içine yerleştirilmiştir; çünkü hava püskürtmelerine verilen tepki veya yutkunma sırasındaki baş hareketi gibi herhangi bir hareket, fMRI görüntüsünde artefaktlara neden olabilir. Baş hareketlerini en aza indirmek için bir ısırma çubuğu kullanılır. RF baş bobinine sabitlenen ısırma çubuğu, termoplastik malzemeden yapılmış özel uyumlu bir ağızlık içerir; meyve suyu iletimi ve solunum gazı izleme için kullanılan tüpler bu ağızlığa entegre edilmiştir.Denek, üst dişleri ile ağızlık arasında basitçe iyi bir temas sağlamalıdır. Ağızlığı sertçe ısırmamaları konusunda onları uyarmak önemlidir. Bu durum, çene kaslarının yorulmasına neden olur; beyindeki kan oksijenasyonundaki artışın nöronal aktiviteden değil, başka nedenlerden kaynaklanabileceği için, veri analizi sırasında oluşabilecek bu tür artefaktları daha sonra giderebilmek amacıyla deney boyunca kalp atış hızı izlenir.Kardiyak döngüyle ilişkili oksijenasyon değişimlerini ölçmek için, kızılötesi bir sensör kullanarak parmak ucundaki kan oksijenasyonunu ölçen bir puls oksimetre kullanıyoruz. Puls oksimetre MR uyumludur ve çıkış sinyali, dijitalleştirilip bilgisayara kaydedildiği kontrol odasına bir filtre paneli aracılığıyla iletilir. Ayrıca, ekshale edilen karbondioksit seviyelerini ölçen bir solunum gazı monitörü veya RGM ile solunumu da ölçüyoruz.Solunum kan oksijenasyonunu etkilediğinden, RGM MR uyumludur ve çıktı sinyalleri, burada dijitalleştirilip bilgisayara kaydedildikleri kontrol odasına gönderilir. Görsel stimülasyon, her iki gözü bağımsız olarak stimüle eden, tarayıcıyla uyumlu bir gözlük çifti tarafından sağlanır. Gözlükler, deneklerin nereye baktığını belirlemek amacıyla göz hareketlerini ölçen minyatür bir kızılötesi kamera içerir; göz hareketlerini kızılötesi video O ikonografisi kullanarak takip ederiz.Göz hareketleri, görsel uyaranların retina üzerindeki konumunu etkiler, bu da beyindeki görsel yanıtları etkiler. Göz hareketleri ayrıca denek tarafından görsel işitsel yanıtları belirtmek için de kullanılabilir. Bu yöntemde, pupilla hareketlerini takip etmek için kızılötesi bir kamera kullanılır.Kızılötesi yayıcı ve kamera, özel olarak tasarlanmış bir gözlük çiftine entegre edilmiştir. Bunlar, görsel stimülasyon sağlayan gözlüklerle aynıdır. Gözlüklerden gelen veriler, göz görüntülerinin yatay ve dikey göz pozisyonu için analog sinyallere dönüştürülmesini sağlayan özel bir bilgisayar tarafından işlenir.Tarayıcı, elektriksel ve manyetik olarak izole edilmiş bir oda içerisinde yer almaktadır. Kontrol odasından tarama odasına giden tüm elektrik sinyalleri, MR görüntüsünde artefakt oluşturabilecek tüm frekansları temizleyen bir filtre panelinden geçer. Tarama işleminden önce, her denek bir güvenlik ve onam sürecinden geçmelidir.Çalışma açıklanır, tüm riskler tartışılır ve denek onamını verir. Bu süreç, denekleri zorlamadan korumak ve hem gizliliklerini hem de sağlıklarını güvence altına almak için tasarlanmıştır. Deneğin vücudunun içinde veya dışında herhangi bir metal bulunup bulunmadığına dair tarama yapılır.Deney öncesinde, deneklerin sıvı alımları altı saat boyunca gönüllü olarak kısıtlanarak susatılmışlardır. Bu sayede, deney sırasında verilen meyve suyu oldukça ödüllendirici hale gelir. Tarama işlemi için hazır olduğunda, denek kulaklarını tarayıcı gürültüsünden korumak için kulak tıkacı takmalıdır.Denek, araştırmacılarla iletişim kurmak ve talimatları duymak için ayrıca MR uyumlu kulaklıklar takmalıdır. Tarama oturumu sırasında, deneğin beyninin morfolojisinin net bir tanımını veren T1 ağırlıklı yapısal görüntüler kullanıyoruz. Denek pasif bir şekilde yatar ve mümkün olduğunca hareketsiz kalır.Yaklaşık 10 dakika süren bu aşamada, nöral aktivite ile ilişkili olan kan oksijenasyonu değişikliklerini göstermek için iki T2 ağırlıklı fonksiyonel sekans kullanıyoruz. Denek, görsel uyaranlarla gerçekleştirilen bir algısal karar verme görevini bu aşamada yerine getirir. Denek, hareket eden nokta desenlerini izler ve bunların hareket yönü veya hızı hakkında algısal bir değerlendirme yapar.Denek, düğmelere basarak yanıtını belirtir. Bu yanıtlar, doğru cevaplar için meyve suyu ve yanlış cevaplar için hava püskürtmeleri ile pekiştirilir. Yanıtın yanlış olması durumunda, ikincil pekiştireçler olarak işitsel uyaranlar kullanılır.Bu aşama boyunca göz hareketleri sürekli olarak izlenir. Her bir deneysel çalışma 11 dakika sürer ve bir tarama oturumunda dört çalışma gerçekleştirilir. Beyin bölgeleri arasındaki yapısal bağlantısallığı belirlemek için difüzyon ağırlıklı görüntüler, DWI kullanıyoruz.Bu aşama boyunca denek yaklaşık 12 dakika boyunca hareketsiz yatar. Size davranışsal pekiştirme, fizyolojik izleme ve göz takibi içeren bir fonksiyonel görüntüleme deneyini göstermiş olduk.Bu prosedürün, itici ve çekici pekiştirmelerle karar verme süreçlerini incelemek için nasıl kullanılacağını göstermiş olduk. Hepsi bu kadar. İzlediğiniz için teşekkürler, deneylerinizde başarılar dileriz.

functional-imaging-with-reinforcement-eyetracking-physiological

Research

JoVE Journal

Biology

Biyoloji

Göz hareket izleme (ya da göz izleme), uzayda gözleri dinlenmeye nerede ortaya koyuyor, ne zaman ve ne kadar süreyle. Burada, biz, sözlü veya başka bir açık raporlar gerektirmeden, birden fazla katılımcı popülasyonları bellek bütünlüğünü göz izleme araştırmak için nasıl kullanılabileceğini göstermektedir.

Bellek Eye Movement Kontrolü

Bilgisayar oyunu tabanlı bilişsel görevler sırasında EEG ve bakışları yüksek yoğunluklu veri kaydı için prosedürler açıklanmıştır. Bilişsel görevleri sunmak için bir video oyunu kullanarak deney kontrolden ödün vermeden ekolojik geçerliliği artırır.

Birleştiren Bilgisayar Oyun-Tabanlı Yüksek Yoğunlukta EEG ve Kızılötesi Gaze Takip Davranışsal deneyler

Video, eşzamanlı göz izleme ve tek nöron kayıtları aracılığıyla hedef seçici nöronları tanımlamak için bir tahlil göstermektedir. Bir insan katılımcı, bir ekrandaki bir dizi nesne arasından bir hedef nesneyi tanımlamakla görevlendirilir ve göz hareketi izlenir. Eşzamanlı olarak, tek nöronların ateşleme hızı, beyne implante edilen elektrotlar aracılığıyla kaydedilir. Her iki kayıttan elde edilen veriler, hedef seçici nöronların varlığını değerlendirmek için ilişkilendirilir.

Hedef seçici nöronları tanımlamak için eş zamanlı göz takibi ve tek nöron kaydı

Dik motor görevler sırasında beyin aktivitesini izlemek, hareket bozukluklarının nöral kaynağını araştırırken çok değerlidir. Burada, 4 tip motor görev sırasında kas ve kinematik aktivitenin sürekli izlenmesi ile fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopiyi birleştiren bir protokol gösteriyoruz.

Motorlu Görevler sırasında Eşzamanlı Kinematik ve EMG İzleme ile Duyusal ve Motor Beyin Bölgeleri Fonksiyonel Yakın Kızılötesi Spektroskopisi

Görüntüleme yöntemi, Imaging kronolojik zamanmekansal fMRI kýsýtlanmýþ EEG kaynağı olarak bilinen yöntemi bir EEG-fMRI multimodal burada açıklanmıştır. Koşullu olarak aktif fMRI alt haritalar veya sabıkası EEG kaynak yerelleştirme kayma özgüllük geliştirir ve hatalı sonuçlar sınırlar bir şekilde gösterecek, sunulan yöntemi kullanır.

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

Biz algılama, toplama ve analizi, eyeblink gore medya içerik izlerken mevcut.

Görsel algı ortam içeriği analiz etmek için elektroansefalografi ölçümleri ve yüksek kaliteli Video kaydı kullanma

Biz insanlarda eşzamanlı göz izleme ile tek nöron kayıtları yürütmek için bir yöntem açıklanmaktadır. Biz bu yöntemin yardımcı programı göstermek ve görsel bir arama hedefleri kodlamak insan medial temporal lob nöronlar elde etmek için bu yaklaşımı nasıl kullanıldığını göstermek.

Insan Epilepsi hastalarında eşzamanlı göz Izleme ve tek nöron kayıtları

Bu protokol, eşzamanlı EEG ve fNIRS kayıtlarının nasıl gerçekleştirildirilebildiğini ve EEG ile fNIRS verileri arasındaki ilişkinin nasıl denetleniyi açıklamaktadır.

Flanker Görevi ile Eşzamanlı Elektroensefalografi ve Fonksiyonel Yakın Kızılötesi Spektroskopi Kayıtlarının Yapılması

Standart kağıt tabanlı bilişsel testler sırasında görsel davranış ve beyin aktivitesinin eşzamanlı kaydedilmesi için MRI uyumlu tablet ve göz izleme teknolojisi ile fonksiyonel MRI ile birlikte bu tür testlerin kullanımını iyileştirmek için bir protokol. Ön sonuçlar, genç sağlıklı bir yetişkinin Trail-Making testi yapmasından sunulur.

Bilgisayarlı Dokunmatik Hassas Tablet, Göz İzleme ve Fonksiyonel Manyetik Rezonans Görüntüleme Kullanılarak Biliş Testlerinin Değerlendirilmesi

Zaman atlamalı Mikroskopi Sökme Aktin İzlenmesi

Öğrenin, fMRI ile görsel karar verme görevleri sırasında pekiştirme mekanizmalarını ve sinir devrelerini nasıl inceleyeceğinizi. Bu yöntem, davranışsal nöroloji araştırmalarında karar süreçlerini anlamanıza yardımcı olur.

Takviye, Eyetracking ve Fizyolojik İzleme Fonksiyonel Görüntüleme

Daha fazla video keşfet