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Potenciales acontecimiento-relacionados y la tarea de Oddball
 

Potenciales acontecimiento-relacionados y la tarea de Oddball

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Dada la abrumadora cantidad de información sensorial en nuestro entorno, el cerebro debe ser capaz de priorizar el procesamiento de determinados estímulos, por lo que gasta menos esfuerzo en lo que no puede ser actualmente importante y asistir a lo que es.

Todos los días, una persona está expuesta a múltiples imágenes y sonidos, como la gente en la oficina o elementos visuales en una pantalla de ordenador.

La atención que alguien paga a tales estímulos depende, en parte, sus objetivos en un momento dado. Por ejemplo, útil pueden centrarse en su monitor a una presentación. Cuando esto sucede, el cerebro ignora elementos frecuentes y poco importantes, como la tipificación de compañeros de trabajo y en cambio atiende a las diapositivas en la pantalla.

Este es un ejemplo de un proceso denominado atención de arriba hacia abajo, en el cual el cerebro filtra información no relacionada con un objetivo.

En cambio, atención de abajo hacia arriba trata de estímulo único, inesperado, que tienen la capacidad para captar la atención de una persona, a pesar de no están relacionados con un objetivo.

Estos ruidos raros o lugares se llaman estímulos de chiflado, y — debido a su novedad, son priorizadas por el cerebro para su procesamiento, ya que pueden ser importantes. Un ruido en la cocina puede significar que alguien está lastimado, o que pueden ser aperitivos.

En respuesta a acontecimientos sensoriales importantes — el accidente en la cocina, pueden activar las neuronas múltiples en la misma región del cerebro, que promueve la propagación de una señal eléctrica.

Esta respuesta eléctrica se puede medir en el cuero cabelludo con electrodos a través de técnicas de electroencefalograma (EEG), abreviado como EEG, y la medida resultante se llama un potencial relacionado con eventos o ERP.

En este video, vamos a investigar ERP durante un paradigma oddball, en que temas se presentan estímulos visuales únicos y común. Le mostraremos cómo configurar un experimento de EEG, analizar los datos del ERP y explorar cómo los investigadores están aplicando esta técnica para estudiar otros aspectos de la atención.

En este experimento, la actividad cerebral de participantes ver dos tipos de estímulos basados en la forma — línea de base y chiflado — se mide mediante EEG, con el fin de ganar la penetración en cómo el cerebro identifica irrelevantes de la información sensorial importante.

Para prepararse para EEG, investigadores Coloque electrodos — ya insertado en un tapón, en cuero cabelludo de los participantes en localizaciones anatómicas específicas, así que la actividad eléctrica en el cerebro puede grabarse.

Los electrodos adicionales se colocan alrededor de los ojos para medir la actividad muscular, que puede producir artefactos de movimiento de datos de EEG y detrás de las orejas en mastoides lugares que sirven de referencias donde se recopila información no neuronales.

Los participantes se introducen entonces los dos tipos de estímulos que voy viendo. Aquí, imágenes de línea de base consisten en un sola, círculo rojo, mientras que una imagen de oddball se compone de un círculo verde individual.

Participantes se indica que en la búsqueda de formas verdes y dirigidos a presionar un botón cada vez que uno se muestra en pantalla.

Durante la tarea, cada círculo aparece 1 s en un monitor de computadora. Después de que el círculo desaparece, la pantalla permanece en blanco por 1 s y la siguiente imagen se presenta a continuación.

El truco es que los participantes se muestran círculos verdes esporádicamente — y mucho menos a menudo, entre varias imágenes secuenciales del rojo unos. De los 160 estímulos 64 sólo son verdes.

La idea es que estas imágenes "fuera de lugar" objetivo captará tanto atención de abajo hacia arriba — como son raros y la atención de arriba hacia abajo — como la meta de la tarea es indicar Cuándo aparecen estas formas.

Como resultado, el cerebro responderá a estos estímulos potencialmente importantes, relacionadas con el objetivo mediante la producción de señales eléctricas robustas.

Datos de EEG se registran continuamente en todos los 160 ensayos. A continuación, la secuencia se repite y se muestra un segundo conjunto de 160 imágenes, que asegura que se recoge información suficiente para distinguir la verdadera actividad inducida por el chiflado de ruido.

Luego, los datos de EEG son procesados para generar formas de onda de ERP para cada sitio anatómico sobre el cual se coloca un electrodo.

Basado en investigaciones anteriores, los datos más importantes se espera que cerca del Pz electrodo, situado en el centro del cuero cabelludo hacia la parte posterior de la cabeza, sobre la Unión de los lóbulos parietales.

En concreto, uno de los componentes de estos ERPs parietales, llamada P300 — llamado así porque consta de un pico positivo en la forma de onda que se produce aproximadamente 300 ms después de un estímulo sensorial se presenta, se predicen para ser mejorada en respuesta a los círculos de verde raro.

Para comenzar el experimento, saludar a los participantes y asegurarse de que firmen todas las formas apropiadas del consentimiento. También confirman que no han utilizado ningún productos de pelo, como crema batida, que podrían interferir con las grabaciones de EEG.

Antes de continuar, primero remueva el gel conductor de electrodo para liberar cualquier burbuja de aire. Entonces, se usa para llenar una jeringa de 10 ml, que ayudará en la aplicación de esta sustancia a los arreglos de electrodos más adelante en el protocolo.

Una vez que se ha preparado la jeringa, bien cepillo de cabello y cuero cabelludo del participante y limpie la parte superior de su cabeza con una gasa de algodón empapada en alcohol.

Después, esterilizar la piel detrás de las orejas del participante anteriores y debajo del ojo izquierdo y en las posiciones horizontales lejos de ambos ojos de manera similar.

A continuación, ponga una cara de un disco adhesivo dos caras contra un electrodo. En el otro lado, aplique el gel hacia el electrodo expuesto y luego fijarla al área limpiado sobre el ojo izquierdo. Repita este proceso en las restantes posiciones esterilizadas en la cara.

Para determinar el tamaño de la tapa del EEG que se utilizará, mida la distancia desde la parte frontal de la cabeza del participante, directamente entre las cejas, a la proyección de inion del cráneo, situado por debajo de la protuberancia en la parte posterior de la cabeza. Por encima del punto medio ojo, marca 10% de la distancia medida en la frente.

Utilizando la medida del ojo-inion, elegir una tapa que encaja dentro de las gamas estándar de la circunferencia y se coloca para que el electrodo del FPz, más delantero central, uno, se coloca sobre la marca en la frente. A continuación, Conecte cada uno de los electrodos de cara a su respectivo cable de la tapa.

Después de recuperar la jeringa llena de gel, informar a los participantes que se va introducir la punta blunted en cada electrodo. Ahora, levante cada uno y raspar el pelo subyacente, teniendo cuidado de no lesionar la piel.

Luego, proceder a colocar el gel y repita este proceso para los electrodos de cap restantes asegurar que las señales eléctricas en el cuero cabelludo se realizan correctamente.

Luego, tomar al participante a una habitación tranquila con protección acústica y eléctrica y enchufe en la tapa en el sistema de grabación.

Utilizando el programa informático asociado, verifique la impedancia de las conexiones de electrodo-cuero cabelludo. Si la impedancia está por encima de 10 KΩ para cualquier electrodo, que puede generar ruido en trazos de EEG en: verificar que tiene gel conductor y que todo el pelo subyacente se ha movido lejos.

Tenga en cuenta que todos los valores de impedancia ahora deben estar por debajo de 10 KΩ.

En preparación para la tarea conductual, que los participante se sientan para que sean colocados unos 75 cm del monitor y les dan una caja de respuesta para sostener. Destacar que sólo debe presionar el botón de sincronización cuando observan un círculo verde en la pantalla.

Después de que el participante entiende la tarea, iniciar el sistema EEG. Que puedan completar los ensayos del estímulo 64 objetivo entremezclados con los ensayos de control no 96. Tras los 160 ensayos, iniciar la secuencia de repetición.

Una vez todos los datos han sido recogidos, importar los resultados en un programa de análisis para comenzar el procesamiento fuera de línea. En primer lugar, aislar solamente las señales neuronales mediante una referencia a la información a valores promedio de mastoides.

Continuar dividiendo las grabaciones de EEG continuo en épocas — secciones comprendido entre 200 ms antes y 1000 ms después del inicio de cada estímulo, en este caso círculos verdes o rojo.

Proceder a la línea de fondo ajustar estos plazos con las porciones que se producen 200 ms antes de la aparición del estímulo.

Entonces, para corregir para los artefactos de movimiento, eliminar períodos durante los cuales se registró un cambio de señal superior a ±150 mV en cualquiera de los electrodos — no sólo los datos que recoge uno de un sitio anatómico de interés.

Luego, para cada electrodo, promedio el EEG los datos recogidos de los ensayos de imagen de línea de base para producir una forma de onda ERP. Del mismo modo, un promedio de los datos de ensayos de oddball.

Para analizar los datos, mostrar el ERP promedio desde el sitio de grabación Pz para el destino verde y formas de control rojo. Para los componentes P300 parietales, evaluar la amplitud, la altura del componente por encima del valor inicial de 0 μV — y su latencia, cuánto aparece en ms después de que el participante considera que el círculo.

Entonces, latencias y amplitudes de pico, de utilizar pruebas de F para determinar si existe una diferencia entre estímulos iniciales y chiflado.

Observe que para las formas verde raro, el rastro alcanzó aproximadamente 350 ms después del inicio del estímulo, mientras que ningún pico de la P300 se observó cuando los participantes visitaron los círculos rojo blanco de control.

Colectivamente, estos datos sugieren que la actividad en el lóbulo parietal aumenta cuando se presentan estímulos de oddball, reflejando los procesos neuronales que identifican estímulos relevantes a la tarea, salientes.

Ahora que sabes cómo los investigadores utilizan el paradigma oddball visual en el procesamiento de la información sensorial, echemos un vistazo a cómo los científicos están aplicando esta técnica para analizar ERPs en otras áreas.

Aunque nos hemos centrado en ERPs producidos por cerebros sanos, algunos investigadores están usando el paradigma oddball para entender cómo las conmociones cerebrales, lesiones resultando de trauma a la cabeza — afectan procesos cognitivos.

Por ejemplo, existe evidencia que los estudiantes que sufrieron una conmoción cerebral, y que exhiben síntomas tales como mareos o confusión, producen significativamente más picos de P300 cuando ve una imagen rara raro, en comparación con los participantes de control ileso.

Esto sugiere que las conmociones cerebrales negativamente pueden afectar cómo el cerebro responde a y, los procesos de información sensorial potencialmente importante.

Otros investigadores han utilizado una modificación del paradigma oddball: uno que incluyó sonidos inesperados, en vez de imágenes, para comprender mejor las diferencias entre atención top-down y bottom-up.

Mediante el estudio de ERPs producidos por tonos de oddball, los científicos han determinado que, no sólo es el pico de la P300 también mejorado por los sonidos raros, pero que este componente puede consistir en dos subpartes: una porción temprana llamada P3ay un elemento de3b P más adelante.

Curiosamente, estos dos picos se observan en los ERPs de participantes dados el objetivo de identificar estímulos sonidos raros. Sin embargo, sólo P3a se presenta en las formas de onda de los participantes dijo pasivamente a escuchar sonidos y no le da un objetivo identificar los impares.

Así, P3a se piensa para hacer frente a la atención de abajo hacia arriba — y cómo el cerebro responde a los estímulos novedosos, mientras que P3b probablemente refleja más atención, y cómo el cerebro cognitivo clasifica metas.

Usted sólo ha visto video para investigar el procesamiento de estímulos sensoriales, usando el paradigma oddball de Zeus — particularmente en el lóbulo parietal. Por ahora, debe saber cómo diseñar diferentes estímulos, registro EEG, así como generar y analizar sistemas ERP. También debe tener una comprensión de cómo ERPs permiten comprender mejor los procesos cognitivos y permite comprender mejor ciertas lesiones.

¡Gracias por ver!

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