A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 2 minutes.
The JoVE video player is compatible with HTML5 and Adobe Flash. Older browsers that do not support HTML5 and the H.264 video codec will still use a Flash-based video player. We recommend downloading the newest version of Flash here, but we support all versions 10 and above.
If that doesn't help, please let us know.
Udførelse af samtidig elektroencefalografi og funktionelle nær-infrarøde spektroskopi optagelser med en Flanker opgave
Chapters
Summary May 24th, 2020
Please note that all translations are automatically generated.
Click here for the English version.
Denne protokol beskriver, hvordan man udfører samtidige EEG- og fNIRS-optagelser, og hvordan man inspicerer forholdet mellem EEG- og fNIRS-dataene.
Transcript
Formålet med denne undersøgelse var at udvikle en arbejdsprotokol til at afsløre neuro aktivering mønster, understrege flanker opgave ved hjælp af smeltet EEG og fNIRS neuro imaging teknik. De samtidige fNIRS EEG-optagelser giver mulighed for inspektion af forholdet mellem den præfrontale cortex og forskellige hændelser relateret til de potentielle komponenter i hele hjernen. fNIRS i hjernebarken, som temmelig vigtig lov i studiet af kognitiv behandling.
Vi ved, at fNIRS er for det meste bruges til inspektion af neurovaskulær aktivitet i frontallappen. er relateret til høje hjerne kognitive funktioner. Den hæmodynamiske reaktion, som fNIRS har mødt, kan dog kun aflæse aktiviteterne med lav tidsopløsning, men EEG kan tilbyde midlertidig find og direkte måling af neuroaktiviteter.
Kombinationen af EEG og fNIRS optagelser er i stand til at identificere flere funktioner og afsløre mere information relaterer med hjernens funktioner. I denne undersøgelse bruger du EEG fNIRS-teknikkerne til samtidige optagelser af ERP-komponenter og hæmodynamisk respons med en flankeropgave. Det er rationelt at antage, at ERP-komponenter, der er forbundet med flanker-opgaven, kan udvise betydelig sammenhæng med den hæmodynamiske reaktion.
For at binde denne antagelse, fNIRS oprettet og EEG maskinen blev integreret sammen for at afsløre den komplekse neuro kognition metisme svarende til begivenheden med flanker opgave. Forud for eksperimenttesten underskrev alle deltagere dokumenter om informeret samtykke. Undersøgelsen blev godkendt af den etiske komité ved Universitetet i Macau.
Nummer et, hardware og software indstilling for samtidige EEG og fNIRS optagelser. Konstruere en mulig hovedhætte til samtidige EEG- og fNIRS-optagelser. Vælg den rigtige hættestørrelse i henhold til deltagernes hovedomkreds.
I denne undersøgelse, en mellemstor hætte bruges, da det er egnet til de fleste unge eller voksne deltagere. Tegn layoutet i henhold til eksperimentdesignet i litteraturen. Grave 22 huller inde i EEG hætte til at holde fNIRS optodes i overensstemmelse med en specifikt ud frontal cortex.
Placer 21 eller 71 EEG elektroder langs overfladen af EEG hætten i henhold til 10-20 internationale system og montere riste til optodes. Indstil afstanden mellem hvert kildedetektorpar til tre centimeter, og fastgør derefter optokerne. I hver de blå optodes er detektorer, mens de røde er laser kilder.
Indstilling af EEG- og fNIRS-porten i softwaren. Sæt den parallelle port, eksempel H378 i denne undersøgelse for EEG-systemet. Sæt de serielle porte, eksempel 600 i denne undersøgelse for fNIRS-systemet.
Porttype og -nummer skal ændres med hensyn til forskellige EEG- og fNIRS-opsætninger. Kontakt producenten for at få flere oplysninger. Forberedelse før eksperimentet.
Varm op fNIRS systemet med lasere. Tænd den i 30 minutter. Angiv alle nødvendige driftsmodtagere til fNIRS-målesystemet.
Skal opsætningen, herunder EEG- og FNIRS-målesystemerne til deltageren. Mål og marker CZ-punktet i henhold til det internationale 10-20-system. Cz' elektrodeposition identificeres ved halvdelen af afstanden mellem afstanden mellem venstre og højre interorbitale fordybninger.
Placer den forreste del af hætten langs deltagernes pande først og træk derefter ned ad hættens bagside mod halsen. Validering af positionerne. Bemærk, at det på det kraftigste anbefales, at EEG-elektroder først sættes og efterfølgende de nærmeste optoder.
Hvis EEG ledende gel dækker hullerne til placering af nærmeste optodes det skal være ren for at forhindre kontaminering af optodes. Forberedelse til EEG-optagelserne. Fyld ledende gel ved at indsætte en stump nål gennem hullerne i EEG elektrode rist.
Placer alle elektroder i EEG elektroderne nettet i henhold til niveauerne. Åbn EEG-softwaren, og undersøg elektrodernes signalkvalitet. Juster elektroderne ved at genopfylde ledende gel, hvis signalkvaliteten ikke kunne opfylde kravene.
Forberedelse til fNIRS optagelser. Forsigtighed må ikke udsætte deltagernes øjne for kildens laserstråle direkte. Anvend de optiske fibre langs holderarmene, der er fastgjort til fNIRS-målesystemet og ekstra holder.
Sørg for, at fibrene er pæne og ryddelige. Sæt den optiske kilde og detektorer ind i hullerne i henhold til layoutet. Test signalkvaliteten.
Hvis en kanal ikke har et signal-støj-forhold på højt niveau. Eksempel, hvis kanalen er markeret med gult forsigtigt swap deltager hår omkring de optiske sonder for at sikre, at der ikke eksisterer noget mellem den optiske sonde og kraniet. Hvis trin 2.8.3 ikke kan forbedre signalkvaliteten, skrues signalintensiteten op.
Hvis der er for meget signal. Eksempel, hvis kanalen er markeret med rødt, skal du skrue ned for signalintensiteten. Kør eksperimentet.
Start eksperimentet, når signalerne er stabile med fremragende signal til støjforhold, og deltagerne er fortrolige med eksperimentinstruktionerne. Efter eksperimentet skal du gemme og eksportere dataene fra EEG fNIRS. Fjern EEG elektroder og fNIRS optiske sonder omhyggeligt.
Måling af tredimensionelle, 3D MNI-koordinater for fNIRS-optodes med 3D-digitaliseringsenhed. Lad deltagerne sidde i en stol og bære brillerne med en sensor. Åbn digitizer-softwaren på computeren.
Sørg for, at 3D-digitaliseringssystemet er i forbindelse med computeren via en passende kommunikation. Indlæs layoutet af optodes, der er angivet i filen. Flyt 3D-digitizer-typografierne giver nøglepositionerne.
NZ, LZ, venstre øre, højre øre, CZ langs skærmen og tryk på knappen på pennen. Lokalisere optisk kilde og detektorer. Eksportér 3D-koordinatfilen.
Dataanalyse. fNIRS-dataanalyse. Betyr 3D MNI-koordinatfilen ved hjælp af registreringsindstillingen i fNIRS SPM med MetLife 2019.
Vælg enkeltstående speciel registrering med 3D-digitalisering. Vælg den tidligere, gem det andre og oprindelse tekstfil. Registrering. Pre-process fNIRS signaler med Homer2 software i henhold til følgende trin.
Anvendelsen af den ændrede korrektion af bevægelsesartefakt. Derefter videregive filtrering 0,015 hertz til 0,2 hertz. Normaliser en mere dynamisk signalforlydne ved at dividere gennemsnitsværdierne.
Generér fNIRS-dataene for hver kanal, der baserer sig på en 3D-digitaliseret information. Vælg de kanaler, der har en registreringssandsynlighed på 100 % eller mere i SFC i henhold til regressionsberegningen af fNIRS SPM til yderligere analyse. Eksporter topværdierne for HbO.
EEG databehandling. Indlæs den rå EEG-datamappe i EEG-laboratoriet ved hjælp af plugins. Vælg BOC-plugin'en til BDF-filen i denne undersøgelse.
Bemærk, skal du vælge egnet plugin i henhold til EEG datafilformat. Angiv kanalplaceringsoplysningerne for EEG lab. Indlæs den tilsvarende placeringsfil på hætten.
Vi henviser i elektroder i ERP lab, som er et plugin af EEG lab. Vælg kanalerne, placer den i masselageret som elektroder, der refereres til. Udpak EEG-data baseret på hændelses- og placeringsfilerne i ERP-laboratoriet.
Filtrer EEG-datasegmentet i ERP-laboratoriet ved hjælp af IIR-filteret. Ved at filtrere de lave frekvenser med en cutoff på 30 Hertz og ved at filtrere de høje frekvenser med en kurve på 0,1 Hertz. Fjern okulære EEG artefakter i Bendon komponent analyse i EEG lab.
Afvis EEG-datasegmentet med amplitudeværdier, der overstiger intervallet fra positiv 100 til den negative 100 mikrovolt på en hvilken som helst kanal i ERP-laboratoriet. EEG-datasegmentet i ERP-laboratoriet. Bemærk, at disse er den almindeligt anvendte dataanalysemetode og softwaren til forbehandling af EEG- og fNIRS-data.
Der er mange behandling software og metoder til rådighed. Korrelationsberegning. Generer forholdet mellem fNIRS- og EEG-optagelser med Pearson-korrelationsanalyse.
repræsentative resultater. fNIRS headset placering og kanaler konfiguration. Det digitaliserede optodes layout omdannes til MNI-koordinatsystemet og overlappes langs hjernebarken.
HbO-signal for alle kanaler, der er tilknyttet flankeropgaven. De lyserøde kurver betegner kongruent tilstand, mens de grønne angiver kongruent tilstand. ERP-signal til FZ- og FCZ-elektroder.
De sorte kurver definerer den uoverensstemmende tilstand, mens de røde angiver den kongruente tilstand. Korrelation mellem ERP N200- og FNIRS-signalet langs SFC for den uovertrede tilstand. Sammenfattende kombinere EEG og fNIRS neuro imaging blev udført for at kortlægge hjernen aktivering involveret flankeret ved at registrere neuro signaler af hele hjernen og hæmodynamisk respons af den præfrontale cortex.
Vi har med succes erhvervet EEG og fNIRS data med en flanker opgave. Vores fund viste, at fNIRS hæmodynamisk respons og ERP N200 komponenter er væsentligt korreleret, som udviser forskellige perspektiv af kognitiv mekanisme forbundet med flanker opgave. Vores multimodale neuro billeddannelse resultater understøtter en væsentlig rolle kombineret EEG og fNIRS teknik i at bidrage til hjernen, som baner en ny vej til at forbedre forståelsen af neuro mekanisme af forskellige kognitive behandling.
Related Videos
You might already have access to this content!
Please enter your Institution or Company email below to check.
has access to
Please create a free JoVE account to get access
Login to access JoVE
Please login to your JoVE account to get access
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Please enter your email address so we may send you a link to reset your password.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Your JoVE Unlimited Free Trial
Fill the form to request your free trial.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Thank You!
A JoVE representative will be in touch with you shortly.
Thank You!
You have already requested a trial and a JoVE representative will be in touch with you shortly. If you need immediate assistance, please email us at subscriptions@jove.com.
Thank You!
Please enjoy a free 2-hour trial. In order to begin, please login.
Thank You!
You have unlocked a 2-hour free trial now. All JoVE videos and articles can be accessed for free.
To get started, a verification email has been sent to email@institution.com. Please follow the link in the email to activate your free trial account. If you do not see the message in your inbox, please check your "Spam" folder.
