अल्जाइमर रोग के साथ मरीजों में घटना से संबंधित क्षमता का उपयोग प्रासंगिक स्मृति के अभिलक्षण की जांच

Published 8/30/2011
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Medicine

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Summary

जबकि अल्जाइमर रोग के साथ रोगियों के एक मान्यता स्मृति कार्य प्रदर्शन के लिए उच्च घनत्व घटना से संबंधित संभावित डेटा एकत्रित करने के लिए पद्धति की समीक्षा है. इस प्रोटोकॉल विषय तैयारी, गुणवत्ता आश्वासन, डाटा अधिग्रहण, और डेटा विश्लेषण शामिल होंगे.

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Hussey, E., Ally, B. Examining the Characteristics of Episodic Memory using Event-related Potentials in Patients with Alzheimer's Disease. J. Vis. Exp. (54), e2715, doi:10.3791/2715 (2011).

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Abstract

हमारी प्रयोगशाला ईईजी घटना से संबंधित क्षमता (ERPs) का उपयोग करता है समझने की और amnestic हल्के संज्ञानात्मक हानि (aMCI) और अल्जाइमर रोग (ई.) के साथ रोगियों में प्रासंगिक स्मृति के व्यवहार की जांच का समर्थन है. जबकि व्यवहार डेटा मरीजों के प्रदर्शन के बारे में हमें सूचित करने के लिए, ERPs कि हमें मस्तिष्क गतिविधि में असतत परिवर्तनों को रिकॉर्ड करने के लिए अनुमति देते हैं. इसके अलावा, ERPs हमें शुरुआत, अवधि, और स्मृति पुनर्प्राप्ति के साथ जुड़े स्वतंत्र संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं की बातचीत में अंतर्दृष्टि दे सकते हैं. रोगी आबादी में, पढ़ाई के इन प्रकार के जांच करने के लिए उपयोग किया जाता है जो स्मृति के पहलुओं को प्रभावित कर रहे हैं और जो एक नियंत्रण आबादी की तुलना में अपेक्षाकृत बरकरार रहेगा. एक कमजोर रोगी जनसंख्या से ईआरपी डाटा एकत्रित जबकि इन प्रतिभागियों को एक मान्यता स्मृति कार्य प्रदर्शन के लिए पद्धति की समीक्षा है. इस प्रोटोकॉल भागीदार तैयारी, गुणवत्ता आश्वासन, डाटा अधिग्रहण, और डेटा विश्लेषण शामिल हैं. बुनियादी सेटअप और अधिग्रहण के अलावा, हम भी स्थानीयकरण तकनीक प्रदर्शित करने के लिए अधिक से अधिक स्थानिक संकल्प और स्रोत स्थानीयकरण उच्च घनत्व (128 चैनल) इलेक्ट्रोड सरणियों का उपयोग प्राप्त होगा.

Protocol

1. ईईजी उपकरण सेट

  1. हमारी प्रयोगशाला "सक्रिय" (एम्स्टर्डम, नीदरलैंड, इलेक्ट्रोड के साथ 128-चैनल BioSemi ActiveTwo ईईजी अधिग्रहण प्रणाली का उपयोग करता है http://www.biosemi.com) और ActiveTwo इलेक्ट्रोड टोपी (व्यवहार मस्तिष्क विज्ञान केंद्र, बर्मिंघम, ब्रिटेन) प्राप्त करने के लिए ईआरपी डेटा.
  2. यकीन है कि बैटरी पूरी तरह चार्ज किया जाता है और एम्पलीफायर को जुड़ी.
  3. सिरिंज, जेल, टेप उपाय, विभिन्न आकार ईईजी टोपियां, शराब swabs, चेहरे इलेक्ट्रोड स्टिकर, और वेल्क्रो पट्टियाँ इलेक्ट्रोड केबल सुरक्षित: सभी के लिए भागीदार पूरा सेट अप के लिए आवश्यक सहित सामग्री इकट्ठा.
  4. पांच चेहरे इलेक्ट्रोड पर स्टिकर रखें.

2. उत्तेजनाओं प्रस्तुति और डाटा अधिग्रहण कंप्यूटर सेट

  1. दोनों उत्तेजनाओं प्रस्तुति कंप्यूटर और डाटा अधिग्रहण कंप्यूटर पर मुड़ें.
  2. हमारी प्रयोगशाला ई - प्रधानमंत्री सॉफ्टवेयर (पिट्सबर्ग, फिलीस्तीनी अथॉरिटी) का उपयोग करता है उत्तेजनाओं के वर्तमान और व्यवहार डेटा प्राप्त.
  3. यकीन है कि प्रयोग उचित ट्रिगर कोड डाटा अधिग्रहण कंप्यूटर के लिए भेज रहा है की जाँच करें.
  4. ऐसा करने के लिए:
    • डाटा अधिग्रहण कंप्यूटर पर खुला डाटा अधिग्रहण सॉफ्टवेयर, मारा शुरू (बचाने के लिए नहीं है): भागीदार कक्ष (कोई इलेक्ट्रोड या केबल के लिए यह करने के लिए plugged किया जा जरूरत है नोट) में एम्पलीफायर पर मुड़ें.
    • उत्तेजनाओं प्रस्तुति कंप्यूटर करने के लिए जाओ, अपने प्रयोग फ़ाइल को खोलने, और चलाने मारा.
    • अब आप उचित ट्रिगर कोड है कि आप अपने प्रयोग डाटा अधिग्रहण सॉफ्टवेयर प्रोग्राम पर दिखा फ़ाइल में क्रमादेशित देखना चाहिए.

3. प्रतिभागी तैयारी

  1. विस्तार से भागीदार और किसी भी सुरक्षा चिंताओं को दूर करने के साथ सभी अध्ययन प्रक्रियाओं. इसके अलावा विश्वास दिलाता हूँ, कि रोगियों को पूरी तरह से उन्हें प्रोटोकॉल रिपोर्ट वापस उनके ही शब्दों में शोधकर्ता द्वारा प्रोटोकॉल को समझने.
  2. मध्यम ऊंचाई हार्ड समर्थित कुर्सी में आराम से बैठा भागीदार.
  3. एक बार भागीदार बैठा है, सुनिश्चित करें कि प्रदर्शन से उसके / उसकी दृष्टि की लाइन प्रयोग (यहाँ हम 48 इंच का उपयोग) के लिए मानक है.
  4. भागीदार सिर की परिधि को मापने के क्रम में निर्धारित करने के लिए जो ईईजी टोपी इस्तेमाल किया जाना चाहिए.
  5. भागीदार के लिए किसी भी गहने या बाल सामान इतनी दूर के रूप में ईईजी टोपी और सटीक रिकॉर्डिंग की उचित फिट सुनिश्चित करने के लिए पूछो. इसके अलावा, अगर प्रतिभागी चश्मा पहनता है, यह सबसे अच्छा है उसे / उसे इस बिंदु पर उन्हें दूर ले चेहरे इलेक्ट्रोड के सभी तक लागू किया गया है.
  6. यह भी महत्वपूर्ण है के लिए प्रत्येक विषय के साथ निम्नलिखित की समीक्षा:
    • किसी भी गम चबाने या कैंडी टकसालों / मोटर आंदोलनों को कम निकालें
    • प्रतिभागियों से पूछो के रूप में शुरू करने से पहले सुविधाओं का उपयोग करने के लिए ईईजी रिकॉर्डिंग में दखल नहीं
    • भागीदार पूछो कोशिश करते हैं और एक न्यूनतम करने के लिए आंदोलनों और आँख झपकाए रखने के लिए, लेकिन ऐसा करने के बारे में पीढ़ी से चिंतित नहीं
  7. प्रत्येक कर्णमूल पर, प्रत्येक मंदिर पर, और बाईं आंख के नीचे सीधे: शराब झाड़ू का प्रयोग, तेल और / या श्रृंगार, जहां चेहरे इलेक्ट्रोड रखा जाएगा भागीदार है त्वचा को साफ.
  8. प्रत्येक चेहरे इलेक्ट्रोड पर जेल आयोजित करने की एक छोटी राशि प्लेस और भागीदार पर स्टीकर जगह से समर्थन हटाने, दबाव की एक छोटी राशि के लिए सुनिश्चित करें कि इलेक्ट्रोड जगह में रहना होगा लागू.
  9. अब भागीदार के सिर पर ईईजी टोपी जगह और उसके / उसकी ठोड़ी के तहत पट्टा जकड़ना. यदि भागीदार चश्मा पहनता है, उसे / उसे पर टोपी पर डालने से पहले इन डाल दिया.
  10. Inion (नाक का पुल) nasion (सिर की पीठ के निचले हिस्से पर फलाव) से अगले उपाय (सेंटीमीटर में). 0.5 (मध्य ढूँढने) द्वारा इस माप गुणा और यह है कि जहां इलेक्ट्रोड A1 वापस सामने से रखा जाना चाहिए. अगले एक दूसरे के लिए कान पर, पूर्व auricular से उपाय (कान पर उपास्थि ऊपर इंडेंट). इस माप के मध्य है जहां इलेक्ट्रोड A1 का पक्ष की ओर से रखा जाना चाहिए.

4. स्रोत स्थानीयकरण और इलेक्ट्रोड नियुक्ति के लिए अंकीयकरण

  1. हमारी प्रयोगशाला Polhemus पैट्रियट digitizer / लोकेटर (Colchester, VT) का उपयोग करता है के लिए प्रत्येक भागीदार के सिर पर इलेक्ट्रोड पदों के तीन आयामी अभ्यावेदन (या सिर मॉडल) प्राप्त कर सकते हैं. इस खोपड़ी के आकार में प्रत्येक भागीदार के लिए परिवर्तनशीलता के लिए नियंत्रण और अधिक सटीक स्रोत स्थानीयकरण के लिए बनाता है. इसके अलावा, इन सिर मॉडल किया जा सकता है संरचनात्मक चुंबकीय अनुनाद छवियों के साथ सह - पंजीकृत करने के लिए एक साथ एमआरआई बेहतर स्थानिक संकल्प और अस्थायी समाधान की बेहतर ERPs टाई.
  2. सबसे पहले, बाएँ कान के पीछे टोपी के तहत अतिरिक्त जगह में रखने के लिए chinstrap के तहत में tucked गर्भनाल के साथ स्थानीयकरण ट्रांसमीटर जगह.
  3. भागीदार के सिर, ट्रांसमीटर से लगभग 6 इंच नीचे एक की स्थिति में एक लकड़ी की कुर्सी के लिए रिसीवर संलग्न.
  4. अंकीयकरण सॉफ्टवेयर खोलें और electr के माप लेने केलेखनी के साथ क़सीदा स्थानों के रूप में सॉफ्टवेयर के द्वारा प्रेरित किया.
  5. उत्पन्न इलेक्ट्रोड एमआर लोकेटर सॉफ्टवेयर का उपयोग पदों के 3D सिर मॉडल और कच्चे ईईजी डेटा के स्थानीयकरण के लिए स्वीकार.
  6. एक बार भागीदार के लिए 3D सिर मॉडल कंप्यूटर प्रदर्शन पर सत्यापित किया गया है, हम ActiveTwo टोपी पर प्रत्येक पूर्व निर्धारित स्थान पर इलेक्ट्रोड जगह के लिए तैयार हैं.
  7. टोपी पर इलेक्ट्रोड कुओं के संचालन और सभी इलेक्ट्रोड में जेल प्लग के साथ भरें. सभी प्रतिभागी पीछे और केबल चेहरे इलेक्ट्रोड को इकट्ठा और उन्हें प्रवर्धक में प्लग.
  8. पुराने एक को तोड़ने के प्रतिभागियों, विशेष रूप से अल्जाइमर रोग के साथ रोगियों, जो अक्सर टूट की आवश्यकता के लिए ध्यान केंद्रित और प्रयोगात्मक कार्य करने के लिए निरंतर ध्यान बनाए रखने के सकता है प्रस्ताव.
  9. ActiView सॉफ्टवेयर को विश्वास दिलाता हूं कि सभी इलेक्ट्रोड विरूपण साक्ष्य और प्रतिरोध स्तरों के लिए स्वतंत्र हैं स्वीकार्य हैं प्रयोग किया जाता है. आखिर इलेक्ट्रोड रखा हैं, और भागीदार प्रयोग शुरू करने के लिए तैयार है, इलेक्ट्रोड के प्रतिरोध स्तर डाटा अधिग्रहण ActiView सॉफ्टवेयर का उपयोग कर कंप्यूटर पर जाँच की जानी चाहिए. ऑफसेट स्तर + / - 25μV के भीतर होना चाहिए.
  10. एक बार सभी प्रतिरोध स्तरों स्वीकार्य हैं, प्रयोग को चलाने के लिए तैयार है.

5. दोनों ईईजी डेटा और प्रयोग के लिए डाटा अधिग्रहण

  1. हमारी प्रयोगशाला BioSemi ActiView सॉफ्टवेयर का उपयोग करता है को देखने और कच्चे ईईजी डेटा प्राप्त.
  2. व्यवहार डेटा प्रस्तुति फ़ाइल लोड. भागीदार संख्या दर्ज करें. प्रयोगात्मक सॉफ्टवेयर भागीदार प्रतिक्रियाएं बचाता है और स्वचालित रूप से किसी डेटा फ़ाइल उत्पन्न एक बार इस भागीदार संख्या के साथ प्रयोग चल रहा है खत्म.
  3. एक जांच का प्रदर्शन करने के लिए सुनिश्चित करें भागीदार प्रदर्शन की निगरानी के केंद्र से 48 इंच बैठा है.
  4. एक बार प्रयोग भरी हुई है, व्यवहार निर्देश और पढ़ा जा चाहिए भागीदार के साथ सत्यापित.
  5. हमारे वर्तमान मान्यता स्मृति डिजाइन में प्रयोग अध्ययन चरण, जहां भागीदार या तो चित्र या शब्दों की एक श्रृंखला के साथ प्रस्तुत किया जाएगा के साथ शुरू होता है.
  6. डाटा अधिग्रहण कंप्यूटर पर कच्चे ईईजी डेटा फ़ाइल की बचत शुरू करो.
  7. उत्तेजना प्रस्तुति कंप्यूटर पर प्रोत्साहन प्रसव प्रारंभ करें.
  8. बटन बॉक्स पर इनपुट प्रतिक्रियाओं के लिए पुराने वयस्कों के साथ एक शोधकर्ता काम लो. इस संज्ञानात्मक हानि के साथ रोगियों के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है.
  9. व्यवहार कार्य के दौरान मॉनिटर भागीदार टूट के लिए आवश्यकता सहित.
  10. एक बार सभी व्यवहार उत्तेजनाओं प्रस्तुत किया गया है, कच्चे ईईजी डेटा सहेजा जाना चाहिए. फिर, व्यवहार डेटा स्वचालित रूप से ई - प्रधानमंत्री सॉफ्टवेयर से बच रहे हैं.
  11. अध्ययन या एन्कोडिंग डेटा सहेजने के बाद, पिछले 9 कदम परीक्षण चरण है, जहां प्रतिभागी फिर से या तो चित्र या शब्दों की एक श्रृंखला के साथ प्रस्तुत किया जाएगा के लिए दोहराया जाएगा. परीक्षण चरण के दौरान, आइटम के आधे अध्ययन और आइटम के चरण आधे से उपन्यास हो जाएगा. प्रतिभागियों को उनके जवाब रिपोर्टिंग शोधकर्ता जोर आइटम के पुराने / नई स्थिति की पहचान करेगा. शोधकर्ता तब बटन बॉक्स पर भागीदार प्रतिक्रिया इनपुट होगा.

6. डेटा पाइपलाइन पोस्ट - प्रसंस्करण

  1. हमारी प्रयोगशाला EMSE सुइट 5.3 का उपयोग करता है
  2. कच्चे डेटा पहले तैयार होना चाहिए और डिजिटल संकेत से शोर और artifact हटाने के विश्लेषण के किसी भी प्रकार से पहले पूरा किया जा सकता है है फ़िल्टर्ड.
  3. पहले, अनंत आवेग प्रतिक्रिया और bandpass फिल्टर के रूप में इस तरह के अस्थायी फिल्टर, लागू किया जाना चाहिए.
  4. अगला, सिर पर कुछ बिंदु के लिए डेटा संदर्भित किया जाना चाहिए. संदर्भ का चयन करें. वर्तमान प्रोटोकॉल में, हम आम औसत संदर्भ का उपयोग करें.
  5. अगला, डेटा spatially फ़िल्टर्ड किया जाना चाहिए और बुरे चैनलों interpolated. डेटा के दृश्य निरीक्षण किया है और उचित फिल्टर जगह में डाल रहे हैं.
  6. अंत में, नेत्र artifact के सुधार के तरीकों eyeblink और आँख आंदोलन artifact के लिए संकेत सही उपयोग होना चाहिए.

7. प्रतिनिधि परिणाम

हमारा काम दिखाया गया है कि जल्दी ललाट प्रभाव / पुराने और नए (हिट> सही rejections), आम तौर पर वैचारिक प्रसंस्करण या स्मारक परिचित के साथ जुड़े, चित्रों के लिए स्वस्थ पुराने वयस्कों की तुलना में हल्के अल्जाइमर रोग के साथ रोगियों में बरकरार रहेगा, लेकिन शब्दों के लिए नहीं (सहयोगी McKeever, Waring, और Budson, 2009). सहयोगी एट अल. (2009) से पता चला है कि पार्श्विका / पुराने और नए प्रभाव, आम तौर पर याद के साथ जुड़े, अपने साथियों की तुलना में दोनों चित्र और शब्दों के लिए रोगियों में बिगड़ा हुआ है. दूसरे शब्दों में, ललाट स्मारक मान्यता के साथ जुड़े प्रक्रियाओं के लिए विज्ञापन और स्वस्थ पुराने वयस्कों के साथ रोगियों के बीच चित्रों के लिए समान हो दिखाई देते हैं. इसके विपरीत में, इन प्रक्रियाओं रोगियों में शब्दों के लिए प्रभावित कर रहे हैं जब हम दो समूहों के बीच मतभेद की जांच करते हैं. पीछे स्मृति प्रक्रियाओं के लिए दोनों चित्रों और शब्दों के लिए समूहों के बीच यह महत्वपूर्ण अंतर स्पष्ट है. यद्यपि वहाँ के रूप में जल्दी ललाट ई के साथ जुड़े संज्ञानात्मक प्रक्रिया के लिए काफी बहस की गई हैffect, हम परिकल्पना है कि हल्के अल्जाइमर रोग के साथ रोगियों को सफलतापूर्वक वैचारिक प्रसंस्करण या स्मारक अपनेपन का उपयोग करने के लिए शब्दों के तुलना में अपने चित्रों के लिए भेदभाव बढ़ा सकते हैं, और इन प्रक्रियाओं की संभावना मजबूत तस्वीर श्रेष्ठता प्रभाव अल्जाइमर रोग के साथ रोगियों में आबाद है.

ललाट ईआरपी शब्दों और चित्रों के सफल पुनर्प्राप्ति के साथ जुड़े गतिविधि बहुत हल्के अल्जाइमर रोग और स्वस्थ पुराने नियंत्रण (चित्रा 1) के साथ रोगियों के लिए प्रदर्शन किया है. इन छवियों को 300 से 500 एमएस समय आम तौर पर वैचारिक प्रसंस्करण या स्मारक परिचित के साथ जुड़े अंतराल के दौरान लिया गया. इसी तरह के चित्रों के लिए ललाट पुराने / नई प्रभाव (लाल pseudocolor), लेकिन समूहों के बीच शब्दों के लिए कम प्रभाव सूचना है. (सियान pseudocolor).

चित्रा 1
चित्रा 1: पुनर्प्राप्ति कार्य के दौरान प्रतिनिधि अल्जाइमर रोगियों और स्वस्थ विषयों में ईआरपी गतिविधि .

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Discussion

ERPs और व्यवहार डेटा अलग और पूरक जानकारी के साथ हमें प्रदान कर सकते हैं. जबकि व्यवहार डेटा मरीजों के प्रदर्शन के बारे में हमें सूचित, ERPs कि हमें मस्तिष्क गतिविधि में असतत परिवर्तनों को रिकॉर्ड करने के लिए अनुमति देते हैं. उनके उत्कृष्ट अस्थायी समाधान के कारण, ERPs अलग और स्मारक प्रक्रियाओं की भूमिका (जैसे, वैचारिक प्रसंस्करण और परिचित, स्मरणशक्ति, के बाद पुनर्प्राप्ति निगरानी प्रक्रियाओं) है कि पहले किया गया है के विशिष्ट पुराने / नई घटकों के साथ जुड़े को समझने में बहुत उपयोगी सिद्ध कर दिया है ईआरपी लहर (जल्दी ललाट, पार्श्विका, देर ललाट, क्रमशः) (सहयोगी एवं Budson, 2007 देखें). संज्ञानात्मक हानि के साथ रोगियों के अध्ययन में, घटना से संबंधित क्षमता (ERPs) मस्तिष्क शरीर क्रिया विज्ञान को समझने में अत्यंत उपयोगी हैं, खासकर जब सार्थक व्यवहार डेटा प्राप्त करने के लिए मुश्किल है (सहयोगी, 2011). हालांकि, वहाँ कई नुकसान का सामना करना पड़ा जब इन आबादी में ईआरपी डेटा की व्याख्या कर रहे हैं. उदाहरण के लिए, अल्जाइमर विकृति की विविधता के कारण, रोगियों से ईआरपी डेटा अक्सर महत्वपूर्ण विषयों के बीच विचरण है. वर्तमान प्रोटोकॉल मायनों में विचरण का कम से कम किया जा सकता है पर प्रकाश डाला गया. इस प्रोटोकॉल से परिणाम को स्मृति हल्के अल्जाइमर रोग के साथ जुड़े नुकसान के संज्ञानात्मक और तंत्रिका आधार को समझने में मदद, और मदद के लिए स्पष्ट जो स्मारक प्रक्रियाओं बिगड़ा कर रहे हैं और जो अपेक्षाकृत हल्के अल्जाइमर रोग में बरकरार हैं. हमारा काम से पता चलता है कि कुछ frontally की मध्यस्थता स्मृति प्रक्रियाओं, शायद वैचारिक प्रसंस्करण या स्मारक परिचित, (सहयोगी एट अल., 2009) रोगियों में चित्रों के लिए बरकरार रहेगा. यह समझ में बारी नई दवा के उपचारों और जल्दी व्यवहार उपायों को विकसित किया जा अनुमति देते हैं और लगे हुए हैं और समय की लंबी अवधि के लिए समुदाय में रहने वाले मरीजों को रखने के सकता है.

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Disclosures

ब्याज की कोई संघर्ष की घोषणा की.

Acknowledgements

इस प्रोटोकॉल K23 अनुदान AG031925 और AG038471 R01 उम्र बढ़ने पर राष्ट्रीय संस्थान द्वारा समर्थित किया गया.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
BioSemi Active Two EEG Acquisition System* Cortech Solutions, Inc.
Polhemus Patriot Digitizer Cortech Solutions, Inc.
E-Prime 2.0 Professional Software Psychology Software Tools, Inc.
* This system includes the amplifier, Active Two EEG caps, syringes, SignaGel (conductive gel), and facial electrode stickers.

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References

  1. Ally, B. A., Budson, A. E. The worth of pictures: Using high density event-related potentials to understand the memorial power of pictures and the dynamics of recognition memory. Neuro Image. 35, 378-395 (2007).
  2. Ally, B. A., McKeever, J. D., Waring, J. D., Budson, A. E. Pictures preserve frontal memorial processes in patients with mild cognitive impairment. Neuro psychologia. 47, 2044-2055 (2009).
  3. Ally, B. A. Using EEG and MEG to understanding brain physiology in dementia. The Handbook of Alzheimer's disease and other dementias. Budson, A. E., Kowall, N. W. Blackwell Publishing. (2011).

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