Рассматривая характеристики Эпизодическая память с помощью связанных с событиями потенциалов у пациентов с болезнью Альцгеймера

Published 8/30/2011
0 Comments
  CITE THIS  SHARE 
Medicine

Your institution must subscribe to JoVE's Medicine section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





By clicking "Submit", you agree to our policies.

 

Summary

Методология сбора с высокой плотностью связанных с событиями потенциал данных в то время как у пациентов с болезнью Альцгеймера выполнять задачи распознавания памяти пересматривается. Этот протокол будет включать в себя тему подготовки, обеспечения качества, сбора данных и анализа данных.

Cite this Article

Copy Citation

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).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Наша лаборатория использует связанных с событием ЭЭГ-потенциалов (ССП), чтобы понять и поддержать поведенческие исследования эпизодической памяти у пациентов с мягкой амнестического когнитивными нарушениями (aMCI) и болезнью Альцгеймера (БА). В то время как данные о поведении сообщить нам о производительности пациентов, ФКЗ позволит нам записывать отдельные изменения в мозговой деятельности. Кроме того, ССП может дать нам понимание начало, продолжительность и взаимодействия независимых когнитивных процессов, связанных с памятью поиска. В популяциях пациентов, эти типы исследований используются для изучения того, какие аспекты памяти и нарушения, которые остаются относительно нетронутыми по сравнению с контрольной группой. Методология сбора данных из ERP-уязвимых слоев населения пациента в то время как эти участники выполняют задачи распознавания памяти пересматривается. Этот протокол включает в себя участником подготовки, обеспечения качества, сбора данных и анализа данных. В дополнение к базовой настройки и приобретения, мы также продемонстрирует локализации методы для получения большего пространственного разрешения и локализации источника с высокой плотностью (128 канал) массивы электродов.

Protocol

1. Настройка ЭЭГ оборудование

  1. Наша лаборатория использует 128-канал BioSemi ActiveTwo ЭЭГ системы сбора с "активными" электроды (Амстердам, Нидерланды; http://www.biosemi.com ) и шапка ActiveTwo электрода (Поведенческие мозга Sciences Center, Бирмингем, Великобритания), чтобы получить ERP данных.
  2. Убедитесь, что аккумулятор полностью заряжен и прилагается к усилителю.
  3. Соберите все материалы, необходимые для завершения участника настройки, в том числе: шприц, гель, рулетка, различных размеров ЭЭГ шапки, спиртовые тампоны, лицевые наклейки электрода, и липучки ремни безопасности электрода кабели.
  4. Место наклейки на пяти лица электродов.

2. Настройка стимулов Презентация и компьютеры сбора данных

  1. Включите оба компьютера стимулы презентации и компьютера сбора данных.
  2. Наша лаборатория использует E-премьер программного обеспечения (Питтсбург, Пенсильвания) представить стимулы и получать данные о поведении.
  3. Убедитесь в том, что эксперимент посылает соответствующие коды запуска на компьютере сбора данных.
  4. Для этого:
    • Включите усилитель в камере участника (Примечание: нет электродов или кабели должны быть подключены, чтобы сделать это), открытые сбора данных программного обеспечения на компьютер сбора данных, нажмите начала (не сохранять).
    • К компьютерная презентация стимулы, открыть свой эксперимент файл, и нажмите перспективе.
    • Теперь вы должны увидеть соответствующие коды спусковым механизмом, который вы запрограммирован в вашем эксперименте файл появляется на программное обеспечение сбора данных.

3. Участник подготовки

  1. Подробно все процедуры исследования с участником и решать любые проблемы безопасности. Кроме того, уверяют, что пациенты в полной мере понять протокол, путем проведения их докладе протокол обратно исследователь в своих словах.
  2. У участника сидя удобно в средней высоты жесткий спинкой.
  3. Как только участник сидит, убедитесь, что его / ее поле зрения с дисплея стандартно для эксперимента (здесь мы используем 48 дюймов).
  4. Измерьте окружность головы участников для того, чтобы определить, какие ЭЭГ колпачок должен быть использован.
  5. Спросите участников, чтобы удалить любые украшения или аксессуары для волос, таким образом, чтобы обеспечить надлежащее подходят ЭЭГ крышкой и точные записи. Кроме того, если участник носит очки, то лучше иметь его / ее снять их на данный момент пока все лица электродов были применены.
  6. Важно также рассмотреть следующие друг Заголовок сообщения:
    • Удалите все жевательной резинки или конфеты / монетных дворов уменьшить двигатель движения
    • Спросите участников, использовать средства, прежде чем начать, чтобы не прерывать записи ЭЭГ
    • Спросите участников, чтобы попытаться сохранить движений и глаз мигает до минимума, но не быть слишком обеспокоены этом
  7. Использование спиртовым тампоном, очищает кожу участника нефти и / или макияж, где лица электроды будут размещены: по одному на каждой сосцевидной, по одной на каждом храме, и один прямо под левым глазом.
  8. Нанесите небольшое количество геля проведения на каждый электрод лица, удалить защитную пленку с наклейкой и место на участника, применяя небольшое количество давление для того, чтобы электрод будет оставаться на месте.
  9. Теперь поместите ЭЭГ шапка на голову участника и закрепить ремень под его / ее подбородок. Если участник носит очки, у него / нее положить их на прежде чем надевать шапку.
  10. Далее, меры (в сантиметрах) от Насьон (переносица) до затылочного бугра (выступ на нижней задней части головы). Умножьте это измерение 0,5 (нахождение медианы), и именно здесь электрода А1 должны быть помещены в направлении спереди назад. Далее, меры из предварительно аурикулярных на одного уха до другого (отступы выше хряща на ухо). Середина это измерение, где электрод А1 должны быть помещены из стороны в сторону.

4. Оцифровка для локализации источника и размещения электродов

  1. Наша лаборатория использует Polhemus Патриот Digitizer / Locator (Колчестер, VT) для получения трехмерного представления (или головы моделей) электрода позиции на голове каждого участника. Это контроль за изменчивости черепа форму для каждого участника и делает для более точной локализации источника. Кроме того, эти головы модели могут быть совместно зарегистрированных структурных магнитно-резонансных изображений, чтобы связать вместе превосходное пространственное разрешение МРТ и верхней височной разрешение ФКЗ.
  2. Во-первых, место локализации передатчик под крышкой за левым ухом, с избыточным шнур заправил под антарктических держать на месте.
  3. Прикрепите приемник деревянный стул в позицию под головкой участника, примерно 6 дюймов от передатчика.
  4. Открытое программное обеспечение оцифровки и принять измерений электрода места стилусом, запрашиваемой программного обеспечения.
  5. Создание 3D модели головы электродов позиции, используя программное обеспечение MR Locator и принять для локализации сырые данные ЭЭГ.
  6. Как только 3D-модель головы для участников была проверена на дисплее компьютера, мы готовы разместить электрод в каждый заранее определенное место на крышке ActiveTwo.
  7. Заполнить электрод скважин на кепку с проведения гель и подключить все электроды. Соберите все кабели и лица электродов за участников и подключите их к усилителю.
  8. Предложение старших участников перерыва, особенно у пациентов с болезнью Альцгеймера, которые могут потребоваться частые перерывы для поддержания внимания и постоянного внимания к экспериментальной задачей.
  9. ActiView программное обеспечение используется для заверить, что все электроды без артефактов и уровни сопротивления, являются приемлемыми. В конце концов электроды расположены, и участник готов начать эксперимент, уровни сопротивления электродов должны быть проверены на компьютере сбора данных ActiView использованием программного обеспечения. Смещение уровней должна быть в пределах + /-25μV.
  10. Как только все уровни сопротивления являются приемлемыми, эксперимент готово к запуску.

5. Сбор данных для ЭЭГ данных и эксперимент

  1. Наша лаборатория использует программное обеспечение ActiView BioSemi, чтобы просмотреть и приобрести сырье ЭЭГ данных.
  2. Нагрузка поведенческие представления данных файла. Введите номер участника. Экспериментальная программа сохраняет ответов участника и автоматически генерирует файл данных когда-то эксперимент завершения работы с этим номер участника.
  3. Выполните проверку, чтобы убедиться участник сидит 48 дюймов от центра монитора.
  4. После эксперимента загрузится, поведенческая инструкции должны быть прочитаны и проверено с участника.
  5. В нашем дизайне памяти признания, эксперимент начинается с исследования фазы, где участников будут представлены либо серию фотографий или слова.
  6. Начните экономить сырье ЭЭГ файл данных на компьютере сбора данных.
  7. Начало стимул доставка по компьютерной презентацией стимула.
  8. У исследователя работы с пожилых людей для ввода ответов на кнопку окно. Это особенно важно для пациентов с когнитивными нарушениями.
  9. Монитор участника во время поведенческие задачи, включая необходимость перерывов.
  10. После того как все поведенческие раздражители были представлены, сырые данные ЭЭГ должны быть сохранены. Опять же, поведенческие данные автоматически сохраняются на E-премьер программного обеспечения.
  11. После сохранения учебы или кодирования данных, предыдущие 9 шагов будет повторяться для тестовой фазы, где участник будет вновь представлен как серия фотографий или слова. Во время тестовой фазы, половина из пунктов будет от фазы изучения и половину элементов будет роман. Участники будут определить старый / новый статус пункта, сообщив свой ответ вслух исследователя. Исследователь затем ввод ответа участника на кнопку окно.

6. Данные Пост-обработка трубопроводов

  1. Наша лаборатория использует EMSE Люкс 5,3
  2. Исходные данные должны быть сначала подготовлены и цифровой фильтр для удаления шума и артефактов из сигнала перед любой вид анализа может быть завершена.
  3. Во-первых, временные фильтры, такие как бесконечной импульсной характеристикой и полосовой фильтры должны быть применены.
  4. Далее, данные должны быть привязаны к какой-то момент на голову. Выберите ссылку. В текущий протокол, мы используем общие ссылки среднего.
  5. Далее, данные должны быть отфильтрованы пространственно и плохие каналы интерполируются. Визуальный осмотр данных выполняется и соответствующие фильтры ставятся на место.
  6. Наконец, глазные методы артефакт исправление должно быть использовано для правильных сигналов для eyeblink и артефактов движения глаз.

7. Представитель Результаты

Наша работа показала, что рано фронтальной старый / новый эффект (хитов> правильное отклонение), обычно связанных с концептуальной переработки или мемориальная знакомство, остаются нетронутыми для картин у пациентов с болезнью мягким Альцгеймера по сравнению с здоровых пожилых людей, но не для слова (Союзник , McKeever, Уоринг, и Budson, 2009). Союзник и соавт. (2009) показали, что теменные старый / новый эффект, как правило, связана с воспоминанием, нарушается у пациентов, и для картинки и слова по сравнению с их сверстниками. Другими словами, фронтальных процессов мемориальный связанные с признанием-видимому, аналогичные для картин между пациентами с болезнью Альцгеймера и здоровых пожилых людей. С другой стороны, эти процессы являются нарушением слов у пациентов, когда будем рассматривать различия между двумя группами. Это существенное различие между группами очевидна для задних процессов памяти для обеих картин и слов. Хотя был достигнут значительный дебаты относительно того, когнитивных процессов, связанных с ранней фронтальной электроннойffect, мы предполагаем, что у пациентов с болезнью Альцгеймера мягкой могут успешно использовать концептуальную переработку или мемориальная знакомство увеличить их дискриминации по фотографии по сравнению со словами, и эти процессы лежат в основе вероятно надежный эффект превосходства картина у пациентов с болезнью Альцгеймера.

Фронтальная ERP деятельности, связанной с успешной поиска слов и картинок показано для пациентов с болезнью Альцгеймера очень мягкий и здоровых пожилых управления (рис. 1). Эти снимки были сделаны во время 300 до 500 мс промежуток времени, обычно связанных с концептуальной переработки или мемориальная фамильярности. Обратите внимание на аналогичные фронтальной старый / новый эффект для картин (красный псевдо-), но уменьшается эффект для слов между группами. (Голубой псевдо-).

Рисунок 1
Рисунок 1: представитель ERP активность во время поиска группы в пациентов с болезнью Альцгеймера и здоровых испытуемых.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

ФКЗ и поведенческие данные могут предоставить нам с разными и дополнительную информацию. В то время как данные о поведении сообщает нам о производительности пациентов, ФКЗ позволит нам записывать отдельные изменения в мозговой деятельности. Благодаря своим отличным временным разрешением, ФКЗ оказались очень полезными в диссоциирующего и понимание роли процессов мемориал (например, концептуальной переработки и дружественные отношения, воспоминания, после извлечения процессов мониторинга), которые ранее были связаны с конкретными старых / новых компонентов ERP-волна (начало лобной, теменной, в конце лобной, соответственно) (см. союзника и Budson, 2007). При исследовании пациентов с когнитивными нарушениями, связанных с событиями потенциалов (ССП) чрезвычайно полезна для понимания физиологии мозга, особенно при получении значимых поведенческих данных трудно (Ally, 2011). Однако Есть много подводных камней, которые возникают при интерпретации данных ERP в этих популяциях. Например, из-за неоднородности Альцгеймера патология, ERP данные пациенты часто имеют значительные отклонения между субъектами. Текущего протокола подчеркивает каким образом разница может быть сведено к минимуму. Результаты этого протокола помочь понять, когнитивных и нейронных основ потеря памяти, связанные с болезнью Альцгеймера мягкой, а также помочь выяснить которых мемориальные процессы нарушаются, и которые являются относительно нетронутыми при болезни Альцгеймера мягким. Наша работа показывает, что некоторые фронтально-опосредованных процессов памяти, может быть, концептуальные обработки или мемориальная знакомство, остаются нетронутыми для фотографий пациентов (союзник и соавт., 2009). Это понимание в свою очередь могут позволить новые методы лечения наркомании и раннего поведенческого вмешательства должны быть разработаны и удержать пациентов занимаются и живут в сообществе в течение более длительного времени.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Нет конфликта интересов объявлены.

Acknowledgements

Этот протокол был при поддержке Национального института по проблемам старения грант K23 AG031925 и R01 AG038471.

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.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

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).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Video Stats