情节记忆的特点,采用事件相关电位研究在阿尔茨海默氏症患者

Published 8/30/2011
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Medicine

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Summary

高密度事件相关电位数据收集的方法,而与阿尔茨海默氏症患者进行识别记忆任务是审查。该协议将包括受编制,质量保证,数据采集和数据分析。

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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

我们的实验室使用事件相关脑电图潜力(资源规划),情节记忆与遗忘型轻度认知功能损害(AMCI)和阿尔茨海默氏病(AD)患者的理解和支持的行为调查。鉴于行为数据,了解病人的表现,有效保护率让我们记录大脑活动的离散的变化。此外,资源规划可以让我们洞察到发病,持续时间,和独立的认知过程与记忆提取相关的互动。在患者人群中,这些类型的研究是用来检查内存的哪些方面受损和控制人口相比保持相对完好。 ERP数据收集从一个脆弱的病人人口,而这些参与者进行识别记忆任务的方法是审查。该协议包括参与者准备,质量保证,数据采集,数据分析和。除了基本的设置和收购,我们也将展示定位技术,以获得更大的空间分辨率和源定位,采用高密度电极阵列(128频道)。

Protocol

1。成立EEG设备

  1. 我们的实验室使用128通道BioSemi ActiveTwo脑电采集系统与“主动”的电极(阿姆斯特丹,荷兰; http://www.biosemi.com )和ActiveTwo电极帽(行为脑科学中心,伯明翰,英国)获得ERP数据。
  2. 确保电池完全充电和连接到放大器。
  3. 收集所有需要完成设置的参与者,包括材料:注射器,凝胶,卷尺,各种大小的脑电图帽,酒精棉签,面部电极贴,魔术贴绑带,以确保电极电缆。
  4. 放在五个面部电极贴。

2。刺激演示和数据采集计算机

  1. 开启刺激演示计算机和数据采集计算机。
  2. 我们的实验室使用的电子首相软件(宾夕法尼亚州匹兹堡)目前的刺激和收购行为数据。
  3. 检查,以确保实验数据采集计算机发送适当的触发代码。
  4. 要做到这一点:
    • 参与者室(注:无电极或电缆需要插入做到这一点),开放的数据采集计算机数据采集软件,点击开始(不要保存)打开放大器。
    • 转到刺激演示计算机,打开你的实验文件,并创下运行。
    • 您现在应该看到相应的触发器,你进入你的实验文件上显示的数据采集软件程序编程代码。

3。参与者的制备

  1. 详细的所有参与者和解决任何安全问题的研究程序。此外,保证患者充分理解的协议,由他们报告的协议在他们自己的话说研究员。
  2. 有参与者在中等高度硬背椅舒适的坐姿。
  3. 参与者一旦就位,确保他/她的视力线显示实验(这里我们使用48英寸)的标准。
  4. 测量参与者的头部周长,以确定应使用脑电图第。
  5. 请参与者,以消除任何珠宝或发饰,以确保适当的配合脑电图帽和准确记录。另外,如果参与者戴着眼镜,最好能有他/她在这一点上,直到所有的面电极已应用。
  6. 同样重要的是,审查每个主题下面:
    • 删除任何口香糖或糖果/薄荷糖,以减少电机运动
    • 请参与者使用前开始作为设施不中断脑电记录
    • 询问参与者,要尽力保持到最低限度的运动和眨眼,但不必过分担心这样做
  7. 使用酒精棉球消毒,清洗参与者的皮肤油和/或化妆,面部将被放置电极:每个乳突,在每个寺庙之一,直接低于左眼之一。
  8. 将少量的凝胶进行到每个面电极,取出从参与者的贴纸和地方的支持,运用少量的压力,以确保电极将留在原地。
  9. 现在到参与者的头部放置的脑电图帽和固定在他/她的下巴下的表带。如果参与者戴着眼镜,他/她把帽之前把这些。
  10. 下一步,衡量(以厘米为单位),从鼻根(鼻梁)枕外隆凸尖(头部腰背突)。乘以0.5(发现中点)的测量,这是应该由前向后放置电极A1。下一步,衡量一只耳朵到其他(上耳软骨以上的缩进)前耳。这种测量的中点,是应该从一侧到另一侧的电极A1。

4。数字化源定位和电极放置

  1. 我们的实验室使用Polhemus爱国者数字转换器/定位器(科尔切斯特,VT),获得三维交涉,在每个参与者的头上的电极位置(或头部模型)。这控制每个参与者在颅骨的形状变异,使得更准确源定位。此外,这些头模型可以共同注册与结构的磁共振图像,以配合优越的空间分辨率的MRI和上级的事件相关电位的时间分辨率。
  2. 首先,将根据第左耳后部定位发射器,多余的线下保持在南极夹着。
  3. 将接收到木椅在参与者的头部,从发射机约6英寸以下位置。
  4. 打开数字化软件,并采取electr测量ODE与手写笔的位置作为提示的软件。
  5. 生成的3D头部模型电极定位软件议员职务,并接受原始脑电数据的本地化。
  6. 一旦参与者的3D头部模型已在计算机上显示的验证,我们已经准备好,放置在每个预先定义的位置上ActiveTwo第电极。
  7. 填补与导电凝胶,并在所有电极插入电极帽井。收集所有参与者背后的电缆和面部电极插入放大器。
  8. 提供参与者年龄较大的一个突破,特别是阿尔茨海默氏症患者,他们可能需要频繁的休息,以保持集中和持续地注意实验任务。
  9. ActiView软件的使用,以确保所有电极的神器和阻力水平是可以接受的。毕竟电极放置,参与者已准备好开始实验时,应检查电极的阻力水平使用ActiView软件在数据采集计算机。胶印水平应在+ / -25μV。
  10. 一旦所有的阻力水平是可以接受的的,该实验是准备运行。

5。脑电图数据和实验数据采集

  1. 我们的实验室使用BioSemi的ActiView软件来查看和获取原始脑电数据。
  2. 加载行为数据的演示文稿文件。输入参与者的数量。实验软件节省了与会者的响应,并自动生成一个数据文件,实验完成后,运行这个参与者数量。
  3. 执行检查,以确保参与者坐在48英寸显示器的中心。
  4. 一旦加载实验,应该是阅读和行为指令与参与者核实。
  5. 在我国目前的识别记忆体设计,在实验开始研究阶段,参与者将是一系列的图片或文字提出。
  6. 开始保存数据采集计算机脑电图数据的原始文件。
  7. 启动刺激呈现计算机刺激交付。
  8. 与老年人按钮盒上的输入响应的研究员工作。认知功能障碍患者,这一点尤为重要。
  9. 监视器参与者行为的任务期间,包括休息的需要。
  10. 一旦所有的行为的刺激已经提出,必须保存原始脑电数据。再次,行为数据,由电子总理的软件会自动保存。
  11. 节能研究或数据编码后,前9个步骤将重复测试阶段,参与者将再次提出的一系列图片或文字。在测试阶段,项目的一半将由阶段的研究和项目的一半将小说。与会者将确定该项目的旧/新的状态,报告他们的答案大声研究员。然后研究人员将参与者的响应输入按钮盒。

6。数据后处理管道

  1. 我们的实验室使用EMSE套件5.3
  2. 的原始数据,必须先准备和数字滤波去除信号噪声和工件前就可以完成任何类型的分析。
  3. 首先,时间的过滤器,如无限脉冲响应和带通滤波器,必须应用。
  4. 接下来,数据必须引用一些头部穴位。选择参考。在目前的协议,我们使用共同的平均参考。
  5. 下一步,必须过滤空间数据和坏的渠道插值。目视检查数据进行适当的过滤器是到位。
  6. 最后,眼神器校正方法必须使用正确的眨眼和眼球运动神器的信号。

7。代表性的成果

我们的工作表明,在早期额叶新/旧效应(点击>正确拒绝),通常的概念处理或纪念熟悉相关的,保持健康的老年人相比,轻度阿尔茨海默病患者完好的图片,但不为字(盟友McKeever,华林,与Budson,2009)。盟军等人。 (2009)表明,顶叶新/旧效应,通常与回忆相关的图片和字的同龄人相比,患者受损。换言之,正面的纪念与识别相关的进程似乎与AD患者和健康老年人之间的图片类似。相反,这些过程受损患者的话,当我们检查两组之间的差异。这组与组之间的显着区别是显而易见的图片和文字后的记忆过程。虽然有关联的认知过程与早期的正面发送相当多的争论ffect,我们推测,轻度阿尔茨海默氏症患者能成功地利用概念处理或纪念熟悉,以增加他们的歧视相比,以文字的图片,而这些过程可能背后强大的图像优势效应与阿尔茨海默氏症患者。

前腰ERP与成功的文字和图片检索相关的活动是非常轻度阿尔茨海默氏病和健康老年人的控制(图1)患者表现出。这些图片是在300至500毫秒的时间通常与概念处理或纪念熟悉相关的时间间隔。请注意类似的正面为图片新/旧效应(红色伪),但群体之间的话减少的影响。 (青色伪)。

图1
图1:代表在检索任务的ERP在阿尔茨海默氏症患者和健康人的活动。

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Discussion

ERP和行为数据,我们可以提供不同的和互补的信息。鉴于行为数据,我们对病人的表现,资源规划可以让我们记录大脑活动的离散的变化。由于其良好的时间分辨率,资源规划已被证明非常有用,在游离和理解纪念进程中的作用(例如,处理概念和熟悉的回忆,检索后监控流程)先前已与特定的新/旧的组件相关浪潮ERP(早额叶,顶叶,额叶后期,分别)(见盟友Budson,2007年)。在学习与认知功能障碍的患者,与事件有关(ERPS)的潜力是非常有用脑生理学的认识,特别是当取得有意义的行为数据是很难的(2011年盟友,)。不过,也有解释在这些人口中的ERP数据时所面临的许多陷阱。例如,由于异质性的老年痴呆症病理,患者的ERP数据往往有主体之间的重大差异。目前的协议凸显,其中方差可以最小化的方式。从这个协议的结果将有助于了解轻度阿尔茨海默病相关的记忆丧失的认知和神经基础,并帮助澄清纪念进程受损和轻度阿尔茨海默氏症的相对完整。我们的工作表明,一些从正面介导的记忆过程,也许概念处理或纪念熟悉,保持完好患者(盟友等,2009)中的图片。这种理解可能反过来允许发展新的药物治疗和早期行为干预,并继续从事和居住在社区的时间较长的病人。

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Disclosures

没有利益冲突的声明。

Acknowledgements

该协议是支持国家研究所老龄补助金K23 AG031925和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).

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