Method Article
نقدم بروتوكولا لجمع بيانات EEG/fMRI المتزامنة وتسجيل إشارة ساعة MR المتزامنة. نحن نثبت هذه الطريقة باستخدام نموذج فريد حيث يتلقى الأشخاص تعليمات "القفاز البارد" أثناء المسح الضوئي ، ويتم تسجيل بيانات تخطيط كهربية الدماغ / التصوير بالرنين المغناطيسي جنبا إلى جنب مع قياسات درجة حرارة اليد قبل وبعد التعريفي المنومة.
في العمل الحالي، نقوم بعرض طريقة لجمع بيانات تخطيط كهربية الدماغ/fMRI في وقت واحد. في الإعداد لدينا، يتم جمع بيانات تخطيط كهربية الدماغ باستخدام شبكة استشعار عالية الكثافة 256 قناة. ويرد مكبر كهربية الدماغ نفسه في نظام احتواء عزل الحقل (FICS)، ويتم مزامنة إشارات ساعة التصوير بالرنين المغناطيسي مع جمع بيانات تخطيط كهربية الدماغ لتوصيف MR artifact اللاحقة وإزالتها. نحن نثبت هذا الأسلوب أولا لتجميع بيانات الحالة يستريح. بعد ذلك ، نثبت بروتوكولا لتسجيل بيانات تخطيط كهربية الدماغ / fMRI ، بينما يستمع الأشخاص إلى شريط يطلب منهم تصور أن أيديهم اليسرى مغمورة في حمام الماء البارد ويشار إليها هنا ، كنموذج القفازات الباردة. يتم قياس الفوارق الحرارية بين كل يد في جميع أنحاء EEG / fMRI جمع البيانات باستخدام جهاز استشعار درجة الحرارة متوافق MR التي وضعناها لهذا الغرض. نقوم بجمع بيانات EEG/fMRI ذات القفاز البارد جنبا إلى جنب مع قياسات درجة حرارة اليد التفاضلية المتزامنة قبل وبعد الحث المنوم. بين جلسات ما قبل وبعد، يتم جمع بيانات تخطيط كهربية الدماغ طريقة واحدة أثناء التعريفي المنومة وعملية تقييم العمق. تظهر النتائج التمثيلية لدينا أنه يمكن قياس التغيرات الكبيرة في طيف طاقة تخطيط كهربية الدماغ أثناء الحث المنوم ، وأنه يمكن اكتشاف تغيرات درجة حرارة اليد أثناء نموذج القفازات الباردة بسرعة باستخدام جهاز القياس الحراري التفاضلي المتوافق مع MR.
منذ إنشائها ، كان هناك جدل كبير حول ما هو التنويم المغناطيسي ، وكيف يتم إنتاج تغييرات فسيولوجية قابلة للقياس بالضبط في الأفراد المعرضين. الدراسات التي تهدف إلى فهم الارتباطات العصبية من التنويم المغناطيسي والاستجابات لاقتراح المنومة قد أسفرت عموما نتائج متنوعة1، والتي قد تكون ناجمة ، على الأقل جزئيا ، إلى الاختلافات في التعريفي المنومة وتقنيات الاقتراح2، وبالتالي توفير الدافع لمنهجية مفصلة ووصف البروتوكول.
على الرغم من أن التنويم المغناطيسي قد تم تعريف تقليديا على أنها حالة من التركيز الداخلي وتركيز الاهتمام1,3, تعريف عملي أكثر اكتمالا ويشمل أيضا: تضاؤل الوعي من المحفزات الخارجية 4 ,زيادةامتصاص5, أو جهد الانتباه إلى كلمات المجرب وتقلص الفكر العفوي6. تعريف التعريفي المنومة عموما على أنها مجموعة من التعليمات اللفظية التي تسهل التنويم المغناطيسي وامتصاص6. التنويم المغناطيسي يختلف اختلافا كبيرا بين الأفراد، ولكن عموما مستقرة داخل الأفراد مع مرور الوقت7،8; يتم قياس عادة suggestibility من حيث الاستجابة السلوكية للاقتراح مع المقياس الأكثر شيوعا تطبيقها هو مقياس ستانفورد قابلية المنومة، (SHSS) شكل C9-12.
الدراسات التي تدرس الارتباطات العصبية للتنويم المغناطيسي تندرج عموما في فئتين. إما أنها تدرس شبكات النشاط تنشيطها في جوهرها خلال "حالة الراحة" التنويم المغناطيسي، أو أنها دراسة التغيرات في النشاط العصبي التي تحدث استجابة لاقتراح المنومة6. في دراسة حديثة تخطيط كهربية الدماغ، تم العثور على الأفراد اقتراح للغاية لعرض أعلى حدث التزامن ذات الصلة من الشبكة الأمامية الجدارية في الفرقة ألفا-2 أثناء التنويم المغناطيسي مقارنة مع المواضيع ذات الصلة منخفضة اقتراح4. في الآونة الأخيرة، كشف التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) أيضا عن تغييرات في شبكات الوضع الافتراضي الأمامي أثناء التنويم المغناطيسي "حالة الراحة" دون زيادة مقابلة في النشاط في مناطق الدماغ الأخرى2. تشير الأدلة المتقاربة إلى أن التنويم المغناطيسي يرتبط بالتحكم الأمامي المفكك13.
التغيرات في مستوى الأكسجين في الدم fMRI تعتمد على (BOLD) إشارات استجابة لمجموعة متنوعة من الاقتراحات المنومة كما تم الإبلاغ مؤخرا14-23. ترتبط غالبية دراسات الاستجابة للاقتراحات بتغيرات إشارة الدماغ مع التقييمات الذاتية للإدراك المتغير. ومع ذلك، تم استخدام اقتراح المنومة أيضا لتغيير المعلمات الفسيولوجية مثل ضغط الدم، ومعدل ضربات القلب، ودرجة حرارة اليد الموضوع في الاستجابة24.
هنا، نوسع نطاق هذه النتائج السابقة من خلال تطوير نموذج تجريبي، يشار إليه هنا باسم نموذج "القفاز البارد"، حيث يتم توجيه الموضوعات لإدراك أن إحدى أيديهم أكثر برودة في درجة الحرارة من الأخرى، في غياب أي تلاعب مادي خارجي في درجة الحرارة. يتم تسليم هذه التعليمات اللفظية عبر سماعات الرأس المتوافقة مع MR أثناء تسجيل البيانات.
في العمل الحالي، نقوم أولا بإظهار طريقتنا لتسجيل بيانات تخطيط كهربية الدماغ/fMRI المتزامن. ثم نقوم بإظهار نموذج القفازات الباردة ، والذي يتضمن جمع بيانات تخطيط كهربية الدماغ / fMRI جنبا إلى جنب مع قياسات درجة حرارة اليد قبل وبعد التعريفي المنومة. لدينا طريقة للتحريض المنومة يتضمن اقتراح ideomotor وصفها1، تليها تقييم العمق باستخدام SSHS ، النموذج C. نحن نكتشف تغييرات موثوقة في طيف الطاقة تخطيط كهربية الدماغ التي تحدث بعد التعريفي المنومة. كما أننا نثبت أن جهاز قياس الحرارة التفاضلي المتوافق مع التصوير بالرنين المغناطيسي قادر على قياس التغيرات في درجة حرارة اليد أثناء جلسة جمع بيانات EEG/fMRI المتزامنة. قد يوفر هذا الإجراء قياسات كمية هامة ل EEG/fMRI في تقييم تغيرات إشارة الدماغ التي تحدث أثناء التنويم المغناطيسي الجوهري "حالة الراحة" وكذلك قياس تغيرات الإشارة استجابة لاقتراح المنومة لتغيير الإدراك الحراري.
وقد استعرض مجلس الاستعراض المؤسسي في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس البروتوكول التجريبي التالي ووافق عليه. قبل بدء التجربة، خضع الأشخاص لفحص مسبق عبر الهاتف يستبعد الموضوع الذي يحتمل أن يكون حاملا، أو تحت سن الثامنة عشرة، أو الذين عملوا في عرض آلة أو كان لديهم غرسات معدنية. كما استبعدت من مجموعة المواضيع الأشخاص الأعسر، أو أولئك الذين لديهم تاريخ من المرض العقلي. ثم صدرت تعليمات للمشاركين بالامتناع عن الكافيين والمخدرات والكحول في يوم التجربة. وتم الحصول على موافقة خطية مستنيرة وفهم للموافقة من كل مشارك في يوم التجربة.
1. EEG الاستشعار صافي التطبيق
يتم تسجيل بيانات تخطيط كهربية الدماغ باستخدام شبكة استشعار جيوديسية متوافقة مع التصوير بالرنين المغناطيسي من 256 قناة. وينبغي رصد مستويات المقاومة في الأقطاب الكهربائية (الخطوة 1.5) على فترات 20 دقيقة تقريبا طوال التجربة للتأكد من أن الأقطاب الكهربائية لم تجف وأن المعاوقات لا تزال دون العتبة.
2. المتزامنة EEG / fMRI ودرجة الحرارة تسجيل البروتوكول قبل التنويم المغناطيسي
بعد تطبيق شبكة تخطيط كهربية الدماغ بشكل مناسب، ينتقل الموضوع إلى غرفة الماسح الضوئي MR. تتم إزالة جميع الأجسام المعدنية. يتم جمع التصوير بالرنين المغناطيسي الهيكلي والتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي على ماسح سيمنز أليغرا 3T. يتم جمع بيانات تخطيط كهربية الدماغ/التصوير بالرنين المغناطيسي المتزامن قبل الحث المنوم من أجل وضع خط أساس وظيفي لكل موضوع.
3. التعريفي المنومة
ثم جلس الأشخاص بشكل مريح في غرفة هادئة مضاءة بشكل خافت. تم تسجيل بيانات تخطيط كهربية الدماغ طوال مدة التعريفي المنوم وتقنية تعميق الاسترخاء التدريجي.
4. EEG / fMRI جمع البيانات والتفاضلية الحرارية بعد التعريفي المنومة
يظهر الشكل 1 طيف الطاقة تخطيط كهربية الدماغ في قناة تمثيلية (الشكل 1a) بلغ متوسط أكثر من 1000 msec في موضوع واحد خلال فترة التنبيه اليقظة التي سبقت التعريفي المنومة (الشكل 1ب). وتجدر الإشارة إلى أن الأنماط هنا تتبع العلاقة العكسية المميزة بين القوة والتردد (و)، مع السقوط في 1/f. الشكل 1c يظهر طيف الطاقة المأخوذ من هذا الموضوع نفسه بعد التعريفي المنومة وتقنية تعميق. يمكن رؤية توهين الطاقة في النطاقات الفرعية EEG theta و beta ، ولم تعد المؤامرة الإجمالية تتبع 1 /f. يظهر الشكل 2 تخطيطنا لمستشعر درجة الحرارة المتوافق مع التصوير بالرنين المغناطيسي ، والذي يستخدم مستشعرات درجة الحرارة الدقيقة LM34/LM35 إلى جانب جهاز Arduino.
الشكل 1 - الأرقام 1- الأرقام 1 طيف الطاقة الكهربائي (EEG) في موضوع واحد لقناة قطب كهربائي تمثيلية. (أ) 255 قناة EEG electrode array مع الموقع المكاني لاختيار القناة لتحليل الطاقة المميز باللون الأزرق(ب)طيف طاقة تخطيط كهربية الدماغ قبل الحث المنوم ، و (ج) طيف الطاقة في نفس قناة القطب الكهربائي بعد التعريفي المنوم وتقنية تعميق. يشير الشريط في الزاوية العلوية اليمنى من الشكل 1c إلى وسيلة الإيضاح لكل نطاق فرعي ل EEG مع الترددات: دلتا (0.1-4 هرتز) و ثيتا (4-8Hz) وألفا (8-12 هرتز) وبيتا (12-20 هرتز) وغاما (ترددات أعلى من 20 هرتز).
الشكل 2 - الأرقام 2- الأرقام التي تم تخطيطي لتكوين مستشعر درجة الحرارة التفاضلية المتوافق مع التصوير بالرنين المغناطيسي. (أعلاه) دائرة قياس الحرارة التفاضلية،(أدناه)نظرة عامة على عملية قياس قياس الحرارة.
يبدو أن هناك تباين واسع في أساليب الاقتراح المستخدمة لحث المواضيع في حالة من التنويم المغناطيسي1. نحن نثبت هنا أن اقتراحا للحركة الحركية غير المعقدة متبوعا ب SHSS ، النموذج C ، يمكن استخدامه لتغيير طيف طاقة تخطيط كهربية الدماغ. نلاحظ أنه على الرغم من أن الموضوع المستخدم في هذه الدراسة قد تم تنويمه مغناطيسيا في الماضي ، لم تكن هناك أي محاولة عن طريق مقياس اقتراح مجموعة هارفارد أو آلية أخرى للعثور على موضوع شديد الحساسية. ونحن نفترض أن حجم التغيرات في النطاقات الفرعية تردد تخطيط كهربية الدماغ يختلف على الأرجح وفقا لمستوى الموضوع من التعرض, كما تم الإبلاغ4.
كما قمنا بإظهار إعداد لقياس تقلبات درجة حرارة اليد التي قد تحدث أثناء جلسة تخطيط كهربية الدماغ/ال fMRI المتزامنة. على الرغم من أن المواضيع يمكن أن تتعلم في نهاية المطاف لإنجاز التغيرات في درجة حرارة اليد دون التنويم المغناطيسي باستخدام إشارات بيوفيدباك، وهذا عادة ما يستغرق العديد من الدورات التدريبية26. لم يتمكن فريشهولز وتيون26 من تكرار الارتباط بين التغيرات في درجة حرارة اليد والعمق المنوم باستخدام نموذج اقتراح القفازات الباردة ، على عكس النموذج الذي أبلغ عنه الآخرون27. ويلزم القيام بعمل إضافي لحل هذا الجدل. ومع ذلك ، فإن طريقة قياس التغيرات في درجة حرارة اليد خلال جلسة التصوير العصبي الوظيفية قد تكون مفيدة في تقييم الارتباطات العصبية لاقتراح "القفاز البارد" المنوم بعد التعريفي المنومة.
بعد قبولها ونشرها ، والجيوديسية الكهربائية ، وشركة قد اكتتبت رسوم الوصول المفتوح لهذه المادة
تم دعم هذا العمل بأموال من منحة المعهد الكوري للعلوم الأساسية (KBSI) ، دراسات التصوير العصبي للخداع المستحث مغناطيسيا.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Precision Monolithic Temperature Sensor | National Semiconductor Corporation | LM34/LM35 | 100 mV/°C; accurate to within ±0.4 °C at room temperature |
Precision Instrumentation Amplifier | National Semiconductor Corporation | INA114 | Part of Magnet Room I/O interface |
HydroCel Saline | Electrical Geodescis Inc. | N-PRT-KCL-1000-000 | |
HydroCel Geodesic Sensor Net with a 256-channel High Density Electrode Array | Electrical Geodescis Inc. | 256-channel HCGSN | |
Geodesics Photogrammetry System | Electrical Geodescis Inc. | EGI GPS | |
Pipettes | Electrical Geodescis Inc. | N-ACC-PIP-1000-000 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved