Der Hersteller der geodätischen Sensor Net ist Electrical Geodäten, Inc (EGI). Kontaktinformationen finden Sie unter <a href="http://www.egi.com/company">http://www.egi.com/company</a> .

1. Vorbereiten des Versuchsaufbaus <ol><li> Vor der Teilnehmer der Ankunft im Labor, sicherzustellen, dass die geodätische EEG System (GES)-Komponenten und das Experiment steuern Computer und Software (Net Station) einwandfrei funktioniert. </li><li> Entfernen Sie alle nicht benötigten und möglicherweise störende Elemente aus dem Experiment Raum. </li><li> Der Versuchsaufbau Zimmer in Übereinstimmung mit den besonderen experimentellen Paradigma umgesetzt. Hier verwenden wir Paradigmen von computer-basierte Aufgaben via E-Prime Präsentations-Software, um verschiedene Eltern-Säuglings-und Experimentator-Kind-Interaktion Paradigmen verwaltet. </li><li> Stellen Sie sicher, dass die Videokameras geladen sind und ordnen Sie die Kameras im Winkel ideal für den aktuellen Versuchsaufbau. </li></ol> 2. Der Austausch von Informationen <ol><li> Auf die Teilnehmer der Ankunft im Labor, beschreiben die Geodesic Sensor Net Application Protocol und erklären das Experiment. </li><li> Nachdem er sich vergewissert, dass der Teilnehmer ein gutes Verständnis der experimentellen Protokoll hat, stellen Sie sicher, dass er oder sie (oder seines gesetzlichen Vertreters) eine Einverständniserklärung unterzeichnet, bevor Sie mit dem Experiment. </li><li> Für EEG-Studien, ist es oft sinnvoll, von den Teilnehmer bestimmte Informationen, die voraussichtlich einen Einfluss auf das aufgenommene elektrische Aktivität des Gehirns haben kann zu erhalten. Zum Beispiel könnte Informationen über Benommenheit, letzte Mahlzeit, und letzten Schlaf von Interesse sein. Im Haley Labor werden diese Informationen durch die Gabe von standardisierten Fragebögen erhalten. Um das Experiment in einer fristgerechten Weise vorgehen, ist es ratsam, zwei Experimentatoren präsentieren: eine auf die Fragebögen zu verwalten, und eine für die Durchführung der HCGSN Vorbereitungen weiter unten beschrieben. </li></ol> 3. Vorbereitungen für die Hydrocele Geodesic Sensor Net Anwendung <ol><li> Bereiten Sie die Hydrocele Saline Elektrolyt-Lösung von destilliertem Wasser, Kaliumchlorid und Baby-Shampoo, achten Sie darauf, gründlich verrühren, bis alle Kaliumchlorid in der Lösung gelöst ist. </li><li> Mit einem Maßband messen Sie den Umfang der Kopfgröße des Teilnehmers, die Aufnahme der Messung in Zentimetern. </li><li> Rufen Sie die entsprechend dimensionierten HCGSN, dh derjenige, der den Bereich der Kopfumfang, in denen die Teilnehmer Kopfumfang fällt umfasst. </li><li> Tauchen Sie den Sensor Ende des HCGSN in der Elektrolyt-Lösung und lassen Sie es für 5 Minuten einweichen, dass auf jeden Fall den Stecker Ende weg von allen Flüssigkeiten zu halten. Es ist ratsam, einen Timer oder Stoppuhr verwenden, um genaues Timing garantieren. </li><li> Öffnen Sie den Net Station Software auf dem Steuerrechner und beginnen eine experimentelle Kontrolle Sitzung zu ermöglichen Nullpunkt und Verstärkung Messungen vor dem Anschluss des HCGSN Stecker und Sammeln von Daten getroffen werden. </li></ol> 4. Die Anwendung der Hydrocele Geodesic Sensor Net Um den für Sie gültigen und konsistente Analyse der gesammelten EEG Daten erlauben, muss das Netz Antragsverfahren werden hochgradig standardisiert. Eine solche Standardisierung ist durch Messungen von der Kopfgröße des Teilnehmers (wie oben beschrieben), um die genaue und konsistente Platzierung der Elektroden von Teilnehmer zu Teilnehmer zu gewährleisten erreicht. Wenn optimale net Positionierung ist zunächst nicht erreicht, entfernen Sie das Netz und erneut anwenden. <ol><li> Während des Wartens auf den sensor net bis zum Ende Einweichen in der Elektrolyt-Lösung, führen die Teilnehmer in das Experiment Zimmer und überweisen Sie ihn auf einem Stuhl sitzen. Der Stuhl sollte ohne Räder werden um unerwünschte Bewegungen während der sensor net-Anwendung zu vermeiden. Im Falle eines Säuglings Teilnehmer haben die kindlichen Wächter auf dem Stuhl sitzen mit dem Kind sitzen aufrecht auf dem Schoß und hielt das Kind an der Taille, so dass das Kind die gesamte Kopf zugänglich ist und das Kind bleibt still. </li><li> Mit einem Maßband und ein China-Marker mit Bleistift, suchen und markieren die Spitze, indem sie die folgenden Messungen: <ol class="lalpha"><li> Ohr zu Ohr über den Scheitel des Kopfes </li><li> Nasion zu Inion über die Oberseite des Kopfes </li></ol> Der Scheitelpunkt kann als der Punkt identifiziert werden, an dem diese beiden Messungen zu überqueren. </li><li> Entfernen Sie die sensor net aus dem Elektrolyten Eimer und legen Sie es auf einem sauberen, trockenen Handtuch. Gently pat der sensor net mit dem Handtuch, um überschüssige Elektrolyt-Lösung zu entfernen. </li><li> Geben Sie den Stecker des HCGSN an den Teilnehmer oder zu einem zweiten Experimentator während der NET-Anwendung zu halten. </li><li> Nehmen Sie den HCGSN, beide Hände in das Innere des Netzes. Halten Sie das Netz, so dass Daumen fest (aber vorsichtig) auf beiden Seiten des zentralen, am meisten frontal Elektrode und dem kleinen Finger die Finger gedrückt werden fest an die Band verbindet die hintere Reihe von Elektroden geschoben. Achten Sie darauf, das Netz zu überlasten. Ihre restlichen sechs Finger sollten im Netz verlieren, damit der Mittelteil zu fallen schlaff. </li><li> Crouch oder knien, so dass Sie auf Augenhöhe sindEbene mit dem Teilnehmer. </li><li> Von hinten nach vorne, ziehen Sie den Sensor Netz über die Teilnehmer auf den Kopf. Es ist oft sinnvoll, eine zweite Versuchsleiter anwesend sind bei der Anwendung der sensor net auf ein Kleinkind Teilnehmer, um das Kind ablenken und zu minimieren Kopfbewegung. </li><li> Mit den Fingerspitzen, vorsichtig über die Bandbreite der im Netz und stellen Sie es so, dass die Vertex-Elektrode auf dem Scheitelpunkt zuvor mit dem China-Marker mit Bleistift markiert sitzt. Ziehen Sie die Ohr-und Kinnriemen. Überprüfen Sie anatomischen Landmarke Standorten und Netto-Symmetrie zu sehen, ob das Netz richtig positioniert ist, und die erforderlichen Anpassungen vornehmen. </li></ol> 5. Mess-Elektrodenimpedanzen EEG ist als die Potentialdifferenz (Spannung) zwischen den referenzierten Seiten und der gemessenen Stelle gemessen. Hohe Impedanz an der Kopfhaut-Elektroden-Schnittstelle führt zu einem Rückgang der gemessenen Spannung, Dämpfung der Signalamplitude und einen Anstieg in der Gegenwart von Rauschen. Während nach dem Erwerb Filterung in einigen Studien (z. B. herkömmliche ERP-Studien) loswerden kann dieses Rauschen, hohe Impedanz in der Regel Kompromisse die Treue der erworbenen EEG-Daten. Es ist daher darauf zu achten, Impedanzen sind innerhalb der tolerierbaren Spezifikationen vor Beginn der EEG-Daten aufzeichnen. <ol><li> Stecken Sie den Stecker des HCGSN in das Interface-Kabel und schalten Sie den Hebel, um es zu fixieren. Schalten Sie die Kamera. </li><li> In der Leitwarte, eröffnen eine neue Sitzung in Net Station, geben Sie die Teilnehmer Informationen, und klicken Sie auf Start Session. Da die Video-und d EEG-Signalen synchronisiert werden, sollte ein Live-Video-Feeds aus dem Experiment Platz auf dem Bildschirm erscheinen. </li><li> Wählen Sie die Panels Dropdown-Menü öffnen Impedanz, und klicken Sie auf die Schaltfläche Messen. Eine Montage des HCGSN Sensor-Array wird auf dem Bildschirm erscheinen. Ziehen Sie das Fenster an den Rand des Bildschirms, so dass es öffnet sich auf dem Monitor in das Experiment Raum. </li><li> Mit einer Einmal-Pipette, Rechen beiseite der Teilnehmer an den Haaren, so dass jede Elektrode direkt auf die Teilnehmer der Kopfhaut sitzen. </li><li> Lesen Sie die Impedanzmessung Fenster mit den HCGSN Montage auf dem Monitor. Sensoren, die nicht machen werden einen guten Kontakt mit der Kopfhaut wird rot. Notieren Sie sich die Elektroden-Sensor Zahlen. Verwenden Sie die Pipette und eine kleine Menge des bereits vorbereitet Elektrolyt-Lösung, um die Impedanz dieser Sensoren zu verbessern. Elektroden auf der Montage wird grün wie ihre Impedanz wird verbessert. </li><li> Wenn Impedanzen befriedigend (dh, wenn alle Elektroden auf die Montage grün sind), klicken Sie auf Speichern &amp; Schließen-Schaltfläche auf der Impedanzmessung Fenster in der Leitwarte. </li><li> In Net Station, öffnen Sie das Dense Waveform Display. Blättern Sie durch die Kurven und beachten Sie alle Kanäle, die Anzeige mit hoher Amplitude Rauschen aufgrund der schlechten Kopfhaut berühren. </li></ol> 6. Unter Baseline Recordings Vor Beginn der experimentellen Paradigma, nehmen Sie einige grundlegende d EEG-Aufzeichnungen des Teilnehmers ruhenden elektrischen Aktivität des Gehirns. Ruhebasiswert Aufnahmen werden in kontinuierliche d EEG-Studien wichtig, weil es ein hohes Maß an Variabilität in elektrische Aktivität des Gehirns von Teilnehmer zu Teilnehmer. Als Ergebnis müssen die meisten kontinuierlichen d EEG-Studien implementieren within-subjects experimentelles Design, die Analyse der Unterschiede zwischen den einzelnen experimentellen Bedingungen und ein Pre-Experiment Baseline-Phase. Für Event-bezogenen EEG-Studien kann ein Baseline-Phase nicht notwendig sein. <ol><li> Lassen Sie die Teilnehmer allein in dem Experiment Raum und weisen ihm oder ihr, still zu sitzen und zu minimieren Bewegung. Für Säuglings-Teilnehmer sollten die Eltern / Erziehungsberechtigten in den Raum mit dem Kind sitzen ruhig in seinem oder ihrem Schoß bleiben. Im Haley lab ist ein Film mit dem Titel Baby-Mozart, eine audio-visuelle Kombination aus klassischer Musik und bunten Bewegung entwickelt, gespielt, um sicherzustellen, dass Kinder ruhig und still bleiben. Während einer interaktiven Baseline-Phase ist nicht immer ideal, kann es als Vor-Baseline-Phase verwendet werden, um das Kind vor der Einnahme von Baseline-Aufnahmen zu beruhigen. </li><li> In Net Station, klicken Sie auf die Record-Taste, um die Aufnahme von Video und Signaldaten beginnen. Auf der Dense Waveform Display, kann Ereignismarker eingefügt werden, um Verhaltensänderungen Ereignisse um die elektrische Aktivität Link während des gesamten Experiments werden. Legen Sie eine &quot;Baseline&quot; Event-Marker auf der Wellenform-Anzeige. </li><li> Rekord Grundlage für eine standardisierte Zeitraum. Im Haley Labor, dauert die Standard-Baseline Phase 2 Minuten. </li></ol> 7. Das Ausführen des Experiment In d EEG-Studien, ist es wichtig, mindestens zwei Experimentatoren präsentieren während der Studie zu haben. Ein Experimentator ist verantwortlich für die Interaktion mit dem Teilnehmer und der Umsetzung der Behavioral-Paradigma, während die zweite Experimentator die Dense Waveform Display Monitor. <ol><li> Umsetzung der experimentellen Abs.DIGM. </li><li> Überwachen Sie den Dense Waveform Display während des gesamten Versuchs zu bestimmen, ob alle Kanäle sind Anzeigen steigenden Geräuschpegel. Zunehmende Lärm kann reflektierend zunehmender Impedanzen. Acceptable Impedanz Ebenen können durch Verwendung von mehr Elektrolyt-Lösung zurückgewonnen werden. Dies sollte zu einem Bruch in der experimentellen Protokoll erfolgen. </li></ol> 8. Debriefing der Teilnehmer <ol><li> Wenn das Experiment beendet ist, vorsichtig lösen und entfernen Sie die HCGSN von der Kopfgröße des Teilnehmers. Spülen, Desinfizieren und trocken im Netz. </li><li> Geben Sie die Teilnehmer ein Handtuch, mit dem abwischen, um überschüssiges Elektrolyt-Lösung. </li><li> Geben Sie dem Teilnehmer die verbleibenden Fragebögen, die ausgefüllt werden müssen. </li></ol> 9. Analyse Das gleiche EGI-Software verwendet, um Daten zu erfassen Deeg wird auch benutzt, um die Daten zu analysieren, die einen reibungslosen und einfachen Übergang von der Datenerhebung bis zur Datenanalyse. Da die HCGSN nimmt auch elektrische Störungen aus der Umwelt, müssen die Daten zunächst gefiltert und gereinigt werden, bevor sie analysiert werden können. Alle notwendigen Werkzeuge sind in Net-Station enthalten. <ol><li> In Net Station, klicken Sie auf und öffnen Sie die Waveform-Werkzeug aus. Führen Sie die erfassten Daten-Datei durch die Filterung und Artefakt-Erkennungs-Tools nach der Einstellung der gewünschten Parameter. Die Artefakt-Erkennung Tool identifiziert Spikes aus Auge blinkt oder Augenbewegungen und erkennt schlechten Kanälen. In vielen Fällen kann eine zusätzliche manuelle Bearbeitung und Artefakt Entfernung notwendig sein (besonders beim Arbeiten mit Kind Populationen, in denen du nicht kontrollieren kannst Auge blinkt und Bewegungen). </li><li> Segment die Daten, um so die verschiedenen experimentellen Bedingungen auf der Grundlage der eingesetzten Ereignismarker zu trennen. </li><li> Wenden Sie alle gewünschten Analysen. Im Haley Labor, ist die Frequenz-Analyse verwendet werden, um zu analysieren, wie charakteristische Frequenzen der Hirnaktivität variiert zwischen experimentellen Bedingungen und zwischen verschiedenen Hirnregionen. Eine Abnahme der Wellenenergie ist potentiell reflektiert die erhöhte Aktivität von Neuronen in dieser Region. </li></ol> 10. Repräsentative Daten <img src="/files/ftp_upload/2759/2759fig1.jpg" alt="Abbildung 1" /> Abbildung 1. Raw EEG-Kurven zeigen die Schwankungen in aufgezeichneten Spannung (uV) über die Zeit (s), bei einer einzigen Elektrode (Elektrode 30). Die Wellenformen stellen Daten in den ersten 1000ms von jeweils 3 experimentellen Phasen gesammelt: baseline, Demonstration und sofortigen Abruf. <img src="/files/ftp_upload/2759/2759fig2.jpg" alt="Abbildung 2" /> Abbildung 2. Raw Daten aus der gesamten Kopfhaut (128-Elektrode montage) während der drei experimentellen Phasen (baseline, Demonstration, sofortigen Abruf) eines teilnehmenden Kindes gesammelt. Die Daten werden als eine topographische Karte präsentiert und zeigt Unterschiede in der Oberfläche Ebene Gehirn elektrische Aktivität (uV) über Hirnregionen und experimentellen Phase der Puppe Aufgabe.

<ol>
	<li>Willis, W. G., Weiler, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+substrates+of+childhood+attention-deficit+/+hyperactivity+disorder:+Electroencephalographic+and+Magnetic+Resonance+Imaging+evidence.">Neural substrates of childhood attention-deficit / hyperactivity disorder: Electroencephalographic and Magnetic Resonance Imaging evidence.</a> Developmental Neuropsychology. 27, 135-182 (2005).</li><li>Yang, L., Liu, Z., He, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EEG-fMRI+reciprocal+functional+neuroimaging.">EEG-fMRI reciprocal functional neuroimaging.</a> Clinical Neurophysiology. 121, 1240-1250 (2010).</li><li>Dale, M. P., Halgren, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatiotemperal+mapping+of+brain+activity+by+integration+of+multiple+imaging+modalities.+Current+Opinion+in+Neurobiology.">Spatiotemperal mapping of brain activity by integration of multiple imaging modalities. Current Opinion in Neurobiology.</a> 11, 202-208 (2001).</li><li>Sperli, F., Spinelli, L., Seeck, M., Kurian, M., Michel, C. M., Lantz, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EEG+source+imaging+in+pediatric+epilepsy+surgery:+A+new+perspective+in+presurgical+workup.">EEG source imaging in pediatric epilepsy surgery: A new perspective in presurgical workup.</a> Epilepsia. 47, 1-10 (2006).</li><li>Holmes, M. D., Quiring, J., Tucker, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+that+juvenile+myoclonic+epilepsy+is+a+disorder+of+frontotemporal+corticothalamic+networks.">Evidence that juvenile myoclonic epilepsy is a disorder of frontotemporal corticothalamic networks.</a> NeuroImage. 49, 80-93 (2010).</li><li>Holmes, M. D., Tucker, D. M., Quiring, J. M., Hakimian, S., Miller, J. W., Ojemann, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparing+Noninvasive+dense+array+and+intracranial+electroencephalography+for+the+localization+of+seizures.">Comparing Noninvasive dense array and intracranial electroencephalography for the localization of seizures.</a> Neurosurgery. 66, 1-10 (2010).</li><li>Muthukumaraswamy, S. D., Johnson, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+rolandic+mu+rhythm+during+observation+of+a+precision+grip.">Changes in rolandic mu rhythm during observation of a precision grip.</a> Psychophysiology. 41, 152-156 (2004).</li><li>Muthukumaraswamy, S. D., Johnson, B. W., McNair, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mu+rhythm+modulation+during+observation+of+an+object-directed+grasp.">Mu rhythm modulation during observation of an object-directed grasp.</a> Cognitive Brain Research. 19, 195-201 (2004).</li><li>Arbel, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Error+processing+by+individuals+with+specific+language+impairment:+An+ERP+study.">Error processing by individuals with specific language impairment: An ERP study.</a> Dissertation Abstracts International: Section B: The Sciences and Engineering. 67, 3095-3095 (2006).</li><li>Lepage, J., Th&#233;oret, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EEG+evidence+for+the+presence+of+an+action+observation-execution+matching+system+in+children.">EEG evidence for the presence of an action observation-execution matching system in children.</a> European Journal of Neuroscience. 23, 2505-2510 (2006).</li><li>Sokhadze, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Event-related+potential+study+of+novelty+processing+abnormalities+in+autism.">Event-related potential study of novelty processing abnormalities in autism.</a> Applied Psychphysiology and Biofeedback. 34, 37-51 (2009).</li><li>Nystr&#246;m, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+infant+mirror+neuron+system+studied+with+high+density+EEG.">The infant mirror neuron system studied with high density EEG.</a> Social Neuroscience. Special Issue: The Mirror Neuron System. , 3-3 (2008).</li><li>Bernier, R., Dawson, G., Webb, S., Murias, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EEG+mu+rhythm+and+imitation+impairments+in+individuals+with+autism+spectrum+disorder.">EEG mu rhythm and imitation impairments in individuals with autism spectrum disorder.</a> Brain and Cognition. 64, 228-237 (2007).</li><li>Brodbeck, V., Lascano, A. M., Spinelli, L., Seeck, M., Michel, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accuracy+of+EEG+source+imaging+of+epileptic+spikes+in+patients+with+large+brain+lesions.">Accuracy of EEG source imaging of epileptic spikes in patients with large brain lesions.</a> Clinical Neurophysiology. 120, 679-685 (2009).</li><li>Ramon, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Power+spectral+density+changes+and+language+lateralization+during+covert+object+naming+tasks+measured+with+high-density+EEG+recordings.">Power spectral density changes and language lateralization during covert object naming tasks measured with high-density EEG recordings.</a> Epilepsy and Behaviour. 14, 54-59 (2009).</li></ol>

Die Hydrocele Geodesic Sensor Net von EGI stellt eine nicht-invasive und einfach zu gelten Methode zur Gewinnung von d EEG-Daten von Erwachsenen und Kind Teilnehmern. Diese Technologie kombiniert hohe zeitliche und räumliche Auflösung mit einer erhöhten Chance für Mobilität, wodurch es ideal für den Einsatz in komplexen Verhaltens-Paradigmen der kognitiven Aktivitäten, die nur in subtilen Veränderungen der elektrischen Aktivität niederschlagen können untersuchen. Angesichts des steigenden Interesses in der Untersuchung der Entwicklung des Säuglings Kognition und der relativen Knappheit der bildgebenden Verfahren für den Einsatz in der Säuglings-Bevölkerung, ist die Verwendung des HCGSN wahrscheinlich zunehmen, führt uns zu einem tieferen Verständnis des Säuglings Kognition.

investigating social cognition in infants and adults using dense array electroencephalography (deeg)

Dichte Anordnung der Elektroenzephalographie (EEG d), die eine nicht-invasive Fenster zur Messung Hirnaktivität und einer zeitlichen Auflösung von keinem anderen aktuellen bildgebenden Technologie 1,2 bietet, wird zunehmend in das Studium der sozialen kognitiven Fähigkeiten bei Kindern und Erwachsenen verwendet . Während d EEG ist so dass die Forscher die Gehirnaktivität Muster mit bisher unerreichten Empfindlichkeit zu untersuchen, weiterhin konventionelle EEG-Aufzeichnung Systemen mit bestimmten Einschränkungen, einschließlich 1) Gesicht schlechten räumlichen Auflösung und Quelllokalisierung 3,4, 2) die körperlichen Beschwerden für Testpersonen ertragen die individuelle Anwendung zahlreicher Elektroden an der Oberfläche der Kopfhaut, und 3) die Komplexität für die Forscher des Lernens, um mehrere Software-Pakete verwenden, um zu sammeln und zu verarbeiten. Hier präsentieren wir Ihnen einen Überblick über eine etablierte Methode, die eine deutliche Verbesserung gegenüber herkömmlichen Methoden zur Untersuchung von Säuglingen und Erwachsenen EEG darstellt. Obwohl mehrere analytische Software-Techniken können verwendet werden, um indirekte Indizes Quelllokalisierung einzurichten, um die räumliche Auflösung von d EEG zu verbessern, die Hydrocele Geodesic Sensor Net (HCGSN) durch elektrische Geodäten, Inc. (EGI), ein dichtes sensorischen Array, das gleiche Abstände unterhält zwischen benachbarten Aufnahme Elektroden auf allen Oberflächen der Kopfhaut, eine weitere Verbesserung räumlicher Auflösung 4,5,6 im Vergleich zu Standard d EEG-Systeme. Der Schwamm-basierte HCGSN kann schnell und ohne Abrieb Kopfhaut aufgetragen werden, wodurch es ideal für den Einsatz bei Erwachsenen 7,8, Kinder 9,10,11 und Kleinkinder 12, sowohl in der Forschung und der klinischen 4,5,6,13,14 , 15 Einstellungen. Diese Funktion ermöglicht eine beträchtliche Zeit-und Kosteneinsparungen durch die Verringerung der durchschnittlichen Netto-Anwendung im Vergleich zu anderen d EEG-Systeme. Darüber hinaus enthält die HCGSN einheitliche, nahtlose Software-Applikationen für alle Phasen der Daten erheblich vereinfacht die Erhebung, Verarbeitung und Analyse von d EEG-Daten. Die HCGSN verfügt über eine Low-Profile-Elektrode Sockel, die, wenn sie mit Elektrolyt-Lösung gefüllt, schafft eine versiegelte Mikroumgebung und einer Elektrode-Kopfhaut-Schnittstelle. In allen Geodesic d EEG-Systeme, erkennen EEG-Sensoren Änderungen der Spannung, die aus dem Teilnehmer der Kopfhaut, zusammen mit einer kleinen Menge von elektrischen Störungen, die aus dem Raumklima. Elektrische Signale von allen Sensoren der Geodesic sensor net werden gleichzeitig durch den Verstärker, wo sie automatisch verarbeitet, verpackt erhalten, und an die Datenerfassungs-Computer (DAC). Einmal durch den DAC erhalten haben, können Kopfhaut elektrische Aktivität von Artefakten für die Analyse unter Verwendung der Filter-und Artefakt-Erkennungs-Tools in der EGI-Software enthalten, isoliert werden. Typischerweise kann der HCGSN kontinuierlich für nur bis zu zwei Stunden verwendet werden, da der Elektrolyt-Lösung trocknet im Laufe der Zeit allmählich abnehmenden Qualität der Kopfhaut-Elektroden-Schnittstelle. In der Eltern-Kind-Research Lab an der University of Toronto, sind wir mit d EEG auf sozial-kognitive Prozesse wie Gedächtnis, Emotion, Ziele, Intentionalität, Antizipation und exekutive Funktionen bei Erwachsenen und Kind Teilnehmer studieren.

Watch this Scientific Journal Video about Investigating Social Cognition in Infants and Adults Using Dense Array Electroencephalography dEEG at JoVE.com

Investigating Social Cognition in Infants and Adults Using Dense Array Electroencephalography dEEG

Dense Array Elektroenzephalographie wird zunehmend zu sozialen kognitiven Funktionen bei Säuglingen und Erwachsenen Studie verwendet. Hier präsentieren wir eine etablierte Methode, die eine deutliche Verbesserung gegenüber herkömmlichen Methoden zur Untersuchung von Säuglingen und Erwachsenen EEG darstellt.

Untersuchung Social Cognition in Kinder und Erwachsene mit Dense Array Elektroenzephalographie ( D EEG)

Dense array electroencephalography (dEEG), which provides a non-invasive window for measuring brain activity and a temporal resolution unsurpassed by any ...

investigating-social-cognition-infants-adults-using-dense-array

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Investigating Social Cognition in Infants and Adults Using Dense Array Electroencephalography (dEEG)

17.7K Aufrufe.  University Toronto Scarborough. Dense Array Elektroenzephalographie wird zunehmend zu sozialen kognitiven Funktionen bei Säuglingen und Erwachsenen Studie verwendet. Hier präsentieren wir eine etablierte Methode, die eine deutliche Verbesserung gegenüber herkömmlichen Methoden zur Untersuchung von Säuglingen und Erwachsenen EEG darstellt.

Serie: Investigating Social Cognition in Infants and Adults Using Dense Array Electroencephalography dEEG

Combining Behavioral Endocrinology and Experimental Economics: Testosterone and Social Decision Making

Behavioral endocrinological research in humans as well as in animals suggests that testosterone plays a key role in social interactions. Studies in rodents have shown a direct link between testosterone and aggressive behavior1 and folk wisdom adapts these findings to humans, suggesting that testosterone induces antisocial, egoistic or even aggressive behavior2. However, many researchers doubt a direct testosterone-aggression link in humans, arguing instead that testosterone is primarily involved in status-related behavior3,4. As a high status can also be achieved by aggressive and antisocial means it can be difficult to distinguish between anti-social and status seeking behavior.
We therefore set up an experimental environment, in which status can only be achieved by prosocial means. In a double-blind and placebo-controlled experiment, we administered a single sublingual dose of 0.5 mg of testosterone (with a hydroxypropyl-&beta;-cyclodextrin carrier) to 121 women and investigated their social interaction behavior in an economic bargaining paradigm. Real monetary incentives are at stake in this paradigm; every player A receives a certain amount of money and has to make an offer to another player B on how to share the money. If B accepts, she gets what was offered and player A keeps the rest. If B refuses the offer, nobody gets anything. A status seeking player A is expected to avoid being rejected by behaving in a prosocial way, i.e. by making higher offers.
The results show that if expectations about the hormone are controlled for, testosterone administration leads to a significant increase in fair bargaining offers compared to placebo. The role of expectations is reflected in the fact that subjects who report that they believe to have received testosterone make lower offers than those who say they believe that they were treated with a placebo. These findings suggest that the experimental economics approach is sensitive for detecting neurobiological effects as subtle as those achieved by administration of hormones. Moreover, the findings point towards the importance of both psychosocial as well as neuroendocrine factors in determining the influence of testosterone on human social behavior.

The procedure described in this protocol shows that testosterone administration and folk beliefs about testosterone may be associated with directly opposed social behaviors.

Die Kombination Behavioral Endokrinologie und Experimentelle Wirtschaftsforschung: Testosteron und Social Decision Making

Behavioral endocrinological research in humans as well as in animals suggests that testosterone plays a key role in social interactions. Studies in ...

Forschung

Neurowissenschaften

Electrophysiological Measurements and Analysis of Nociception in Human Infants

Pain is an unpleasant sensory and emotional experience. Since infants cannot verbally report their experiences, current methods of pain assessment are based on behavioural and physiological body reactions, such as crying, body movements or changes in facial expression. While these measures demonstrate that infants mount a response following noxious stimulation, they are limited: they are based on activation of subcortical somatic and autonomic motor pathways that may not be reliably linked to central sensory processing in the brain. Knowledge of how the central nervous system responds to noxious events could provide an insight to how nociceptive information and pain is processed in newborns.
The heel lancing procedure used to extract blood from hospitalised infants offers a unique opportunity to study pain in infancy. In this video we describe how electroencephalography (EEG) and electromyography (EMG) time-locked to this procedure can be used to investigate nociceptive activity in the brain and spinal cord.
This integrative approach to the measurement of infant pain has the potential to pave the way for an effective and sensitive clinical measurement tool.

The assessment and treatment of pain in infants is difficult because infants cannot verbally report their experience. In this video we describe quantitative electrophysiological methods and analysis techniques that can be used to measure the response to noxious events from the infant nervous system.

Elektrophysiologische Messungen und Analyse von Nozizeption in Human Infants

Pain is an unpleasant sensory and emotional experience. Since infants cannot verbally report their experiences, current methods of pain assessment are ...

Super-resolution Imaging of Neuronal Dense-core Vesicles

Detection of fluorescence provides the foundation for many widely utilized and rapidly advancing microscopy techniques employed in modern biological and medical applications. Strengths of fluorescence include its sensitivity, specificity, and compatibility with live imaging. Unfortunately, conventional forms of fluorescence microscopy suffer from one major weakness, diffraction-limited resolution in the imaging plane, which hampers studies of structures with dimensions smaller than ~250 nm. Recently, this limitation has been overcome with the introduction of super-resolution fluorescence microscopy techniques, such as photoactivated localization microscopy (PALM). Unlike its conventional counterparts, PALM can produce images with a lateral resolution of tens of nanometers. It is thus now possible to use fluorescence, with its myriad strengths, to elucidate a spectrum of previously inaccessible attributes of cellular structure and organization.
Unfortunately, PALM is not trivial to implement, and successful strategies often must be tailored to the type of system under study. In this article, we show how to implement single-color PALM studies of vesicular structures in fixed, cultured neurons. PALM is ideally suited to the study of vesicles, which have dimensions that typically range from ~50-250 nm. Key steps in our approach include labeling neurons with photoconvertible (green to red) chimeras of vesicle cargo, collecting sparsely sampled raw images with a super-resolution microscopy system, and processing the raw images to produce a high-resolution PALM image. We also demonstrate the efficacy of our approach by presenting exceptionally well-resolved images of dense-core vesicles (DCVs) in cultured hippocampal neurons, which refute the hypothesis that extrasynaptic trafficking of DCVs is mediated largely by DCV clusters.

We describe how to implement photoactivated localization microscopy (PALM)-based studies of vesicles in fixed, cultured neurons. Key components of our protocol include labeling vesicles with photoconvertible chimeras, collecting sparsely sampled raw images with a super-resolution microscopy system, and processing the raw images to produce a super-resolution image.

Super-Resolution Imaging neuronaler Dense-Core-Vesikel

Detection of fluorescence provides the foundation for many widely utilized and rapidly advancing microscopy techniques employed in modern biological and ...

Investigating the Function of Deep Cortical and Subcortical Structures Using Stereotactic Electroencephalography: Lessons from the Anterior Cingulate Cortex

Stereotactic Electroencephalography (SEEG) is a technique used to localize seizure foci in patients with medically intractable epilepsy. This procedure involves the chronic placement of multiple depth electrodes into regions of the brain typically inaccessible via subdural grid electrode placement. SEEG thus provides a unique opportunity to investigate brain function. In this paper we demonstrate how SEEG can be used to investigate the role of the dorsal anterior cingulate cortex (dACC) in cognitive control. We include a description of the SEEG procedure, demonstrating the surgical placement of the electrodes. We describe the components and process required to record local field potential (LFP) data from consenting subjects while they are engaged in a behavioral task. In the example provided, subjects play a cognitive interference task, and we demonstrate how signals are recorded and analyzed from electrodes in the dorsal anterior cingulate cortex, an area intimately involved in decision-making. We conclude with further suggestions of ways in which this method can be used for investigating human cognitive processes.

Stereotactic Electroencephalography (SEEG) is an operative technique used in epilepsy surgery to help localize seizure foci. It also affords a unique opportunity to investigate brain function. Here we describe how SEEG can be used to investigate cognitive processes in human subjects.

Die Untersuchung der Funktion von Deep kortikalen und subkortikalen Strukturen Mit Stereotaktische Elektroenzephalographie: Lehren aus der anterioren cingulären Cortex

Stereotactic Electroencephalography (SEEG) is a technique used to localize seizure foci in patients with medically intractable epilepsy. This procedure ...

Studying Brain Function in Children Using Magnetoencephalography

Magnetoencephalography (MEG) is a non-invasive neuroimaging technique which directly measures magnetic fields produced by the electrical activity of the human brain. MEG is quiet and less likely to induce claustrophobia compared with magnetic resonance imaging (MRI). It is therefore a promising tool for investigating brain function in young children. However, analysis of MEG data from pediatric populations is often complicated by head movement artefacts which arise as a consequence of the requirement for a spatially-fixed sensor array that is not affixed to the child's head. Minimizing head movements during MEG sessions can be particularly challenging as young children are often unable to remain still during experimental tasks. The protocol presented here aims to reduce head movement artefacts during pediatric MEG scanning. Prior to visiting the MEG laboratory, families are provided with resources that explain the MEG system and the experimental procedures in simple, accessible language. An MEG familiarization session is conducted during which children are acquainted with both the researchers and the MEG procedures. They are then trained to keep their head still whilst lying inside an MEG simulator. To help children feel at ease in the novel MEG environment, all of the procedures are explained through the narrative of a space mission. To minimize head movement due to restlessness, children are trained and assessed using fun and engaging experimental paradigms. In addition, children's residual head movement artefacts are compensated for during the data acquisition session using a real-time head movement tracking system. Implementing these child-friendly procedures is important for improving data quality, minimizing participant attrition rates in longitudinal studies, and ensuring that families have a positive research experience.

This article introduces a child-friendly research protocol designed to improve data quality by reducing head movement during pediatric magnetoencephalography (MEG). We familiarize families with the MEG environment, train children to remain still using an MEG simulator, and correct for residual head movement artefacts using a real-time head movement detection system.

Studium der Funktion des Gehirns bei Kindern mit Magnetoenzephalographie

Magnetoencephalography (MEG) is a non-invasive neuroimaging technique which directly measures magnetic fields produced by the electrical activity of the ...

Post-Movie Subliminal Measurement (PMSM), for Investigating Implicit Social Bias

New knowledge is continuously gained from a social environment that can influence how people respond to each other. Such responses often occur implicitly, at a subliminal perceptual level, and related brain mechanisms can be experimentally isolated by presenting the stimuli quickly. Subliminal presentation of faces that belong to different ethnicity groups, races, or gender has been shown to be successful in investigating social implicit responses. However, many implicit responses are based on knowledge previously gained about the faces (e.g., sexual orientation, political views, and socioeconomic status) and not solely on physical appearance. Here, a novel method called post-movie subliminal measurement (PMSM) is presented. When watching a socially engaging movie, a spectator gains knowledge about the protagonist and becomes familiar with his/her identity and world views. When the face of the protagonist is presented subliminally after the movie, it evokes an implicit neural response depending on what is learned about the protagonist. With a vast number of movies available, each depicting a variety of people with different identities, the PMSM method enables investigation of the brain&#39;s complex implicit biases in a manner that resembles real-life social perceptions.

Post-Movie Subliminal Measurement PMSM, for Investigating Implicit Social Bias

This protocol describes the use of movies to investigate brain mechanisms underlying implicit social biases during functional magnetic resonance imaging. When the face of a protagonist is presented after a movie subliminally, it evokes an implicit response based on knowledge of the protagonist gained during the movie.

Post-Movie Subliminal Measurement (PMSM), zur Untersuchung impliziter sozialer Voreingenommenheit

New knowledge is continuously gained from a social environment that can influence how people respond to each other. Such responses often occur implicitly, ...

Culture of Neurospheres Derived from the Neurogenic Niches in Adult Prairie Voles

Neurospheres are primary cell aggregates that comprise neural stem cells and progenitor cells. These 3D structures are an excellent tool to determine the differentiation and proliferation potential of neural stem cells, as well as to generate cell lines than can be assayed over time. Also, neurospheres can create a niche (in vitro) that allows the modeling of the dynamic changing environment, such as varying growth factors, hormones, neurotransmitters, among others. Microtus ochrogaster (prairie vole) is a unique model for understanding the neurobiological basis of socio-sexual behaviors and social cognition. However, the cellular mechanisms involved in these behaviors are not well known. The protocol aims to obtain neural progenitor cells from the neurogenic niches of the adult prairie vole, which are cultured under non-adherent conditions, to generate neurospheres. The size and number of neurospheres depend on the region (subventricular zone or dentate gyrus) and sex of the prairie vole. This method is a remarkable tool to study sex-dependent differences in neurogenic niches in vitro and the neuroplasticity changes associated with social behaviors such as pair bonding and biparental care. Also, cognitive conditions that entail deficits in social interactions (autism spectrum disorders and schizophrenia) could be examined.

We established the conditions to culture neural progenitor cells from the subventricular zone and dentate gyrus of the adult brain of prairie voles, as a complementary in vitro study, to analyze the sex-dependent differences between neurogenic niches that could be part of functional plastic changes associated with social behaviors.

Kultur der Neurosphären Abgeleitet von den neurogenen Nischen in Adult Prairie Voles

Neurospheres are primary cell aggregates that comprise neural stem cells and progenitor cells. These 3D structures are an excellent tool to determine the ...

Reliable Acquisition of Electroencephalography Data during Simultaneous Electroencephalography and Functional MRI

Simultaneous electroencephalography (EEG) and functional magnetic resonance imaging (fMRI), EEG-fMRI, combines the complementary properties of scalp EEG (good temporal resolution) and fMRI (good spatial resolution) to measure neuronal activity during an electrographic event, through hemodynamic responses known as blood-oxygen-level-dependent (BOLD) changes. It is a non-invasive research tool that is utilized in neuroscience research and is highly beneficial to the clinical community, especially for the management of neurological diseases, provided that proper equipment and protocols are administered during data acquisition. Although recording EEG-fMRI is apparently straightforward, the correct preparation, especially in placing and securing the electrodes, is not only important for safety but is also critical in ensuring the reliability and analyzability of the EEG data obtained. This is also the most experience-demanding part of the preparation. To address these issues, a straightforward protocol that ensures data quality was developed. This article provides a step-by-step guide for acquiring reliable EEG data during EEG-fMRI using this protocol that utilizes readily available medical products. The presented protocol can be adapted to different applications of EEG-fMRI in research and clinical settings, and may be beneficial to both inexperienced and expert operators.

This article provides a straightforward protocol for acquiring good quality electroencephalography (EEG) data during simultaneous EEG and functional magnetic resonance imaging by utilizing readily available medical products.

Zuverlässige Erfassung von Elektroenzephalographiedaten während der simultanen Elektroenzephalographie und funktionellen MRT

Simultaneous electroencephalography (EEG) and functional magnetic resonance imaging (fMRI), EEG-fMRI, combines the complementary properties of scalp EEG ...

Optrode Array for Simultaneous Optogenetic Modulation and Electrical Neural Recording

During the last decade, optogenetics has become an essential tool for the investigation of neural signaling due to its unique capability of selective neural modulation or monitoring. As specific types of neuronal cells can be genetically modified to express opsin proteins, optogenetics enables optical stimulation or inhibition of the selected neurons. There have been several technological advances in the optical system for optogenetics. Recently, it was proposed to combine the optical waveguide for light delivery with electrophysiological recording to simultaneously monitor the neural responses to optogenetic stimulation or inhibition. In this study, an implantable optrode array (2x2 optical fibers) was developed with embedded multichannel electrodes. 
A light-emitting diode (LED) was employed as a light source, and a microfabricated microlens array was integrated to provide sufficient light power at the tip of the optical fibers. The optrode array system comprises the disposable part and the reusable part. The disposable part has optical fibers and electrodes, while the reusable part has the LED and electronic circuitry for light control and neural signal processing. The novel design of the implantable optrode array system is introduced in the accompanying video in addition to the procedure of the optrode implantation surgery, optogenetic light stimulation, and the electrophysiological neural recording. The results of in vivo experiments successfully showed time-locked neural spikes evoked by the light stimuli from hippocampal excitatory neurons of mice.

Here, we present the fabrication method of an optrode system with optical fibers for light delivery and an electrode array for neural recording. In vivo experiments with transgenic mice expressing channelrhodopsin-2 show the feasibility of the system for simultaneous optogenetic stimulation and electrophysiological recording.

Optroden-Array zur simultanen optogenetischen Modulation und elektrischen neuronalen Aufzeichnung

During the last decade, optogenetics has become an essential tool for the investigation of neural signaling due to its unique capability of selective ...

Brain Mapping Using a Graphene Electrode Array

Cortical maps represent the spatial organization of location-dependent neural responses to sensorimotor stimuli in the cerebral cortex, enabling the prediction of physiologically relevant behaviors. Various methods, such as penetrating electrodes, electroencephalography, positron emission tomography, magnetoencephalography, and functional magnetic resonance imaging, have been used to obtain cortical maps. However, these methods are limited by poor spatiotemporal resolution, low signal-to-noise ratio (SNR), high costs, and non-biocompatibility or cause physical damage to the brain. This study proposes a graphene array-based somatosensory mapping method as a feature of electrocorticography that offers superior biocompatibility, high spatiotemporal resolution, desirable SNR, and minimized tissue damage, overcoming the drawbacks of previous methods. This study demonstrated the feasibility of a graphene electrode array for somatosensory mapping in rats. The presented protocol can be applied not only to the somatosensory cortex but also to other cortices such as the auditory, visual, and motor cortex, providing advanced technology for clinical implementation.

We present a graphene array-based brain mapping procedure to reduce the invasiveness and improve spatiotemporal resolution. Graphene array-based surface electrodes exhibit long-term biocompatibility, mechanical flexibility, and suitability for brain mapping in a convoluted brain. This protocol allows for constructing multiple forms of sensory maps simultaneously and sequentially.

Brain Mapping mit einem Graphen-Elektroden-Array

Cortical maps represent the spatial organization of location-dependent neural responses to sensorimotor stimuli in the cerebral cortex, enabling the ...