Ce travail a été soutenu par la NSF accorde BCS0745880.

I. Introduction Dans le domaine de la neuroscience cognitive, l&#39;imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) est devenue la méthode standard d&#39;analyse. La popularité de l&#39;IRMf découle en partie de l&#39;acquisition de données facilement disponibles et les techniques d&#39;analyse, en plus de résultats facilement interprétables qui mettent en évidence les régions du cerveau associées à un processus donné cognitives. Cependant, l&#39;IRMf a une mauvaise résolution temporelle et ne peut donc pas suivre la dynamique rapide temporal du cerveau qui fonctionne. Si neuroscientifiques cognitifs continuer à utiliser principalement l&#39;IRMf, l&#39;image résultante de la fonction cérébrale sera sévèrement déficient. Les potentiels évoqués (ERP) sont utilisés beaucoup moins fréquemment, même si cette méthode offre une excellente résolution temporelle. Le but du présent article est de détailler les techniques clés impliqués dans l&#39;acquisition de données à haute densité d&#39;ERP. Il est à espérer que cette information sera de favoriser l&#39;utilisation accrue des ERP en neurosciences cognitives. II. Installation du matériel général Données de l&#39;ERP sont généralement mesurées dans un endroit avec un faible niveau de force de champ électromagnétique ambiant à minimiser les interférences avec le signal neural. Pour minimiser ces interférences, les ERP sont souvent mesurés dans une chambre métallique blindé (ie, une cage de Faraday), mais il peut être possible de trouver un endroit non protégé avec un niveau acceptable d&#39;intensité du champ ambiant (1 mg ou moins, qui peut être mesurée à l&#39;aide un compteur champ électromagnétique). Chaque électrode se connecte à un amplificateur qui à son tour se connecte à un ordinateur d&#39;acquisition de données. Un ordinateur séparé est utilisé pour la présentation du stimulus. Pour minimiser les interférences avec le signal neuronal, que les composantes essentielles alimenté devraient être logés dans la chambre blindée ou à proximité du lieu d&#39;enregistrement, tels que l&#39;affichage de relance et le clavier de réponse (par exemple, les lampes peuvent être utilisées pour aider à l&#39;application des électrodes, mais devrait être hors tension pendant l&#39;enregistrement). Un commutateur vidéo peut être utilisé pour afficher soit l&#39;ordinateur d&#39;acquisition de données ou l&#39;ordinateur présentation du stimulus sur un seul moniteur. Si une chambre blindé est utilisé, tous les câbles peuvent fonctionner à travers un petit conduit dans le mur (qui est à quelques centimètres de diamètre) ou une porte fissurée. Les participants doivent être assis dans une chaise confortable avec accoudoirs et d&#39;une hauteur de retour qui offre un soutien d&#39;épaule afin de minimiser artefact musculaire du cou, mais permet d&#39;accéder à des électrodes postérieures inférieures pour la réduction de l&#39;électrode impédance ultérieures. Nous utilisons une chambre blindée (construite par Global Partners in Blindage, Inc, Passaic, New Jersey) et un canal de 128 Quik-Cap/SynAmps 2 Neuroscan système (Compumedics Etats-Unis, Charlotte, NC). III. Placement Cap et la numérisation des électrodes Les électrodes sont généralement intégrés dans un bouchon de spandex qui réduit considérablement le temps d&#39;application. Toutefois, les emplacements d&#39;électrode relative dans un bouchon sont fixés ce qui élimine la possibilité d&#39;utiliser des configurations d&#39;électrodes standard, telles que le système d&#39;électrode de 10 à 20 1 ou un variant plus forte densité tels que le système 10-5 électrode 2, qui sont positionnés avec précision sur les une base de chaque participant. Pour la présentation des résultats finaux dans un format standard, nous Oz électrode position pour chaque participant à l&#39;emplacement approximatif dictée par le système d&#39;électrode 10-5 (et puis l&#39;étiquette de tous les électrodes en fonction de leurs positions approximative 10-5 système d&#39;électrode). Lors de l&#39;application de la PAC, s&#39;assurer qu&#39;il a symétrie gauche-droite, avec des électrodes placées sur la ligne médiane de la ligne médiane de la tête, et que la plupart des postéro-inférieure électrodes sont supérieurs à la limite du crâne-cou pour éviter des artefacts musculaires du cou. Alors que d&#39;une jugulaire propre à maintenir le bouchon en position, attacher les sangles latérales d&#39;une ceinture sur mesure au niveau de la taille en utilisant des attaches velcro peuvent améliorer le contact électrode latérale de la tête. Électrodes adjacentes pour les yeux peuvent également être appliquées pour l&#39;élimination ultérieure des mouvements oculaires ou des artefacts clignoter. Bien qu&#39;il soit raisonnable de supposer que le placement des électrodes est relativement uniforme dans les participants, les différences de taille de la tête et le placement capuchon de l&#39;électrode va produire la variabilité emplacement de l&#39;électrode. Pour répondre à cette variabilité, les emplacements d&#39;électrode peut être mesurée pour chaque participant. Nous utilisons un Polhemus FASTRAK numériseur (Colchester, VT) qui comprend un émetteur, trois récepteurs qui montent sur le bouchon à l&#39;aide de velcro (pour corriger les mouvements participant), et un stylet pour l&#39;enregistrement de chaque emplacement de l&#39;électrode (ce matériel est compatible avec le balayage Neuroscan a / 3DSpaceDx logiciels que nous utilisons pour l&#39;acquisition de données). Indépendamment de ce qui numériseur est utilisé, il doit être configuré selon les directives spécifiées, comme éviter la proximité de grands objets métalliques et en séparant l&#39;émetteur et le récepteur des câbles. Le numériseur doit être calibré et testé pour la précision et doit être déplacé, si necessary, à un emplacement différent jusqu&#39;à la localisation spatiale est exacte. IV. Réduire Impédances électrode Après les emplacements des électrodes sont numérisés, le participant doit s&#39;asseoir confortablement dans le fauteuil d&#39;enregistrement. Certains participants trouvent plus à l&#39;aise quand une serviette pliée est légèrement coincée entre leurs épaules et la chaise en arrière. Ensuite, le bouchon multi-électrodes doit être branché sur les amplificateurs. L&#39;impédance de chaque électrode doit être réduit de telle sorte qu&#39;il est inférieur à un seuil prédéterminé. Cela se fait par injection d&#39;un gel conducteur dans chaque ouverture d&#39;électrodes, ce qui permettra le passage du courant entre le cuir chevelu et l&#39;électrode sus-jacente. Pour éliminer la possibilité de contre-participant de contamination, une nouvelle seringue et une aiguille stériles bout émoussé doit être utilisé pour chaque participant. Il est à noter que bien que 5 k &amp; Omegal est un seuil impédance standard, un seuil un peu plus élevé peut être utilisé si la force électromagnétique ambiant champ est très faible. Nous utilisons le logiciel Neuroscan SCAN pour mesurer l&#39;impédance des électrodes, qui affiche le niveau de l&#39;impédance par couleur pour toutes les électrodes en temps réel. Il ya un certain nombre de techniques qui peuvent être d&#39;accélérer le processus de réduction de l&#39;impédance, qui est l&#39;aspect le plus de temps d&#39;acquisition de données ERP. Il est important de garder à l&#39;esprit que le but est de restreindre l&#39;application du gel entre le cuir chevelu et l&#39;électrode immédiatement sus-jacente. Il est recommandé que la main dominante de contrôle de la seringue et l&#39;application du gel pendant que la main non dominante effectue d&#39;autres fonctions. La seringue remplie de gel conducteur peut se reposer sur la tête sans aucun inconfort participant, mais ne doit jamais être pressé contre la tête. Tout d&#39;abord, pour une électrode donnée, il est souvent utile de faire quelques cercles avec la seringue pendant qu&#39;il repose contre la tête, pour passer les cheveux intervenir. Après cela, tout en appuyant légèrement sur l&#39;électrode vers le bas avec la main non dominante, une petite quantité de gel doit être injecté au cuir chevelu, puis la seringue doit être retirée, tout en continuant à injecter un gel pour faire un pont entre le gel de cuir chevelu et les électrode. Gel qui dépasse de l&#39;ouverture de l&#39;électrode doit être essuyé avec un tissu et jeté. Dans certains cas, gel conducteur reliera électrodes adjacentes telles que les impédances seront liés - ce qui réduit la résolution spatiale, mais est généralement de préoccupation mineure car il ya un nombre élevé d&#39;électrodes. Gel doit d&#39;abord être appliqué à la masse et les électrodes de référence, et si la première série des impédances d&#39;électrodes restent toutes gel élevée devrait être réappliqué à ces deux électrodes. Que le gel devient généralement plus conducteur au fil du temps, une stratégie consiste à injecter un gel dans les électrodes dans un quadrant du cuir chevelu (comme le cuir chevelu postérieure droite) jusqu&#39;à ce que toutes les impédances commencent à diminuer, d&#39;injecter un gel dans les électrodes dans le quadrant suivante jusqu&#39;à ce que toutes les impédances commencent à diminuer , puis faire défiler les quadrants ré-injection de gel dans les électrodes haute impédance. Il convient de souligner que le processus de l&#39;application du gel ne devrait jamais causer de l&#39;inconfort des participants, et il devrait indiquer clairement au participant qu&#39;ils devraient verbaliser toute gêne pour l&#39;action correspondante peut être arrêtée. V. Enregistrement des données Avant l&#39;enregistrement commence, les participants devraient être encouragés à entrer dans une position confortable et se détendre, afin de minimiser artefact musculaire du cou, et d&#39;éviter les mouvements de tête qui pourraient produire de contact entre les électrodes postérieures et la chaise en arrière. Il convient de souligner au participant que pendant l&#39;enregistrement, ils devraient rester relativement immobile, comme un mouvement significatif de la chaise (qui contient habituellement une armature métallique) peut créer des interférences électromagnétiques. Les participants devraient ensuite recevoir un clavier de réponse et de tous les équipements non essentiels à proximité du participant, comme des lumières, devrait être supprimé ou désactivé. Pour permettre ultérieures liées à l&#39;événement d&#39;analyse, l&#39;apparition de chaque événement de relance doit être signalé / déclenché par l&#39;ordinateur de relance et reçues et stockées avec les données électrophysiologiques. Nous envoyons ces impulsions déclenchent à chaque début du stimulus par le port parallèle via E-Prime programmes (Software Tools psychologie, Inc, Pittsburgh, PA), qui incluent le port d&#39;initialisation personnalisée en ligne et déclencher des scripts qui sont disponibles gratuitement 3, et les déclencheurs sont reçu et stocké par le logiciel de numérisation. Port de configuration brochage doit être référencé à s&#39;assurer que les valeurs de déclenchement valables sont utilisées. De la pertinence, la plupart des amplificateurs haute-pass paramètres du filtre sont acceptables tant que l&#39;objectif est simplement de supprimer des composants de très basse fréquence (comme DC) qui sont sans rapport avec la réponse transitoire de neurones. En revanche, acceptables passe-bas des paramètres de filtre varient en fonction de l&#39;environnement d&#39;enregistrement. Dans les environnements avec des interférences électromagnétiques très basse température ambiante d&#39;un filtre passe-bas avec une fréquence de coupure très élevée (comme 200 Hz) peut être utilisé, ce quih minimise la distorsion de la réponse neuronale qui ne contiennent des fréquences plus élevées. Dans les environnements avec des niveaux plus élevés d&#39;interférence, une coupure de fréquence inférieure (par exemple 80 Hz) et une encoche 60 Hz filtre peut être utilisé tel que la réponse électrophysiologique est dominée par le signal neuronal. Notez que le filtrage peut également être réalisée dans le logiciel après les données sont acquises, bien que le filtrage à l&#39;étage d&#39;amplification produit souvent moins de distorsion du signal. VI. Nettoyage du Cap Le bouchon multi-électrodes doivent être soigneusement nettoyés et désinfectés immédiatement après l&#39;enregistrement des données est terminée. Nous commençons par trempage le bouchon dans l&#39;eau chaude pendant 5-10 minutes puis rincer chaque électrode avec un jet d&#39;eau courante pour bien enlever tous les gel conducteur. L&#39;extrémité émoussée d&#39;un coton-tige bâton de bois peut être utilisé pour effacer les trous dans les électrodes. Ensuite, nous tremper le bouchon dans un bain d&#39;eau tiède savonneuse (composé de 4 litres d&#39;eau et 1-2 oz de Dial) pendant 30 minutes afin d&#39;assurer tout le gel a été retiré, suivie d&#39;un rinçage avec de l&#39;eau. Pour éviter la contamination croisée des participants, le plafond doivent être trempées pendant 15-30 minutes dans une eau appropriée / désinfectant mélanger (comme les 4 parties d&#39;eau pour 1 partie Envirocide) puis doivent être rincés abondamment à l&#39;eau. Lorsque vous suspendez le bouchon à sécher, il doit être placé de façon symétrique et sans tension comme il peut conserver un certain degré de sa position de séchage, qui, si irréguliers peuvent réduire la facilité de la réduction de l&#39;impédance ultérieures. VII. Aperçu de l&#39;analyse Les données pré-traitement se compose de quatre étapes multiples, y compris l&#39;exclusion des électrodes qui avait un mauvais contact ou intermittente, la suppression des artefacts clignotent, la correction de base et complémentaires filtrage passe-haut ou passe-bas. Pré-traitement est suivi par les événements liés moyenne, et la résolution spatiale peut être améliorée en effectuant la localisation de source ERP 5. Nous utilisons le logiciel d&#39;analyse BESA (Gräfelfing, Allemagne) pour une moyenne liée événement de pré-traitement, et la localisation de source (BESA offre régulièrement des cours de l&#39;analyse de deux jours), avec une analyse complémentaire menée sur les exportations liées à l&#39;événement des fichiers en utilisant la moyenne des scripts personnalisés écrits dans MATLAB (The MathWorks, Natick, MA).

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	<li>Jasper, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+ten-twenty+electrode+system+of+the+International+Federation.">The ten-twenty electrode system of the International Federation.</a> Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 10, 371-375 (1958).</li><li>Oostenveld, R., Praamstra, 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+five+percent+electrode+system+for+high-resolution+EEG+and+ERP+measurements.">The five percent electrode system for high-resolution EEG and ERP measurements.</a> Clin. Neurophysiol. 112, 713-719 (2001).</li><li>Slotnick, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+retinotopic+reactivation+during+spatial+memory.">Rapid retinotopic reactivation during spatial memory.</a> Brain Res. 1268, 97-111 (2009).</li><li>Slotnick, S. D., Handy, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Source+localization+of+ERP+generators.+In+Event-Related+Potentials:+A+Methods+Handbook.">Source localization of ERP generators. In Event-Related Potentials: A Methods Handbook.</a> , 149-166 (2004).</li></ol>

high density event-related potential  data acquisition in cognitive neuroscience

Par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) est actuellement la méthode standard d&#39;évaluation des fonctions cérébrales dans le domaine des neurosciences cognitives, en partie parce que l&#39;IRMf acquisition de données et des techniques d&#39;analyse sont facilement disponibles. Parce que l&#39;IRMf a une excellente résolution spatiale, mais pauvre résolution temporelle, cette méthode ne peut être utilisé pour identifier la localisation spatiale de l&#39;activité cérébrale associée à un processus donné cognitives (et révèle pratiquement rien sur le cours du temps d&#39;activité du cerveau). En revanche, le potentiel lié à l&#39;événement (ERP) l&#39;enregistrement, une méthode qui est utilisée beaucoup moins fréquemment que l&#39;IRMf, a une excellente résolution temporelle et peuvent donc suivre rapidement modulations temporelles de l&#39;activité neurale. Malheureusement, les ERP sont sous-utilisés en neurosciences cognitives, car les techniques d&#39;acquisition de données ne sont pas aisément disponibles et à faible densité d&#39;enregistrement ERP a une mauvaise résolution spatiale. Dans un effort pour favoriser l&#39;utilisation accrue des ERP en neurosciences cognitives, les détails techniques présent article clés impliqués dans l&#39;acquisition de données à haute densité d&#39;ERP. Critique, les TEP haute densité offrent la promesse d&#39;une excellente résolution temporelle et une bonne résolution spatiale (ou excellente résolution spatiale, si couplé avec l&#39;IRMf), qui est nécessaire pour saisir la dynamique spatio-temporelle de la fonction du cerveau humain.

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High Density Event-related Potential  Data Acquisition in Cognitive Neuroscience

Événement lié potentiels (ERP) l&#39;enregistrement est sous-utilisées en neurosciences cognitives, car les techniques d&#39;acquisition de données ne sont pas facilement disponibles, et cette méthode a souvent une mauvaise résolution spatiale. Pour favoriser l&#39;utilisation accrue des ERP en neurosciences cognitives, les détails techniques présent article clés impliqués dans l&#39;acquisition de données à haute densité d&#39;ERP.

Événement lié à haute densité acquisition potentielle de données en neurosciences cognitives

Functional magnetic resonance imaging (fMRI) is currently the standard method of evaluating brain function in the field of Cognitive Neuroscience, in part ...

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12.5K vues.  Boston College. Événement lié potentiels (ERP) l'enregistrement est sous-utilisées en neurosciences cognitives, car les techniques d'acquisition de données ne sont pas facilement disponibles, et cette méthode a souvent une mauvaise résolution spatiale. Pour favoriser l'utilisation accrue des ERP en neurosciences cognitives, les détails techniques présent article clés impliqués dans l'acquisition de données à haute densité d'ERP.

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Applications of EEG Neuroimaging Data: Event-related Potentials, Spectral Power, and Multiscale Entropy

When considering human neuroimaging data, an appreciation of signal variability represents a fundamental innovation in the way we think about brain signal. Typically, researchers represent the brain's response as the mean across repeated experimental trials and disregard signal fluctuations over time as "noise". However, it is becoming clear that brain signal variability conveys meaningful functional information about neural network dynamics. This article describes the novel method of multiscale entropy (MSE) for quantifying brain signal variability. MSE may be particularly informative of neural network dynamics because it shows timescale dependence and sensitivity to linear and nonlinear dynamics in the data.

Neuroimaging researchers typically consider the brain's response as the mean activity across repeated experimental trials and disregard signal variability over time as "noise". However, it is becoming clear that there is signal in that noise. This article describes the novel method of multiscale entropy for quantifying brain signal variability in the time domain.

Applications de l&#39;EEG données de neuro-imagerie: les potentiels évoqués, puissance spectrale et multi-échelle Entropy

When considering human neuroimaging data, an appreciation of signal variability represents a fundamental innovation in the way we think about brain ...

Recherche

Neurosciences

Somatosensory Event-related Potentials from Orofacial Skin Stretch Stimulation

Cortical processing associated with orofacial somatosensory function in speech has received limited experimental attention due to the difficulty of providing precise and controlled stimulation. This article introduces a technique for recording somatosensory event-related potentials (ERP) that uses a novel mechanical stimulation method involving skin deformation using a robotic device. Controlled deformation of the facial skin is used to modulate kinesthetic inputs through excitation of cutaneous mechanoreceptors. By combining somatosensory stimulation with electroencephalographic recording, somatosensory evoked responses can be successfully measured at the level of the cortex. Somatosensory stimulation can be combined with the stimulation of other sensory modalities to assess multisensory interactions. For speech, orofacial stimulation is combined with speech sound stimulation to assess the contribution of multi-sensory processing including the effects of timing differences. The ability to precisely control orofacial somatosensory stimulation during speech perception and speech production with ERP recording is an important tool that provides new insight into the neural organization and neural representations for speech.

This paper introduces a method for obtaining somatosensory event-related potentials following orofacial skin stretch stimulation. The current method can be used to evaluate the contribution of somatosensory afferents to both speech production and speech perception.

Potentiels liées aux événements somato-sensorielles de la peau Orofacial stretch Stimulation

Cortical processing associated with orofacial somatosensory function in speech has received limited experimental attention due to the difficulty of ...

High-density Electroencephalographic Acquisition in a Rodent Model Using Low-cost and Open-source Resources

Advanced electroencephalographic analysis techniques requiring high spatial resolution, including electrical source imaging and measures of network connectivity, are applicable to an expanding variety of questions in neuroscience. Performing these kinds of analyses in a rodent model requires higher electrode density than traditional screw electrodes can accomplish. While higher-density electroencephalographic montages for rodents exist, they are of limited availability to most researchers, are not robust enough for repeated experiments over an extended period of time, or are limited to use in anesthetized rodents.1-3 A proposed low-cost method for constructing a durable, high-count, transcranial electrode array, consisting of bilaterally implantable headpieces is investigated as a means to perform advanced electroencephalogram analyses in mice or rats.

Procedures for headpiece fabrication and surgical implantation necessary to produce high signal to noise, low-impedance electroencephalographic and electromyographic signals are presented. While the methodology is useful in both rats and mice, this manuscript focuses on the more challenging implementation for the smaller mouse skull. Freely moving mice are only tethered to cables via a common adapter during recording. One version of this electrode system that includes 26 electroencephalographic channels and 4 electromyographic channels is described below.

Instructions for the low-cost construction and surgical implantation of a chronic transcranial high-density electroencephalographic montage into mice are provided. Signal recording, extraction, and processing techniques are also described.

Haute densité électroencéphalographie Acquisition dans un modèle Rongeur Utilisation de faible coût et Open-source Ressources

Advanced electroencephalographic analysis techniques requiring high spatial resolution, including electrical source imaging and measures of network ...

How to Find Effects of Stimulus Processing on Event Related Brain Potentials of Close Others when Hyperscanning Partners

The partners of each pair must be able to pass the McGill Friendship Questionnaire without communicating. Each partner is then seated in front of a screen in one of two adjacent rooms. These rooms are separated by a glass window through which participants communicate to maintain feelings of togetherness while being fitted with the EEG cap. After checking for adequate EEG signals, the glass is covered by a curtain to prevent visual communication. Then, partners must be silent but are instructed to try to feel in the presence of their partner during the entire experiment. Just before it starts, participants are told that each of them will be presented with one image at a time and that these images will occur at the same time for both of them on their own screen. They are also instructed that, for each trial, the simultaneous images will always be different. However, unbeknownst to them, trials are randomized: only half of them are consistent with this instruction and actually include two different images. These trials form the DSC, that is, the different-stimuli condition. The other half of the trials are inconsistent with the instruction. They include two identical images and form the ISC (identical-stimuli condition). After the experiment, participants are sorted into two groups: those who reported that they felt in the presence of their partner during the majority of the trials and those who reported they did not. The impact of the stimulus processing of the partner is found by subtracting the mean voltages of the ERPs of the ISC (inconsistent with the instructions) from the ERPs of the DSC (consistent with the instructions) in at least two time windows (TWs): firstly, in the 75 to 150 ms TW, where the absolute values of these subtractions are greater, especially at right frontal sites, in those who felt in the presence of their partner than in those who did not; secondly, in the LPP time window (i.e., from 650 to 950 ms post onset), where ERPs are significantly less positive in the DSC than in the ISC in those in whom the raw results of the early (75-150ms) subtractions are negative.

This protocol describes key steps involved in assessing the sensitivity of the brain of one person to the stimulus processing of a close other by selecting pairs of partners, recording their electroencephalogram (EEG) simultaneously and computing their event-related brain potentials (ERPs).

Comment effets trouver des Stimulus traitement sur l’événement connexe cerveau potentiels de fermer d’autres quand Hyperscanning partenaires

The partners of each pair must be able to pass the McGill Friendship Questionnaire without communicating. Each partner is then seated in front of a screen ...

Data Acquisition and Analysis In Brainstem Evoked Response Audiometry In Mice

Brainstem evoked response audiometry (BERA) is of central relevance in the clinical neurophysiology. As other evoked potential (EP) techniques, such as visually evoked potentials (VEPs) or somatosensory evoked potentials (SEPs), the auditory evoked potentials (AEPs) are triggered by the repetitive presentation of identical stimuli, the electroencephalographic (EEG) response of which is subsequently averaged resulting in distinct positive (p) and negative (n) deflections. In humans, both the amplitude and the latency of individual peaks can be used to characterize alterations in synchronization and conduction velocity in the underlying neuronal circuitries. Importantly, AEPs are also applied in basic and preclinical science to identify and characterize the auditory function in pharmacological and genetic animal models. Even more, animal models in combination with pharmacological testing are utilized to investigate for potential benefits in the treatment of sensorineural hearing loss (e.g., age- or noise-induced hearing deficits). Here we provide a detailed and integrative description of how to record auditory brainstem-evoked responses (ABRs) in mice using click and tone-burst application. A specific focus of this protocol is on pre-experimental animal housing, anesthesia, ABR recording, ABR filtering processes, automated wavelet-based amplitude growth function analysis, and latency detection.

Brainstem evoked response audiometry is an important tool in clinical neurophysiology. Nowadays, brainstem evoked response audiometry is also applied in the basic science and preclinical studies involving both pharmacological and genetic animal models. Here we provide a detailed description of how auditory brainstem responses can be successfully recorded and analyzed in mice.

Acquisition de données et analyse dans brainstem Evoked Response Audiometry In Mice

Brainstem evoked response audiometry (BERA) is of central relevance in the clinical neurophysiology. As other evoked potential (EP) techniques, such as ...

How to Obtain Reliable Visual Event-related Potentials in Newborns

The present study discusses the characteristics of visual event-related potentials (VEPs) and outlines methodological steps for obtaining reliable measurements in newborns. Obtaining high-quality, reliable VEPs is crucial for the early detection of abnormal development of the central nervous system in at-risk newborns, and for implementing successful early interventions. Recommendations are based on a previous study which showed that when post-conceptional age, polysomnography-identified sleep stages, and light-emitting diodes (LEDs) googles as the luminous source are controlled, no more than 4 repetitions of VEP averages are required to obtain replicable recordings, variability decreases, and reliable VEPs can be obtained. By controlling for these sources of variability and using statistical analyses, we were able to clearly and reliably identify the amplitude and latency of three main components (NII, PII and NIII) present in 100% of newborns (n = 20) during active sleep. Recording VEPs during awake states, quiet sleep and transitional sleep is not recommended because VEP morphology may differ significantly from one average to the next, leading to the risk of misleading clinical prognoses. Moreover, it is easier to obtain VEPs during active sleep because this state can be clearly and reliably identified at this stage of development, sleep cycles are short enough to allow measurements to be taken in a reasonable time, and the method does not require new o expensive equipment.

Several important points for obtaining high-quality reliable visual evoked potentials (VEPs) in newborns while minimizing variability and the risk of misleading prognoses are presented.

Comment obtenir des potentiels fiables liés aux événements visuels chez les nouveau-nés

The present study discusses the characteristics of visual event-related potentials (VEPs) and outlines methodological steps for obtaining reliable ...

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.

Acquisition fiable de données d’électroencéphalographie au cours de l’électroencéphalographie simultanée et de l’IRM fonctionnelle

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

Standardized Data Acquisition for Neuromelanin-Sensitive Magnetic Resonance Imaging of the Substantia Nigra

The dopaminergic system plays a crucial role in healthy cognition (e.g., reward learning and uncertainty) and neuropsychiatric disorders (e.g., Parkinson's disease and schizophrenia). Neuromelanin is a byproduct of dopamine synthesis that accumulates in dopaminergic neurons of the substantia nigra. Neuromelanin-sensitive magnetic resonance imaging (NM-MRI) is a noninvasive method for measuring neuromelanin in those dopaminergic neurons, providing a direct measure of dopaminergic cell loss in the substantia nigra and a proxy measure of dopamine function. Although NM-MRI has been shown to be useful for studying various neuropsychiatric disorders, it is challenged by a limited field-of-view in the inferior-superior direction resulting in the potential loss of data from the accidental exclusion of part of the substantia nigra. In addition, the field is lacking a standardized protocol for the acquisition of NM-MRI data, a critical step in facilitating large-scale multisite studies and translation into the clinic. This protocol describes a step-by-step NM-MRI volume placement procedure and online quality control checks to ensure the acquisition of good-quality data covering the entire substantia nigra.

This protocol shows how to acquire neuromelanin-sensitive magnetic resonance imaging data of the substantia nigra.

Acquisition de données normalisées pour l’imagerie par résonance magnétique sensible à la neuromélanine de la substance noire

The dopaminergic system plays a crucial role in healthy cognition (e.g., reward learning and uncertainty) and neuropsychiatric disorders (e.g., ...

Acquisition of Resting-State Functional Magnetic Resonance Imaging Data in the Rat

Resting-state functional magnetic resonance imaging (rs-fMRI) has become an increasingly popular method to study brain function in a resting, non-task state. This protocol describes a preclinical survival method for obtaining rs-fMRI data. Combining low dose isoflurane with continuous infusion of the &#945;2 adrenergic receptor agonist dexmedetomidine provides a robust option for stable, high-quality data acquisition while preserving brain network function. Furthermore, this procedure allows for spontaneous breathing and near-normal physiology in the rat. Additional imaging sequences can be combined with resting-state acquisition creating experimental protocols with anesthetic stability of up to 5 h using this method. This protocol describes the setup of equipment, monitoring of rat physiology during four distinct phases of anesthesia, acquisition of resting-state scans, quality assessment of data, recovery of the animal, and a brief discussion of post-processing data analysis. This protocol can be used across a wide variety of preclinical rodent models to help reveal the resulting brain network changes that occur at rest.

This protocol describes a method for obtaining stable resting-state functional magnetic resonance imaging (rs-fMRI) data from a rat using low dose isoflurane in combination with low dose dexmedetomidine.

Acquisition de données d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle à l’état de repos chez le rat

Resting-state functional magnetic resonance imaging (rs-fMRI) has become an increasingly popular method to study brain function in a resting, non-task ...

Measurement of the Directional Information Flow in fNIRS-Hyperscanning Data using the Partial Wavelet Transform Coherence Method

Social interaction is of vital importance for human beings. While the hyperscanning approach has been extensively used to study interpersonal neural synchronization (INS) during social interactions, functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) is one of the most popular techniques for hyperscanning naturalistic social interactions because of its relatively high spatial resolution, sound anatomical localization, and exceptionally high tolerance of motion artifacts. Previous fNIRS-based hyperscanning studies usually calculate a time-lagged INS using wavelet transform coherence (WTC) to describe the direction and temporal pattern of information flow between individuals. However, the results of this method might be confounded by the autocorrelation effect of the fNIRS signal of each individual. For addressing this issue, a method termed partial wavelet transform coherence (pWTC) was introduced, which aimed to remove the autocorrelation effect and maintain the high temporal-spectrum resolution of the fNIRS signal. In this study, a simulation experiment was performed first to show the effectiveness of the pWTC in removing the impact of autocorrelation on INS. Then, step-by-step guidance was offered on the operation of the pWTC based on the fNIRS dataset from a social interaction experiment. Additionally, a comparison between the pWTC method and the traditional WTC method and that between the pWTC method and the Granger causality (GC) method was drawn. The results showed that pWTC could be used to determine the INS difference between different experimental conditions and INS's directional and temporal pattern between individuals during naturalistic social interactions. Moreover, it provides better temporal and frequency resolution than the traditional WTC and better flexibility than the GC method. Thus, pWTC is a strong candidate for inferring the direction and temporal pattern of information flow between individuals during naturalistic social interactions.

This protocol describes partial wavelet transform coherence (pWTC) for calculating the time-lagged pattern of interpersonal neural synchronization (INS) to infer the direction and temporal pattern of information flow during social interaction. The effectiveness of pWTC in removing the confounds of signal autocorrelation on INS was proved by two experiments.

Mesure du flux d’informations directionnelles dans les données d’hyperscan fNIRS à l’aide de la méthode de cohérence de transformation partielle des ondelettes

Social interaction is of vital importance for human beings. While the hyperscanning approach has been extensively used to study interpersonal neural ...