עבודה זו נתמכה על ידי NSF מענק BCS0745880.

א מבוא בתחום הקוגניטיבי Neuroscience, תהודה מגנטי תפקודי (fMRI) הפכה שיטה סטנדרטית של ניתוח. הפופולריות של ה-fMRI נובעת בחלקה מרכישת נתונים זמינים וטכניקות ניתוח בנוסף לפירוש התוצאות בקלות המדגישים את אזורים במוח הקשורים לתהליך הקוגניטיבי נתון. עם זאת, ה-fMRI יש רזולוציה טמפורלית ענייה ולכן לא ניתן לעקוב אחר הדינמיקה הזמני המהירה של תפקוד המוח. אם מדעני מוח קוגניטיביים ממשיכים להשתמש בעיקר fMRI, התמונה כתוצאה של תפקוד המוח תהיה לקויה קשות. אירוע הקשור הפוטנציאלים (ERPs) משמשים לעיתים קרובות הרבה פחות אף על פי שיטה זו מציעה פתרון זמני מצוין. מטרת המאמר הנוכחי היא לפרט את שיטות המפתח המעורבים צפיפות גבוהה הרכישה ERP נתונים. יש לקוות כי מידע זה תשקוד על שימוש מוגבר ERPs ב קוגניטיבי Neuroscience. השנייה. כללי התקנת ציוד נתוני ERP נמדדים בדרך כלל במקום עם רמה נמוכה של כוח אלקטרומגנטי בתחום הסביבה כדי למזער הפרעה עם האות העצבי. כדי למזער הפרעה כזו, ERPs נמדדים לעתים קרובות בתא מתכת מוגן (כלומר, כלוב פאראדיי), אך ייתכן שניתן למצוא מיקום unshielded עם רמה סבירה של עוצמת השדה הסביבה (1 מ&quot;ג או פחות, אשר ניתן למדוד באמצעות מטר השדה האלקטרומגנטי). כל אלקטרודה מתחבר למגבר אשר בתורו מתחבר למחשב נתונים הרכישה. מחשב נפרד משמש מצגת גירוי. כדי למזער את התערבות עם האות העצבי, רק רכיבים חיוניים צריך להיות מופעל על שכנו בתוך חדר מוגן או בסמוך למקום ההקלטה, כגון להציג את הגירוי ואת התגובה מקלדת (לדוגמה, נרות יכול לשמש כדי לסייע ביישום אלקטרודה אבל צריך להיות כבויה במהלך ההקלטה). מתג וידאו יכול לשמש כדי להציג גם את המחשב נתונים הרכישה או את המחשב מצגת גירוי על צג יחיד. אם חדר מוגן משמש, כבלים כל יכול לרוץ דרך צינור קטן בקיר (כלומר כמה סנטימטרים בקוטר) או דלת סדוקה. המשתתפים צריכים להיות יושב על כיסא נוח עם הפסקות הזרוע לגובה בחזרה המספק תמיכה לכתף כדי למזער את שריר הצוואר חפץ, אך מאפשר גישה אלקטרודות נחות האחורי להפחתת אלקטרודה הבאים עכבה. אנו משתמשים בחדר מוגן (נבנה על ידי שותפים גלובל מיגון בע&quot;מ, Passaic, NJ) ו 128 ערוצים Quik-Cap/SynAmps 2 NeuroScan המערכת (Compumedics ארה&quot;ב, שרלוט, צפון קרוליינה). ג. שווי השמה הדיגיטציה אלקטרודה אלקטרודות המוטבעות בדרך כלל כובע סטרץ אשר מפחית באופן משמעותי את זמן היישום. עם זאת, במקומות האלקטרודה יחסית בכובע קבועים אשר מבטלת את האפשרות של שימוש תצורות אלקטרודה רגילה, כגון מערכת 10-20 האלקטרודה 1 או גרסה צפיפות גבוהה, כגון מערכת 10-5 האלקטרודה 2, הממוקמים בדיוק על בסיס משתתף יחיד. עבור הצגת התוצאות הסופיות תקני, אנו אלקטרודה עמדה עוז לכל משתתף במיקום המשוער מוכתב על ידי מערכת 10-5 האלקטרודה (ואז כל תווית של אלקטרודות בהתאם 10-5 המשוער שלהם עמדות מערכת אלקטרודה). כאשר מיישמים את הכובע, להבטיח לו משמאל לימין סימטריה, עם אלקטרודות קו האמצע להציב מעל קו האמצע של הראש, וכי רוב האחורי, נחות אלקטרודות עדיפים על גבול גולגולת הצוואר כדי למנוע שרירים חפץ הצוואר. בעוד רצועת הסנטר יהיה לקיים כראוי את הכובע בעמדה, מצרף את רצועות צד חגורה בהתאמה אישית בגובה המותניים באמצעות מחברים ולקרו יכולים לשפר את הקשר עם אלקטרודה לרוחב הראש. אלקטרודות סמוך העיניים יכול להיות מיושם גם להסרת הבאות של תנועת עיניים או חפצים למצמץ. אמנם סביר להניח כי מיקום האלקטרודה עקבית יחסית על פני המשתתפים, ההבדלים בגודל הראש כובע מיקום האלקטרודה יפיק השתנות מיקום האלקטרודה. כדי להתמודד עם השתנות כאלה, במקומות האלקטרודה ניתן למדוד עבור כל משתתף. אנו משתמשים FASTRAK Polhemus digitizer (קולצ&#39;סטר, VT) אשר כוללת משדר, שלושה מקלטי אשר הר על כובע באמצעות ולקרו (לתקן תנועה משתתף), ואת חרט להקלטה כל מיקום האלקטרודה (חומרה זו תואמת SCAN של Neuroscan / תוכנה 3DSpaceDx שאנו משתמשים עבור רכישת נתונים). ללא קשר digitizer משמש, זה צריך להיות ההגדרה על פי ההנחיות המפורטות, כגון הימנעות הקרבה חפצי מתכת גדול המפריד בין המשדר למקלט הכבלים. Digitizer צריך להיות מכויל ונבדק דיוק יש להעביר, אם necessary, למיקום אחר עד לוקליזציה מרחבית מדויקת. IV. הפחתת עכבות אלקטרודה אחרי המיקומים אלקטרודה הם דיגיטציה, המשתתף צריך לשבת בנוחות על הכיסא ההקלטה. חלק מהמשתתפים למצוא את זה יותר נוח כאשר מגבת מקופלת קלות היא תחוב בין הכתפיים שלהם את הכיסא. ואז, כובע רב אלקטרודה צריך להיות פקוק לתוך מגברים. עכבה של כל אלקטרודה חייב להיות מופחת כזה כי הוא מתחת לסף שנקבע מראש. הדבר נעשה על ידי הזרקת ג&#39;ל ניצוח לתוך פתיחת כל אלקטרודה, אשר יאפשר הנוכחית לזרום בין הקרקפת לבין אלקטרודה שמעליה. כדי לשלול את האפשרות של זיהום צולבות משתתף, מזרק סטרילי מחט חדשה קצה קהה צריך לשמש עבור כל משתתף. ראוי לציין כי למרות 5 k &amp; Omegal הוא סף עכבה רגילה, סף גבוה במקצת ניתן להשתמש אם את עוצמת השדה האלקטרומגנטי הסביבה הוא נמוך מאוד. אנו משתמשים בתוכנה SCAN NeuroScan למדוד עכבה אלקטרודה, שמציג רמת עכבה לפי צבע לכל אלקטרודות בזמן אמת. ישנן מספר טכניקות שניתן להאיץ את תהליך הפחתת עכבה, שהוא היבט זמן רב ביותר של רכישת נתונים ERP. חשוב לזכור כי המטרה היא להגביל את יישום ג&#39;ל בין הקרקפת לבין אלקטרודה מיד שמעליה. מומלץ כי היד הדומיננטית לשלוט מזרק ויישום של ג&#39;ל בעוד היד הלא דומיננטית מבצעת פונקציות אחרות. המזרק התמלא ניצוח ג&#39;ל יכול לנוח על הראש עם נוחות לא משתתף, אבל לא צריכה להיות צמודה בראש. ראשית, עבור האלקטרודה נתון, לעיתים קרובות כדאי לעשות כמה סיבובים עם המזרק בזמן שהוא נשען על הראש, להזיז את השיער להתערב. אחרי זה, בעוד לוחצת קלות את האלקטרודה למטה עם היד הלא דומיננטית, כמות קטנה של ג&#39;ל צריך להיות מוזרק על הקרקפת ולאחר מכן את המזרק צריך להיות שלף תוך כדי להזריק ג&#39;ל ליצור גשר בין ג&#39;ל הקרקפת ואת האלקטרודה. ג&#39;ל שבולט מפתיחת האלקטרודה צריכה להימחק מעל עם רקמות וזנוח. במקרים מסוימים, מנהלת ג&#39;ל יתחבר אלקטרודות סמוכות כך עכבות יקושר - זה מפחית ברזולוציה מרחבית אבל היא בדרך כלל של דאגה בתור קטין יש מספר גבוה של אלקטרודות. ג&#39;ל צריך קודם להיות מיושם על הקרקע אלקטרודות התייחסות, ואם את הסט הראשון של עכבות אלקטרודה כל להישאר ג&#39;ל גבוהה צריכה להיות reapplied אלה שתי אלקטרודות. כמו ג&#39;ל מוליך בדרך כלל הופך יותר לאורך זמן, אסטרטגיה אחת היא להזריק ג&#39;ל אלקטרודות בתוך ברבע הקרקפת (כגון הקרקפת האחורית מימין) עד עכבות הכל התחיל לרדת, מזריקים ג&#39;ל אלקטרודות בתוך ברבע הבא עד עכבות הכל התחיל לרדת ולאחר מכן לעבור הרביעים מחדש הזרקת ג&#39;ל לתוך האלקטרודות העכבה הגבוהה ביותר. זה צריך להיות מודגש כי תהליך יישום ג&#39;ל אסור לגרום אי נוחות משתתף, ואת זה צריך להבהיר למשתתף כי הם צריכים להביע במלים כל כך נוחות הפעולה המתאימה אפשר לעצור. V. הקלטת נתונים לפני ההקלטה מתחילה, יש לעודד את המשתתפים להיכנס לתנוחה נוחה ולהירגע, כדי למזער את שריר הצוואר חפץ, ולהימנע תנועות ראש שעשוי לייצר קשר בין האלקטרודות האחורי ואת הכיסא. יודגש למשתתף כי במהלך ההקלטה הם צריכים להישאר יחסית עדיין, כמו תנועה משמעותית של הכיסא (אשר בדרך כלל מכיל מסגרת מתכת) יכולה ליצור הפרעות אלקטרומגנטיות. המשתתפים צריכים לקבל אז מקלדת תגובה וכל הציוד שאינם חיוניים ליד המשתתף, כגון אורות, יש להסיר או כבוי. כדי לאפשר ניתוח אירועים הקשורים שלאחר מכן, עם תחילת כל אירוע הגירוי חייב להיות סימן / מופעלות על ידי המחשב גירוי וקיבל ומאוחסנים יחד עם נתונים אלקטרו. אנו שולחים פולסים אלה ההדק בתחילת כל גירוי דרך היציאה המקבילית דרך E-הממשלה תוכניות (כלים פסיכולוגיה תוכנה, Inc, פיטסבורג, פנסילבניה), שכוללים יציאת אישית אתחול מוטבעות ולהפעיל סקריפטים כי הם בחופשיות זמין 3, מפעילה הם קיבל ומאוחסן על ידי תוכנת הסריקה. נמל תצורת פינים-outs צריך הפניה כדי להבטיח את ערכי ההדק תקף משמשים. הרלוונטיות, הכי גבוהה לעבור מגבר הגדרות המסנן מקובלים כמו המטרה היא פשוט להסיר רכיבים בתדר נמוך מאוד (כמו DC) כי אינם רלוונטיים התגובה העצבית חולף. לעומת זאת, מקובל נמוך לעבור הגדרות המסנן להשתנות בהתאם לסביבה ההקלטה. בסביבות עם התערבות נמוכה מאוד אלקטרומגנטית הסביבה מסנן נמוך לעבור עם הפסקת בתדירות גבוהה מאוד (כגון הרץ 200) יכול לשמש, אשרשעות ממזער עיוות של התגובה העצבית אשר מכיל תדרים גבוהים. בסביבות עם רמות גבוהות יותר של הפרעות, הפסקת בתדירות נמוכה יותר (כגון 80 הרץ) ו 60 הרץ חריץ המסנן ניתן להשתמש כגון שהתגובה אלקטרו נשלט על ידי אותות עצביים. שים לב, יכול להיות גם סינון שנערך תוכנה לאחר הנתונים רכש, למרות הסינון בשלב מגבר לעתים קרובות מייצר עיוות האות פחות. VI. ניקוי שווי כובע רב אלקטרודה יש ​​לנקות ביסודיות ולחטא מיד לאחר ההקלטה הנתונים תסתיים. אנחנו מתחילים על ידי השריית כובע במים חמימים למשך 5-10 דקות ולאחר מכן לשטוף כל אלקטרודה עם זרם מים זורמים ביסודיות להסיר את כל הג&#39;ל ניצוח. בקצה הקהה של ספוגית מקל עץ כותנה ניתן להשתמש כדי לנקות את החורים האלקטרודות. אז אנחנו להשרות את הכובע באמבט מי סבון חמים (המורכב של 4 ליטרים של מים 1-2 גרם של חיוג) במשך 30 דקות על מנת להבטיח את כל ג&#39;ל הוסר, ואחריה לשטוף היטב במים. כדי למנוע זיהום צולבות משתתף, כובע חייב להיות טבול במשך 15-30 דקות לערבב מים / חיטוי מתאימים (כגון 4 חלקים של מים Envirocide חלק 1) ולאחר מכן יש לשטוף היטב במים. כאשר תולה את הכובע להתייבש, זה צריך להיות ממוקם באופן סימטרי וללא מתח ככל לשמור על מידה מסוימת של העמדה ייבוש שלה, אם לא סדיר יכול לצמצם את הקלות של הפחתת עכבה הבאים. VII. ניתוח סקירה נתונים מראש עיבוד מורכב 4 שלבים מרובים כולל הרחקה של אלקטרודות כי היה מגע עניים או לסירוגין, סילוק חפצים למצמץ, תיקון הבסיס, וסינון גבוהה לעבור או נמוך לעבור נוספים. טרום עיבוד מלווה בממוצע, אירוע קשורים ברזולוציה מרחבית ניתן לשפר על ידי ביצוע לוקליזציה ERP מקור 5. אנו משתמשים בתוכנות ניתוח בס&quot;א (Grafelfing, גרמניה) עבור בממוצע הקשורים לאירוע טרום עיבוד, ולוקליזציה המקור (בס&quot;א בקביעות מציע יומיים קורסי ניתוח), ניתוח נוסף שנערך על אירוע הקשור קבצים שיוצאו הממוצע באמצעות סקריפטים מותאמים אישית בכתב ב MATLAB (The MathWorks, Natick, MA).

<ol>
	<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>

אין ניגודי אינטרסים הכריז.

high density event-related potential  data acquisition in cognitive neuroscience

תהודה מגנטית תפקודית (fMRI) היא כיום השיטה הסטנדרטית של הערכת תפקוד המוח בתחום הקוגניטיבי Neuroscience, בין השאר בשל רכישת נתונים fMRI ועל שיטות ניתוח זמינים. מכיוון fMRI יש רזולוציה מרחבית מעולה אך רזולוציה טמפורלית עניים, בשיטה זו ניתן להשתמש רק כדי לזהות את המיקום המרחבי של הפעילות המוחית הקשורה לתהליך הקוגניטיבי נתון (וחושף כמעט כלום על הקורס הזמן של פעילות מוחית). לעומת זאת, אירוע הקשור (ERP) פוטנציאל הקלטה, שיטה המשמשת הרבה פחות מאשר ה-fMRI, יש פתרון זמני מצוין, וכך ניתן לעקוב אחר מודולציות הזמני המהירה פעילות עצבית. למרבה הצער, ERPs מנוצלים תחת ב קוגניטיבי Neuroscience כי טכניקות נתונים הרכישה אינם זמינים נמוך הקלטה ERP צפיפות יש רזולוציה מרחבית ירודה. במאמץ לעודד את השימוש מוגברת של ERPs ב קוגניטיבי Neuroscience, את הפרטים במאמר הנוכחי טכניקות המפתח המעורבים צפיפות גבוהה הרכישה ERP נתונים. אנושות, ERPs צפיפות גבוהה להציע את ההבטחה של החלטת הזמני מעולה ברזולוציה מרחבית טובה (או רזולוציה מרחבית מעולה אם בשילוב עם fMRI), אשר הכרחי כדי ללכוד את המרחב וזמן הדינמיקה של תפקוד המוח האנושי.

Watch this Scientific Journal Video about High Density Event-related Potential  Data Acquisition in Cognitive Neuroscience at JoVE.com

High Density Event-related Potential  Data Acquisition in Cognitive Neuroscience

אירוע הקשור הקלטה (ERP) הפוטנציאל מנוצל תחת ב קוגניטיבי Neuroscience כי טכניקות נתונים הרכישה אינם זמינים ו שיטה זו לעתים קרובות יש רזולוציה מרחבית ירודה. כדי לעודד את השימוש מוגברת של ERPs ב קוגניטיבי Neuroscience, את הפרטים במאמר הנוכחי טכניקות המפתח המעורבים צפיפות גבוהה הרכישה ERP נתונים.

צפיפות האירועים הקשורים גבוהה רכישת נתונים פוטנציאלים קוגניטיביים Neuroscience

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

high-density-event-related-potential-data-acquisition-cognitive

Research

JoVE Journal

Neuroscience

12.5K Views.  Boston College. אירוע הקשור הקלטה (ERP) הפוטנציאל מנוצל תחת ב קוגניטיבי Neuroscience כי טכניקות נתונים הרכישה אינם זמינים ו שיטה זו לעתים קרובות יש רזולוציה מרחבית ירודה. כדי לעודד את השימוש מוגברת של ERPs ב קוגניטיבי Neuroscience, את הפרטים במאמר הנוכחי טכניקות המפתח המעורבים צפיפות גבוהה הר?...

Video: High Density Event-related Potential  Data Acquisition in Cognitive Neuroscience

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.

יישומים של נתוני ה-EEG הדמייה: פוטנציאל הקשור לאירוע, כוח של רוח רפאים, וMultiscale אנטרופיה

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

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.

פוטנציאל הקשור לאירוע החושית מעור Orofacial למתוח גירוי

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.

Electroencephalographic רכישה בצפיפות גבוהה במודל מכרסם שימוש בעלות נמוכה ומשאבי קוד פתוח

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).

כיצד למצוא את ההשפעות של גירוי עיבוד על אירועים הקשורים המוח פוטנציאל של קרובים אחרים כאשר Hyperscanning שותפים

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.

רכישת נתונים וניתוח בברטומטריה תגובה מעורר בעכברים

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.

כיצד להשיג אמין חזותי אירועים הקשורים פוטנציאל תינוקות

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.

רכישה אמינה של נתוני אלקטרואנצפלוגרפיה במהלך אלקטרואנצפלוגרפיה סימולטנית ו-MRI פונקציונלי

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.

רכישת נתונים מתוקננת להדמיית תהודה מגנטית רגישה לנוירומלנין של Substantia Nigra

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.

רכישת נתוני הדמיית תהודה מגנטית תפקודית של מצב מנוחה בחולדה

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.

מדידת זרימת המידע הכיווני בנתוני fNIRS-Hyperscanning באמצעות שיטת הקוהרנטיות של התמרת גלים חלקית

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