Vogliamo ringraziare il Sig. Jyri Ojala per la realizzazione tecnica del film, comprese le animazioni, il design grafico, così come tutte le modifiche tecniche. Vogliamo anche ringraziare i genitori che hanno dato il permesso di avere il loro bambino essere protagonista in questo video, così come le infermiere (in particolare Mr. Jarmo Mäki) per l&#39;aiuto nella preparazione di produzione cinematografica. Questo lavoro ha ricevuto il sostegno pratico e / o finanziaria da Helsinki University Hospital, Helsinki University of Applied Sciences (Metropolia), Juselius Foundation, Erkko Fondazione, così come la Foundation of Pediatrics (Lastentautien tutkimussäätiö) e dal Programma europeo per il settimo della Comunità europea quadro Comunità FP7-PEOPLE-2009-IOF, della convenzione di sovvenzione n ° 254235. Il produttore dei tappi array denso EEG adatti per la registrazione di neonati pretermine è ANT BV Per informazioni sui contatti, visitare il sito <a href="http://www.ant-neuro.com">http://www.ant-neuro</a>. Com. In particolare, l&#39;amplificatore Nicone EEG (CareFusion, Madison, USA) utilizzato nel nostro video non è una vera e propria DC-coupled amplificatore. Seguenti produttori hanno attualmente (ottobre 2011) forniscono DC-coupled, amplificatori EEG clinicamente adeguate: CareFusion (loro nuovo amplificatore), Neuro ANT ( <a href="http://www.ant-neuro.com">www.ant-neuro.com</a> ), EGI ( <a href="http://www.egi.com">www.egi.com</a> ), BrainProducts ( <a href="http://www.BrainProducts.com">www . BrainProducts.com</a> ), Neuroscan ( <a href="http://www.neuroscan.com">www.neuroscan.com</a> ), nonché SACS ( <a href="http://www.sacs.se">www.sacs.se</a> ).

1. Preparare il bambino e la culla / incubatore per uno studio EEG <ol><li> Pianificare lo studio EEG in modo che non coincidere con le altre procedure Nicu, come ad esempio il prelievo di sangue o l&#39;ecografia, in quanto possono interferire con entrambi i dispositivi EEG e lo stato di vigilanza del bambino. </li><li> Inizia a registrare immediatamente dopo il pasto, in modo che il bambino è più probabilità di cadere nel sonno durante la registrazione EEG. Può essere pratico applicare tutti gli elettrodi di registrazione prima della alimentazione e / o altre procedure di cura, in modo che il EEG può iniziare immediatamente dopo. </li><li> Assicurarsi che non vi siano dispositivi elettrici non necessari connessi al bambino. </li><li> Mettere tutti i cavi collegati alla registrazione EEG il più lontano possibile dagli altri cavi nella culla. Spegnere il riscaldamento letto, se possibile trattamento saggio. </li><li> In caso di interferenze elettriche, si può tentare di identificare il dispositivo interferisca disattivandoli (a volte anche staccando dalla rete uno allatempo può essere utile). </li><li> Assicurarsi che la testa del bambino non tocca tessuti umidi o bagnati, che possono aumentare accoppiamento di interferenza da sorgenti di rumore esterne al bambino. </li></ol> 2. Applicazione del tappo array denso EEG <ol><li> Rimuovere la cera interferire e olio dal cuoio capelluto del bambino passandolo con un panno inumidito con alcool diluito o shampoo per bambini. Valutare visivamente la dimensione della testa del bambino per selezionare la dimensione ottimale del tappo EEG, al fine di assicurarsi che il tappo si trova saldamente al vertice, e che gli elettrodi temporali sono situati ad un livello adeguato sopra lobi (cinque diverse dimensioni di queste tappi sono disponibili per adattarsi estremamente pretermine da giovane per neonati FullTerm). </li><li> Se possibile, due persone che dovrebbero lavorare insieme per mettere il tappo EEG, che si prenda cura del cappuccio, e l&#39;altra mano la testa del bambino e l&#39;intubazione possibile o tubi CPAP nasale. Se il paziente ha una CPAP, rimuoverlo per i 10-20 secondi che ci vogliono mettere tha cap EEG. Le cinghie di fissaggio della CPAP nasale sono avvolti sul tappo EEG più tardi. </li><li> (Opzionale) Se il bambino ha una linea iv nella testa, sarà necessario scollegare, e farla passare attraverso la presa fatta per nel tappo (disponibile nei tappi utilizzati nel presente studio). In caso contrario, sarà necessario utilizzare il posizionamento degli elettrodi salto netto e unico, che è dimostrato sul sito web dello studio NEMO (vedi <a href="http://www.nemo-europe.com/en/educational-tools.php">http://www.nemo-europe.com/en/educational-tools.php</a> ). </li><li> Tenere il bambino in modo che la sua / il suo viso è rivolto verso di voi. Prendete il tappo in entrambe le mani, e usando le dita, premere il centro del tappo dentro e fuori, in modo che la centrale (Cz ed elettrodi Pz) per prima cosa toccare il cuoio capelluto. </li><li> Ruotare il tappo delicatamente sulla testa in modo che il tappo è quasi seduta nella sua posizione finale. Infine, regolare il cappuccio simmetricamente in entrambe le direzioni sinistra-destra e antero-posteriore. Controllare la simmetria assicurandosi that l&#39;elettrodo Cz si trova al centro (destra-sinistra) sulla linea che collega entrambe le orecchie. Quando si tira il cappuccio sulla fronte, è pratico di mantenere la testa del bambino in posizione premendo i pollici contro il suo / la fronte sopra gli occhi. </li><li> Fissare il sottogola per una tenuta che mantiene bene il tappo al suo posto, e permette la respirazione ma senza restrizioni. Non controllare anche ora che la dimensione del tappo è ottimale. Il tappo mostrato in questo video può sembrare poco allentata. Tuttavia, si estende oltre il fronte e occipitale, eppure è abbastanza bene in contatto con il cuoio capelluto aree centroparietal. Cinque diverse dimensioni di tali limiti sono disponibili per adattarsi estremamente pretermine da giovane a termine neonati, e il tappo mostrato in questo video andrà bene questo bambino per poche settimane da ora in poi. </li><li> Applicare il gel per elettrodi attraverso i fori elettrodi con una siringa collegata ad un ago di spessore gel Blunt (&quot;tip&quot;). Una punta piegata può essere utile per raggiungere contatti che sono di difficile accesso diretto. Riempire la eletazze ctrode modo che non fuoriuscirà gel, come può formare ponti con elettrodi adiacenti o addirittura bagnare il cuscino causando manufatto. Una formula gel viscoso può essere più pratico a questo proposito, e permette anche gelificazione prima del posizionamento tappo (vedi riferimento 1). </li><li> Controllare le impedenze e la qualità del segnale EEG, e preparare il cuoio capelluto sia delicato sfregamento meccanico oppure utilizzando il metodo cosiddetto SurePrep in base alle esigenze 2,3 ( <a href="http://www.helsinki.fi/science/eeg/videos/sureprep/">http://www.helsinki.fi/science/eeg/videos/sureprep/</a> ) . Osservare la qualità del contatto con la pelle simultaneamente dai valori di impedenza forniti dal software EEG, o cercando in qualità di traccia EEG. Inizia da riferimento e di terra, quindi preparare un emisfero per volta per ridurre al minimo movimento del bambino. </li><li> Avviare la registrazione EEG quando i livelli di impedenza sono accettabili, di solito al di sotto 15kohms, o quando il segnale sembra abbastanza pulito senza filtrazione. Si noti che impedenze spesso impruovere nel corso del tempo, in modo da dare qualche minuto di tempo per le impedenze di stabilirsi. </li></ol> 3. Applicazione dei sensori poligrafici <ol><li> Record tono muscolare (elettromiografia, EMG) ed accompagnato da due elettrodi EMG sotto il mento. Preparare la pelle delicatamente prima applicazione degli elettrodi. </li><li> Record battito cardiaco applicando due elettrodi ECG sul petto o sulle spalle. Attaccamento spalla è utile se vi è la necessità di identificare potenziali movimenti del corpo epilettici. Preparare la pelle delicatamente prima applicazione degli elettrodi. </li><li> Registrare i movimenti oculari (electro-oculogramma, EOG) sia con frontali elettrodi EEG (quindi non sono necessari ulteriori elettrodi), o con gli elettrodi attaccati EOG separati in prossimità degli angoli laterali degli occhi. In più giovani premies, tuttavia, può essere talvolta necessario utilizzare sensori piezoelettrici allegati palpebre (non mostrato in questo video), perché la loro retina può non essere sufficiente a causare polarizzata rilevabili campi elettrici. Preparare la skdelicatamente prima applicazione degli elettrodi. </li><li> Monitorare i movimenti di respirazione con un tratto sensibile cintura trasduttore che è avvolto intorno al tronco sulla pancia o al torace. Assicurarsi che il trasduttore è stretto abbastanza per mostrare i movimenti respiratori nella registrazione, ma abbastanza largo da consentire la respirazione senza restrizioni. In bambini con respirazione spontanea, particolare attenzione è necessaria per non limitare i movimenti della respirazione (vedi anche <a href="http://www.nemo-europe.com/en/educational-tools.php">http://www.nemo-europe.com/en/educational-tools.php</a> ). </li><li> Se clinicamente necessario, aggiungere anche un movimento sensibile sensore piezo a qualsiasi parte del corpo che dovrebbe mostrare movimenti inusuali. </li><li> Posizionare il EEG sincronizzato videocamera in modo che il bambino tutto è ben visibile nella foto. Durante parti specifiche dello studio EEG, si può scegliere di concentrarsi sulle parti del corpo selezionate, come le mani oi piedi durante la loro stimolazione tattile. </li></ol> 4. Registrazione <ol><li>Durante l&#39;intera sessione di registrazione, tenere d&#39;occhio la qualità del segnale, e fare le correzioni qualsiasi segnale si deteriora. Seguire il bambino come bene, e aggiungere annotazioni di qualsiasi evento (es. sintomi clinici, il movimento, Drug Administration) che possono essere di interesse durante la successiva interpretazione in linea EEG. </li><li> In caso di reperti si verificano durante la registrazione, li risolvere i problemi e apportare correzioni alla registrazione immediatamente. Molti manufatti possono definitivamente compromettere il successivo utilizzo del segnale EEG. </li><li> Regolare la lunghezza della registrazione individualmente in modo che lo studio EEG comprende almeno una epoca di tutti gli stati di vigilanza: veglia, sonno attivo e sonno tranquillo. Nella maggior parte dei casi, questo avrà da 40 a 90 minuti. </li><li> Eseguire stimolazioni sensoriali (vedi sezione 5) quando il bambino è ben addormentato. E &#39;preferibile attendere periodo di sonno tranquillo. </li><li> Alla fine della sessione di registrazione EEG, rimuovere il tappo e altri sensori, e pulire il gel in eccesso dal cuoio capelluto del bambino strofinando con un panno umido. &lt;/ Li&gt; <li> Pulire il tappo EEG e altri accessori prima meccanicamente, poi sterilizzare secondo le istruzioni ospedalieri. </li></ol> 5. Stimolazioni sensoriali <ol><li> Si noti che tutte le risposte sensoriali nei prematuri giovani hanno un lungo periodo (alcuni secondi) refrattario, e le risposte diminuiscono rapidamente con brevi intervalli interstimulus o in presenza di altre attività in corso EEG nella corteccia sensoriale. Quindi, fornire stimoli sensoriali in momenti in cui l&#39;EEG è stato relativamente in silenzio per almeno pochi secondi, che è più facile da fare durante il sonno tranquillo traccia interrompere l&#39;attività espositiva 4-6. Se possibile, utilizzare i dispositivi di stimolazione che generano automaticamente un segno (trigger) nel tracciato EEG. Eseguire prima le stimolazioni tattili, poi gli stimoli visivi, e alla fine gli stimoli uditivi, che possono risvegliare il bambino. </li><li> Per studiare le risposte visive evocate, conferiscono lampi singoli con un dispositivo integrato per il sistema EEG. Si may mostrano anche qualsiasi luce transitoria, come lo spostamento di un fascio della torcia sul volto. Una risposta è facilmente generato anche da lontano, come attraverso le pareti trasparenti incubatrice. Osservare la risposta con almeno una seconda durata in occipitale e vari elettrodi parietali. </li><li> Per studiare le risposte evocate somatosensoriali, applicare dolci stimoli tattili al palmo o esclusivo del bambino. E &#39;utile utilizzare un dispositivo che genera automaticamente un segno (trigger) nel tracciato EEG. Osservare la risposta agli elettrodi controlaterali centro-temporali (C e T) dopo la stimolazione mano, e nelle (Cz) elettrodi dopo la stimolazione della linea mediana del piede. Per facilitare l&#39;analisi successiva, aggiungere annotazioni manuali per la registrazione EEG qualsiasi momento, quando si vede un movimento spontaneo degli arti, perché produce risposte simili a quelle stimolate. </li><li> Per studiare le risposte uditive, si può usare praticamente qualsiasi suono con intensità relativamente bassa, come il battito delle mani vicino alla testa del bambino. Evitare di utilizzare il corno tradizionalestimolazione, perché la sua intensità di un suono di alta porterà sia l&#39;attivazione uditiva e l&#39;eccitazione del sonno, con spesso conseguente artefatti da movimento. </li></ol> 6. Analisi <ol><li> Avvio analisi preliminare durante la registrazione EEG già. Aggiungere annotazioni di eventi clinici che non sono evidenti dal segnale EEG (es. procedure di cura, movimenti insoliti o Drug Administration). Prendere nota anche di tutti i manufatti EEG (es. suzione, dondolo o toccando), che sono difficili da identificare in seguito. Infine, aggiungere le vostre considerazioni preliminari che si presentano on-line, in quanto spesso comportano intuizioni che sono difficili da percepire più tardi. Assicurarsi di aver registrato il sonno sia attiva e tranquilla, e che il numero e la qualità degli stimoli sensoriali sono sufficienti. </li><li> L&#39;attuale, profonda revisione del EEG neonatale avviene non in linea in una postazione di lavoro in cui i risultati EEG possono essere trattati e descritti in maggiore dettaglio. </li></ol> 7. Risultati rappresentativi &lt;/ P&gt; <img src="/files/ftp_upload/3774/3774fig1.jpg" alt="Figura 1" /> Figura 1 Confronto tra la registrazione con EEG convenzionale (a sinistra) e uno non filtrato, Full-band EEG. (FbEEG, a destra). Nota: le fluttuazioni importanti lenti nel segnale FbEEG [si veda anche refs 7-9], che sono assenti nel EEG convenzionale. Per ulteriori informazioni, vedi la discussione. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3774/3774fig2_lg.jpg"><img src="/files/ftp_upload/3774/3774fig2.jpg" alt="Figura 2" /></a> Figura 2. Confronto tra l&#39;aumento di informazioni ottenuto sommando il numero di elettrodi. Una alta densità EEG (destra) permette di analizzare e / o seguire aree corticali separatamente. Questa informazione spaziale è trascurabile convenzionale 8 canali (al centro) la registrazione, e completamente perso in comune uno dei canali di monitoraggio EEG (a sinistra). <spanclass = &quot;pdflinebreak&quot;&gt; <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/3774/3774fig3_lg.jpg"><img src="/files/ftp_upload/3774/3774fig3.jpg" alt="Figura 3" /></a> . Figura 3 A sinistra: viene mostrato un esempio di prova dalle risposte singole a stimolazioni sensoriali tattili delle mani come si è visto nella traccia raw EEG. A destra: confronto delle risposte pretermine e FullTerm somatosensoriali (entrambi C4-Fz derivazione) dimostra la grandezza del pretermine reazioni corticali. La risposta pretermine è mostrato da una traccia di prova singola, mentre la risposta FullTerm è generato da media, in quanto non essere distinto a livello singola prova. Nella traccia FullTerm, la freccia rappresenta la risposta N1 che viene convenzionalmente utilizzato come misura rappresentante per la diagnosi clinica. Per ulteriori dettagli, vedere refs 4,6,10,11.

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Non ci sono conflitti di interesse dichiarati.

La registrazione di EEG neonatale nel modo indicato qui è sicuro, e quindi fattibile da ogni bambino e in qualsiasi condizione che consente la gestione associata delle procedure di routine per la cura 1. L&#39;unità di terapia intensiva è un ambiente stimolante ai dispositivi sensibili EEG. Una chiave per una buona qualità di registrazione tecnicamente è un uso corretto di un corretto funzionamento cap array denso EEG, come quello mostrato in questo video. NICU ambiente è unico in quanto i soggetti dello studio sono gravemente malati, bambini vulnerabili, che vengono sottoposte a cure esigente e procedure diagnostiche. Al fine di garantire non solo la sicurezza del paziente, ma anche il futuro degli studi di EEG nel NICU, è necessario disporre di una stretta collaborazione con la vostra chiave NICU contatto, così come un elevato livello di fiducia con tutto il personale NICU coinvolti nella cura del paziente . Un recente lavoro in entrambi i neonati umani 5-7,10 e modelli animali con cuccioli di ratto 13-15 ha sottolineato il dominio della Frequenza di infraslowIES in EEG. Mentre si vede facilmente con la tecnica FbEEG (vedi Fig. 1 e refs 8,9), vengono ignorati o distorta in EEG convenzionale (utilizzando un amplificatore accoppiato in AC) che taglia definitivamente al momento della raccolta del segnale, poiché accoppiamento AC agiscono come amplificatori passa-alto (low cut) filtri. Una registrazione fedele di queste attività infraslow richiede una registrazione stabile impostazione DC che consiste di un amplificatore DC accoppiato (vedi Ringraziamenti), Ag / AgCl elettrodi, contenenti cloruri gel 16, nonché l&#39;eliminazione di potenziale adeguato epiteliale (per i dettagli, si veda refs 2,3,8, così come <a href="http://www.nemo-europe.com/en/educational-tools.php">http://www.nemo-europe.com/en/educational-tools.php~~HEAD=NNS</a> -&gt; Configurazione hardware EEG - Skin&gt; durante la preparazione). È notevole in un contesto clinico, che i tappi utilizzati nella nostra presentazione sono pienamente compatibili con FbEEG registrazione, mentre molte altre caps EEG clinici non sono adatti a causa della loro mat elettrodo inadeguatoerials (es. tin) 16 e / o scarsa stabilità meccanica dovuta al taglio e il supporto di progettazione elettrodi (per i dettagli, si veda anche refs 1,8). Valutazione adeguata o il monitoraggio del cervello pretermine precoce deve essere basata su una conoscenza approfondita della natura e delle caratteristiche specifiche dell&#39;attività del cervello immaturo stesso (vedi sopra). Tale approccio è in gran parte manca nella pratica clinica corrente e la letteratura. Per soddisfare questa esigenza, il protocollo per una valutazione neurofisiologica multimodale dei neonati prematuri è stata sviluppata nel nostro laboratorio. Il presente documento collega insieme le più recenti conoscenze della neurobiologia dello sviluppo, i progressi rilevanti in tecniche neurofisiologiche, come pure la necessità urgente per il romanzo la ricerca clinica. I nostri hences lavoro apre la finestra per gli studi traslazionali da eseguire in modo bidirezionale (dal laboratorio al letto del paziente e ritorno). Inoltre, la chiara dimostrazione del protocollo mira ad aprire un luogo di grande scale collezione di set di dati clinicamente rilevanti, compresi gli studi per definire i criteri elusivi della normalità. La nostra esperienza clinica presso l&#39;Università di Helsinki Hospital ha dimostrato che i) studi multimodali di questo tipo sono rapidamente diventati parte integrante della routine clinica, ii) che hanno notevolmente aumentato l&#39;interesse per studi EEG neonatale, e iii) che gli sviluppi di registrazione tecniche qui riportate hanno reso le prestazioni di tali registrazioni, come facilmente raggiungibile come qualsiasi limitata, EEG convenzionale. Soprattutto, capire le relazioni tra le funzioni cerebrali sviluppo e struttura permette di valutare la maturazione del cervello in un momento in cui il bambino non è ancora in grado di comunicare con il mondo esterno 17. Cura meglio il cervello in una fase iniziale di sviluppo rischia di portare ad un aumento permanente nella salute e nella qualità complessiva della vita del bambino pretermine.

Link per il metodo SurePrep <a href="http://www.helsinki.fi/science/eeg/videos/sureprep/SurePrep_for_SP_paper.mov">http://www.helsinki.fi/science/eeg/videos/sureprep/SurePrep_for_SP_paper.mov</a> <a href="http://www.helsinki.fi/science/eeg/videos/sureprep/SurePrep_for_NEMO.wmv">http://www.helsinki.fi/science/eeg/videos/sureprep/SurePrep_for_NEMO.wmv</a> Collegamento video online alle manifestazioni complementari di registrazione EEG neonatale <a href="http://www.nemo-europe.com/en/educational-tools-for-clinicians-and-health-care-professionals.php">http://www.nemo-europe.com/en/educational-tools-for-clinicians-and-health-care-professionals.php</a> Video link Online per la teoria e la pratica della preparazione del cuoio capelluto <a href="http://www.helsinki.fi/science/eeg/videos/sureprep/Nemo_hardware_Scalp_prepping.f4v">http://www.helsi</a>nki.fi/science/eeg/videos/sureprep/Nemo_hardware_Scalp_prepping.f4v

preterm eeg: a multimodal neurophysiological protocol

Dalla sua introduzione nel primi anni 1950, elettroencefalografia (EEG) è stato ampiamente utilizzato nelle unità di terapia intensiva neonatale (TIN) per la valutazione e il monitoraggio della funzione cerebrale nei neonati a termine o prematuri. Indicazioni più comuni sono la diagnosi di crisi epilettiche, la valutazione della maturità del cervello, e ripresa dagli eventi ipossico-ischemica. Tecniche di registrazione EEG e la comprensione dei segnali EEG neonatale sono notevolmente migliorate, ma questi progressi sono stati lenti a penetrare attraverso le tradizioni clinici. Lo scopo di questa presentazione è quello di portare la teoria e la pratica di tecnologie avanzate di registrazione EEG a disposizione per le unità neonatali. Nella parte teorica, presenteremo animazioni per illustrare come un cervello pretermine dà luogo ad attività EEG spontanei e evocati, entrambi i quali sono unici per questa fase di sviluppo, così come fondamentale per una corretta maturazione del cervello. Lavoro animale recenti hanno dimostrato che il cervello svi strutturalepment si riflette chiaramente nei primi mesi di attività EEG. Strutture più importanti in questo senso sono in crescita le connessioni a lungo raggio e la struttura corticale transitoria, a piastra. Stimoli sensoriali in un neonato pretermine genererà le risposte che si vedono a livello di singolo studio, e hanno basi nella piastra-corteccia interazione. Questo porta neonatale EEG facilmente in uno studio multimodale, in cui EEG non è solo la registrazione di funzione corticale, ma mette alla prova anche la funzione piastra tramite diverse modalità sensoriali. Infine, l&#39;introduzione di clinicamente idonei tappi array denso EEG, nonché amplificatori in grado di registrare basse frequenze, hanno rivelato moltitudine di attività cerebrali che sono ancora state trascurate. Nella parte pratica di questo video, si mostra come un servizio multimodale, studio array denso EEG viene eseguita in unità di terapia intensiva neonatale di un neonato pretermine in incubatrice. Il video mostra la preparazione del bambino e di incubatori, l&#39;applicazione delCap EEG, e le prestazioni delle stimolazioni sensoriali.

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Preterm EEG: A Multimodal Neurophysiological Protocol

Questo video spiega la teoria di fondo dell&#39;attività neonatale EEG e le risposte sensoriali, seguita da una dimostrazione dal vivo della loro registrazione in unità di terapia intensiva neonatale.

Pretermine EEG: un protocollo multimodale neurofisiologiche

Since its introduction in early 1950s, electroencephalography (EEG) has been widely used in the neonatal intensive care units (NICU) for assessment and ...

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

28.4K Views.  University of Helsinki. Questo video spiega la teoria di fondo dell'attività neonatale EEG e le risposte sensoriali, seguita da una dimostrazione dal vivo della loro registrazione in unità di terapia intensiva neonatale.

Video: Preterm EEG: A Multimodal Neurophysiological Protocol

Functional Mapping with Simultaneous MEG and EEG

We use magnetoencephalography (MEG) and electroencephalography (EEG) to locate and determine the temporal evolution in brain areas involved in the processing of simple sensory stimuli. We will use somatosensory stimuli to locate the hand somatosensory areas, auditory stimuli to locate the auditory cortices, visual stimuli in four quadrants of the visual field to locate the early visual areas. These type of experiments are used for functional mapping in epileptic and brain tumor patients to locate eloquent cortices. In basic neuroscience similar experimental protocols are used to study the orchestration of cortical activity. The acquisition protocol includes quality assurance procedures, subject preparation for the combined MEG/EEG study, and acquisition of evoked-response data with somatosensory, auditory, and visual stimuli. We also demonstrate analysis of the data using the equivalent current dipole model and cortically-constrained minimum-norm estimates. Anatomical MRI data are employed in the analysis for visualization and for deriving boundaries of tissue boundaries for forward modeling and cortical location and orientation constraints for the minimum-norm estimates.

We use magnetoencephalography (MEG) and electroencephalography (EEG) to map brain areas involved in the processing of simple sensory stimuli.

Mappatura funzionale con EEG e MEG simultaneo

We use magnetoencephalography (MEG) and electroencephalography (EEG) to locate and determine the temporal evolution in brain areas involved in the ...

Ricerca

Neuroscienze

Non-restraining EEG Radiotelemetry: Epidural and Deep Intracerebral Stereotaxic EEG Electrode Placement

Implantable EEG radiotelemetry is of central relevance in the neurological characterization of transgenic mouse models of neuropsychiatric and neurodegenerative diseases as well as epilepsies. This powerful technique does not only provide valuable insights into the underlying pathophysiological mechanisms, i.e., the etiopathogenesis of CNS related diseases, it also facilitates the development of new translational, i.e., therapeutic approaches. Whereas competing techniques that make use of recorder systems used in jackets or tethered systems suffer from their unphysiological restraining to semi-restraining character, radiotelemetric EEG recordings overcome these disadvantages. Technically, implantable EEG radiotelemetry allows for precise and highly sensitive measurement of epidural and deep, intracerebral EEGs under various physiological and pathophysiological conditions. First, we present a detailed protocol of a straight forward, successful, quick and efficient technique for epidural (surface) EEG recordings resulting in high-quality electrocorticograms. Second, we demonstrate how to implant deep, intracerebral EEG electrodes, e.g., in the hippocampus (electrohippocampogram). For both approaches, a computerized 3D stereotaxic electrode implantation system is used. The radiofrequency transmitter itself is implanted into a subcutaneous pouch in both mice and rats. Special attention also has to be paid to pre-, peri- and postoperative treatment of the experimental animals. Preoperative preparation of mice and rats, suitable anesthesia as well as postoperative treatment and pain management are described in detail.

Non-restraining EEG radiotelemetry is a valuable methodological approach to record in vivo long-term electroencephalograms from freely moving rodents. This detailed protocol describes stereotaxic epidural and deep intracerebral electrode placement in different brain regions in order to obtain reliable recordings of CNS rhythmicity and CNS related behavioral stages.

Non restrittivo EEG Radiotelemetry: epidurale e Deep intracerebrale Stereotassica EEG Posizionamento degli elettrodi

Implantable EEG radiotelemetry is of central relevance in the neurological characterization of transgenic mouse models of neuropsychiatric and ...

Recording EEG in Freely Moving Neonatal Rats Using a Novel Method

EEG is a useful method to detect electrical activity in the brain. Moreover, it is a widely used diagnostic tool for various neurological conditions, such as epilepsy and neurodegenerative disorders. However, it is technically difficult to obtain EEG recordings in neonates as it requires specialized handling and great care. Here, we present a novel method to record EEG in neonatal rat pups (P8-P15). We designed a simple and reliable electrode using computer pin loci; it can be easily implanted into the skull of a rat pup to record high-quality EEG signals in the normal and epileptic brain. Pups were given an intraperitoneal (i.p.) injection of the neurotoxin kainic acid (KA) to induce epileptic seizures. The surgical implantation performed in this procedure is less expensive than other EEG procedures for neonates. This method allows one to record high-quality and stable EEG signals for more than 1 week. Furthermore, this procedure can also be applied to adult rats and mice to study epilepsy or other neurological disorders.

Here, we introduce a novel technique designed to record electroencephalography (EEG) in freely moving neonatal epileptic pups and describe its procedures, features, and applications. This method allows one to record EEG for more than 1 week.

Registrazione di EEG nei ratti neonatali liberamente in movimento utilizzando un metodo novello

EEG is a useful method to detect electrical activity in the brain. Moreover, it is a widely used diagnostic tool for various neurological conditions, such ...

Using Brain Activation (nir-HEG/Q-EEG) and Execution Measures (CPTs) in a ADHD Assessment Protocol

Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) is a problem that impacts academic performance and has serious consequences that result in difficulties in scholastic, social and familial contexts. One of the most common problems in the identification of this disorder relates to the apparent over diagnosis of the disorder due to the absence of global protocols for assessment. The research group of School Learning, Difficulties and Academic Performance (ADIR) from the University of Oviedo, has developed a complete protocol that suggests the existence of certain patterns of cortical activation and executive control for identifying ADHD more objectively. This protocol takes into consideration some of the hypothetical determinants of ADHD, including the relationship between activation of selected areas of the brain, and differences in performance on various aspects of executive functioning such as omissions, commissions or response times, using innovative tools of Continuous Performance Testing (based on Virtual Reality CPT and Traditional CPT) and brain activation measures (two different tools, based on Hemoencephalography- nirHEG; and Quantified Electroencephalography --Q-EEG, respectively). This model of assessment aims to provide an effective assessment of ADHD symptomatology in order to design an accurate intervention and make appropriate recommendations for parents and teachers.

Using Brain Activation nir-HEG/Q-EEG and Execution Measures CPTs in a ADHD Assessment Protocol

This work presents a new protocol for the assessment of Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) by providing a more objective diagnostic procedure for this developmental disorder based on the use of innovative tools. It also analyzes the relationship between activation measures and executive function measures.

Utilizzando l'attivazione del cervello (nir-HEG/Q-EEG) e misure di esecuzione (TTC) in un protocollo di valutazione di ADHD

Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) is a problem that impacts academic performance and has serious consequences that result in difficulties in ...

Noninvasive EEG Recordings from Freely Moving Piglets

The method allows the recording of high-quality electroencephalograms (EEGs) from freely moving piglets directly in the pigpen. We use a one-channel telemetric electroencephalography system in combination with standard self-adhesive hydrogel electrodes. The piglets are calmed down without the use of sedatives. After their release into the pigpen, the piglets behave normally&#8212;they drink and sleep in the same cycle as their siblings. Their sleep phases are used for the EEG recordings.

Here, we present a protocol to record telemetric electroencephalograms (EEGs) from freely moving piglets directly in the pigpen without the use of a sedative, making it possible to record typical EEG patterns during non-REM sleep, like spindle bursts.

Registrazioni di EEG non invadente da muoversi liberamente suinetti

The method allows the recording of high-quality electroencephalograms (EEGs) from freely moving piglets directly in the pigpen. We use a one-channel ...

Using Neuron Spiking Activity to Trigger Closed-Loop Stimuli in Neurophysiological Experiments

Closed-loop neurophysiological systems use patterns of neuronal activity to trigger stimuli, which in turn affect brain activity. Such closed-loop systems are already found in clinical applications, and are important tools for basic brain research. A particularly interesting recent development is the integration of closed-loop approaches with optogenetics, such that specific patterns of neuronal activity can trigger optical stimulation of selected neuronal groups. However, setting up an electrophysiological system for closed-loop experiments can be difficult. Here, a ready-to-apply Matlab code is provided for triggering stimuli based on the activity of single or multiple neurons. This sample code can be easily modified based on individual needs. For instance, it shows how to trigger sound stimuli and how to change it to trigger an external device connected to a PC serial port. The presented protocol is designed to work with a popular neuronal recording system for animal studies (Neuralynx). The implementation of closed-loop stimulation is demonstrated in an awake rat.

This protocol demonstrates how to use an electrophysiological system for closed-loop stimulation triggered by neuronal activity patterns. Sample Matlab code that can be easily modified for different stimulation devices is also provided.

Utilizzo dell'attività di spiking del neurone per attivare gli stimoli a ciclo chiuso negli esperimenti neurofisiologici

Closed-loop neurophysiological systems use patterns of neuronal activity to trigger stimuli, which in turn affect brain activity. Such closed-loop systems ...

A Ferret Model of Inflammation-sensitized Late Preterm Hypoxic-ischemic Brain Injury

There is an ongoing need for clinically relevant models of perinatal infection and hypoxia-ischemia (HI) in which to test therapeutic interventions for infants with the neurological sequela of prematurity. Ferrets are ideal candidates for modeling the preterm human brain, as they are born lissencephalic and develop gyrencephalic brains postnatally. At birth, ferret brain development is similar to a 13 week human fetus, with postnatal-day (P) 17 kits considered to be equivalent to an infant at 32&#8211;36 weeks&#39; gestation. We describe an injury model in the P17 ferret, where lipopolysaccharide administration is followed by bilateral cerebral ischemia, hypoxia, and hyperoxia. This simulates the complex interaction of prolonged inflammation, ischemia, hypoxia, and oxidative stress experienced in a number of neonates who develop brain injury. Injured animals display a range of gross injury severity, with morphological changes in the brain including narrowing of multiple cortical gyri and associated sulci. Injured animals also show slowed reflex development, slower and more variable speed of locomotion in an automated catwalk, and decreased exploration in an open field. This model provides a platform in which to test putative therapies for infants with neonatal encephalopathy associated with inflammation and HI, study mechanisms of injury that affect cortical development, and investigate pathways that provide resilience in unaffected animals.

The method describes inflammation-sensitized hypoxic-ischemic and hyperoxic brain injury in the P17 ferret to model the complex interaction between prolonged inflammation and oxidative brain injury experienced in a number of late preterm infants.

Un modello di ferreta di lesioni cerebrali late preterm ipossiche-ischemiche sensibilizzate all'infiammazione

There is an ongoing need for clinically relevant models of perinatal infection and hypoxia-ischemia (HI) in which to test therapeutic interventions for ...

Combining Behavior and EEG to Study the Effects of Mindfulness Meditation on Episodic Memory

Although there has been recent interest in how mindfulness meditation can affect episodic memory as well as brain structure and function, no study has examined the behavioral and neural effects of mindfulness meditation on episodic memory. Here we present a protocol that combines mindfulness meditation training, an episodic memory task, and EEG to examine how mindfulness meditation changes behavioral performance and the neural correlates of episodic memory. Subjects in a mindfulness meditation experimental group were compared to a waitlist control group. Subjects in the mindfulness meditation experimental group spent four weeks training and practicing mindfulness meditation. Mindfulness was measured before and after training using the Five Facet Mindfulness Questionnaire (FFMQ). Episodic memory was measured before and after training using a source recognition task. During the retrieval phase of the source recognition task, EEG was recorded. The results showed that mindfulness, source recognition behavioral performance, and EEG theta power in right frontal and left parietal channels increased following mindfulness meditation training. In addition, increases in mindfulness correlated with increases in theta power in right frontal channels. Therefore, results obtained from combining mindfulness meditation training, an episodic memory task, and EEG reveal the behavioral and neural effects of mindfulness meditation on episodic memory.

Here we present a protocol for combining mindfulness meditation training, an episodic memory task, and EEG to understand the behavioral and neural effects of mindfulness meditation on episodic memory.

Combinare il comportamento e l'EEG per studiare gli effetti della meditazione di consapevolezza sulla memoria episodica

Although there has been recent interest in how mindfulness meditation can affect episodic memory as well as brain structure and function, no study has ...

Modulation of the Neurophysiological Response to Fearful and Stressful Stimuli Through Repetitive Religious Chanting

In neuropsychological experiments, the late positive potential (LPP) is an event-related potential (ERP) component that reflects the level of one's emotional arousal. This study investigates whether repetitive religious chanting modulates the emotional response to fear- and stress-provoking stimuli, thus leading to a less responsive LPP. Twenty-one participants with at least one year of experience in the repetitive religious chanting of "Amitabha Buddha" were recruited. A 128-channel electroencephalography (EEG) system was used to collect EEG data. The participants were instructed to view negative or neutral pictures selected from the International Affective Picture System (IAPS) under three conditions: repetitive religious chanting, repetitive nonreligious chanting, and no chanting. The results demonstrated that viewing the negative fear- and stress-provoking pictures induced larger LPPs in the participants than viewing neutral pictures under the no-chanting and nonreligious chanting conditions. However, this increased LPP largely disappeared under repetitive religious chanting conditions. The findings indicate that repetitive religious chanting may effectively alleviate the neurophysiological response to fearful or stressful situations for practitioners.

The present event-related potential (ERP) study provides a unique protocol for investigating how religious chanting can modulate negative emotions. The results demonstrate that the late positive potential (LPP) is a robust neurophysiological response to negative emotional stimuli and can be effectively modulated by repetitive religious chanting.

Modulazione della risposta neurofisiologica a stimoli paurosi e stressanti attraverso il canto religioso ripetitivo

In neuropsychological experiments, the late positive potential (LPP) is an event-related potential (ERP) component that reflects the level of one's ...

Imaging multimodale basato su OCT di occhi di donatori umani per la ricerca sull'AMD

Ex Vivo OCT-Based Multimodal Imaging of Human Donor Eyes for Research into Age-Related Macular Degeneration

A progression sequence for age-related macular degeneration (AMD) learned from optical coherence tomography (OCT)-based multimodal (MMI) clinical imaging could add prognostic value to laboratory findings. In this work, ex vivo OCT and MMI were applied to human donor eyes prior to retinal tissue sectioning. The eyes were recovered from non-diabetic white donors aged &#8805;80 years old, with a death-to-preservation time (DtoP) of &#8804;6 h. The globes were recovered on-site, scored with an 18 mm trephine to facilitate cornea removal, and immersed in buffered 4% paraformaldehyde. Color fundus images were acquired after anterior segment removal with a dissecting scope and an SLR camera using trans-, epi-, and flash illumination at three magnifications. The globes were placed in a buffer within a custom-designed chamber with a 60 diopter lens. They were imaged with spectral domain OCT (30&#176; macula cube, 30 &#181;m spacing, averaging = 25), near-infrared reflectance, 488 nm autofluorescence, and 787 nm autofluorescence. The AMD eyes showed a change in the retinal pigment epithelium (RPE), with drusen or subretinal drusenoid deposits (SDDs), with or without neovascularization, and without evidence of other causes. Between June 2016 and September 2017, 94 right eyes and 90 left eyes were recovered (DtoP: 3.9 &plusmn; 1.0 h). Of the 184 eyes, 40.2% had AMD, including early intermediate (22.8%), atrophic (7.6%), and neovascular (9.8%) AMD, and 39.7% had unremarkable maculas. Drusen, SDDs, hyper-reflective foci, atrophy, and fibrovascular scars were identified using OCT. Artifacts included tissue opacification, detachments (bacillary, retinal, RPE, choroidal), foveal cystic change, an undulating RPE, and mechanical damage. To guide the cryo-sectioning, OCT volumes were used to find the fovea and optic nerve head landmarks and specific pathologies. The ex vivo volumes were registered with the in vivo volumes by selecting the reference function for eye tracking. The ex vivo visibility of the pathology seen in vivo depends on the preservation quality. Within 16 months, 75 rapid DtoP donor eyes at all stages of AMD were recovered and staged using clinical MMI methods.

Autore in primo piano: Imaging multimodale ex vivo basato su OCT di occhi di donatori umani per la ricerca sulla degenerazione maculare legata all'età  

Laboratory assays can leverage prognostic value from the longitudinal optical coherence tomography (OCT)-based multimodal imaging of age-related macular degeneration (AMD). Human donor eyes with and without AMD are imaged using OCT, color, near-infrared reflectance scanning laser ophthalmoscopy, and autofluorescence at two excitation wavelengths prior to tissue sectioning.

Ex Vivo Imaging multimodale basato su OCT di occhi di donatori umani per la ricerca sulla degenerazione maculare legata all'età

A progression sequence for age-related macular degeneration (AMD) learned from optical coherence tomography (OCT)-based multimodal (MMI) clinical imaging ...