Vorremmo ringraziare Brain Products GmbH per fornire loro attrezzature, competenze e aiutare nella produzione di questo lavoro. Vorremmo anche ringraziare Glyn Spencer, Università di Nottingham, per aiutare con la produzione del video. Ringraziamo anche Ingegneria e Scienze Fisiche Research Council (EPSRC), EP/J006823/1 e Università di Nottingham per il finanziamento di questa ricerca.

1. Preparazione del setup sperimentale <ol><li> Prima dell&#39;arrivo del soggetto impostare l&#39;apparecchiatura EEG nella sala di controllo dove l&#39;operatore scanner siederà. Collegare il computer portatile all&#39;hardware EEG come mostrato in Figura 1. Nota: tutti i trigger da dispositivi periferici e lo scanner MR devono avere durate più di 200 msec per essere rilevati dal sistema EEG. </li><li> Configurare il computer stimolo, in questo studio, usiamo uno stimolo visivo; marcatori vengono letti nel registratore BrainVision all&#39;inizio e alla fine di ogni periodo di stimolazione. </li><li> Assicurare lo spazio di lavoro per la registrazione dei dati è impostato sulla massima risoluzione temporale disponibile e le impostazioni di filtro corretto. Per la maggior parte degli studi accoppiamento AC con un filtro di 0,016-250 Hz è ottimale anche se DC-giunto o un più alto (1 kHz), filtro passa-basso può essere richiesto se i segnali neuronali ultra bassa o ad alta frequenza sono di interesse, rispettivamente. </li><li> Controllare gli indicatori della scanner e presentazione dello stimolo a confermare che essi vengono rilevati correttamente dal sistema EEG. Attivare la sincronizzazione dello scanner e orologi EEG utilizzando il pannello di controllo del registratore BrainVision. Poi controlla se la sincronizzazione viene eseguita correttamente; se il set up è corretta l&#39;icona verde e &quot;Sync On&quot; apparirà dot. </li><li> Impostare lo scanner MR in modo convenzionale, qui stiamo usando il corpo trasmette bobina RF e una testa canale 32 riceve bobina RF. Quando possibile, è meglio usare una bobina di trasmissione di dimensioni della testa per minimizzare il rischio di RF riscaldamento del tappo EEG e relativi cavi. Tuttavia sulla maggior scanner, la bobina di trasmissione testa non può essere utilizzato in combinazione con una bobina ricevente multi-elemento, che porta ad una sub-ottimale impostato per l&#39;acquisizione dei dati fMRI (in particolare l&#39;imaging parallelo velocità-up non è possibile). Stiamo usando questo specifico capo ricevere bobina perché incorpora una porta di accesso che permette ai cavi dal cappuccio EEG a correre lungo un percorso rettilineo di scanner. </li><li> Assicurarsi che le sequenze di RM che verranno eseguiti sono impostati. La sequenza fMRI deve utilizzare un TR fetta che è un multiplo del periodo di clock EEG (200 msec). Se si utilizza un sistema RM Philips la calcolatrice Timing Philips può essere utilizzato per determinare le combinazioni possibili TR fetta e. </li><li> Fai un controllo finale che tutte le apparecchiature è la registrazione come previsto. </li></ol> 2. Oggetto arrivo <ol><li> Chiedere al soggetto di arrivare con i capelli puliti e indossare vestiti comodi e non metallici. </li><li> Spiegare al soggetto lo scopo dell&#39;esperimento e che cosa accadrà. </li><li> Chiedere al soggetto di compilare i moduli che vengono utilizzati per stabilire che non ci sono controindicazioni per MR scansione e che i consensi subordinato alla partecipazione all&#39;esperimento. Controllare i moduli prima di procedere. In questo studio è stata ottenuta l&#39;approvazione del comitato etico locale e tutti i soggetti hanno dato il consenso informato. </li><li> Misurare la circonferenza della testa e selezionare l&#39;applicazioneTappo ropriately dimensioni (cioè la più piccola tappo disponibile che è più grande della dimensione della testa). Posizionare il cappuccio sulla testa a partire dalla parte anteriore della testa e tirando indietro. Posizionare correttamente il tappo, in modo tale che elettrodo Cz è situata a metà strada tra il nasion e inion e anche centrato sinistra-destra. </li><li> Collegare gli elettrodi alla testa da: spostando i capelli fuori del modo, l&#39;applicazione di alcool e poi gel Abralyte. Collegare l&#39;elettrodo ECG alla base della schiena usando un metodo simile a quello utilizzato per gli elettrodi cap. Questo elettrodo è utilizzato per misurare il battito cardiaco. Il posizionamento alla base della schiena è consigliato per massimizzare il rapporto segnale-rumore del R-picco nella traccia ECG e per comodità soggetto. </li><li> Lavorare sui contatti in modo da ridurre le impedenze di elettrodi sulla testa a meno di 10 kW (esclusa la resistenza dei resistori interni di ciascun elettrodo). ECG e resistenza EOG possono essere maggiore, come i segnali sono forti e ad a buonZIONI può essere difficile da raggiungere, ma deve essere mantenuta al di sotto 50kΩ. </li><li> Verificare la qualità dei dati EEG è soddisfacente controllando visivamente i dati sullo schermo del monitor. </li></ol> 3. Registrazione esterna dello scanner MR (Opzionale: Necessario solo se desiderate confrontare EEG Data Quality da dentro e fuori lo scanner MR) <ol><li> Montare l&#39;apparecchio di presentazione e apparecchiature EEG fuori lo scanner (in una posizione in cui il campo magnetico è basso). Assicurarsi che la messa a punto è il più simile possibile a quello utilizzato all&#39;interno dello scanner RM (in particolare, il soggetto deve essere in posizione supina e un processo simile di presentazione dello stimolo deve essere utilizzato). </li><li> Eseguire l&#39;esperimento e registrare i dati in un modo simile a quello utilizzato all&#39;interno dello scanner (vedere sezione 4). </li></ol> 4. Impostazione Oggetto interno dello scanner MR <ol><li> Chiedere al soggetto di essere seduti mentre si imposta l&#39;equi EEGpment nella stanza dello scanner MR. </li><li> Prendere l&#39;amplificatore nella stanza schermato e posizionarlo su un tavolo al retro dello scanner. Collegare l&#39;amplificatore a un cavo in fibra ottica lungo. Far passare il cavo in fibra ottica attraverso la guida d&#39;onda e collegarlo all&#39;adattatore BrainAmp USB nella sala di controllo (Figura 1). </li><li> Registrare il paziente nel paziente scanner MR data-base. </li><li> Prendete l&#39;oggetto nella stanza e chiedere loro di sdraiarsi sul letto dello scanner. </li><li> Dare i tappi per le orecchie soggetto, cuffie e pulsante di chiamata, e di garantire che essi sono confortevoli. </li><li> Mettete la bobina di testa sopra la testa del soggetto. I cavi EEG devono lasciare la bobina testa lungo il percorso più breve possibile. Ora pad testa del soggetto per ridurre al minimo il movimento della testa. </li><li> Spostare il soggetto nello scanner foro, garantendo che gli elettrodi PF1 e PF2 sono a isocentro dello scanner MR nella direzione z. Ciò si ottiene normalmente allineando questi due elettrodi con la luce che viene utilizzato per posizionare tegli soggetto prima che entrino nel foro. </li><li> Applicare il cappuccio EEG all&#39;amplificatore sul retro dello scanner. Assicurarsi che non ci sono fili passanti nelle derivazioni EEG (in quanto questi possono causare il riscaldamento RF e anche causare grandi artefatti EEG per essere indotti) e che il cablaggio è isolato da il più possibile le vibrazioni MR scanner, qui usiamo una trave a sbalzo per raggiungere questo isolamento. </li></ol> 5. La registrazione all&#39;interno dello scanner <ol><li> Parlate con il soggetto dalla sala console per confermare che si può sentire l&#39;operatore scanner e sono OK. </li><li> Un secondo sperimentatore avvia il monitoraggio EEG, controllando per elettrodi rumorosi nelle tracce, così come per il verde &quot;Sync On&quot; punto in basso dello schermo. </li><li> L&#39;effetto chiara delle crio-pompe sulla registrazione può essere visto (vedere Figura 2). Pertanto, disattivare queste pompe durante l&#39;acquisizione dei dati, a seguito di indicazioni fornite dal produttore. </li><li> Chiedere al soggetto di muovere la testa da un smaimporto ll. L&#39;importanza di mantenere la testa ancora si può vedere dalle grandi tensioni nella registrazione EEG che derivano da piccoli movimenti della testa. </li><li> Testare la registrazione dell&#39;attività neuronale chiedendo al soggetto di aprire e chiudere gli occhi. Cercare attività alfa occipitale. Questo sarà verificare se si sta misurando i segnali fisiologici piuttosto che rumore. Se un segnale alfa non può essere visto sul soggetto (che si verifica in alcuni soggetti) è possibile testare per attività neuronale con una breve corsa del paradigma sperimentale senza il funzionamento dello scanner MR e per cercare la media potenziale evocato. </li><li> Il manufatto impulso può chiaramente vedere nei dati grezzi (vedere Figura 2) in particolare sugli elettrodi sulle tempie. Utilizzare il tracciato ECG per correggere questo artefatto in tempo reale utilizzando RecView (o in post-pacchetti software di elaborazione). </li><li> Non appena inizia ogni risonanza magnetica i gradienti causeranno grandi artefatti nei dati EEG. </li><li> When l&#39;esperimento fMRI è pronto a partire, - con il sistema di presentazione dello stimolo in uno stato pronto - poi iniziare a salvare i dati EEG seguendo i passi indicati. </li><li> Ora inizia l&#39;esperimento, controllando che i marcatori dalla presentazione dello stimolo e lo scanner MR possono essere visti in BrainVision Recorder. Qui lo stimolo consiste di una scacchiera radiale pieno campo al 100% di contrasto. Il tasso di inversione è 2 Hz tale che una risposta evocata sarà effettuata ogni 500 msec ed un marcatore viene inserito nel file EEG ad ogni inversione dell&#39;immagine. </li><li> La qualità dei dati EEG sembrerà essere molto povera, ma può essere ripulito, sia on-line in RecView o durante la post-elaborazione. Affinché la correzione manufatto gradiente di lavorare senza compromettere la registrazione di segnali neuronali, la presentazione dello stimolo non deve essere bloccato al TR e la frequenza di ripetizione dello stimolo non deve essere uguale alla frequenza di ripetizione fetta. </li><li> Correzione del manufatto gradiente deve essere effettuata out prima dell&#39;impulso correzione manufatto (vedi figure 3 e 4). I dati possono poi essere segmentato in base a presentazione dello stimolo e analizzati con numerose tecniche, il più semplice dei quali è in media per le indagini di risposte evocate (vedi Figura 6). </li></ol> 6. Debriefing il Soggetto <ol><li> Una volta che la scansione è completata, prendere il soggetto dallo scanner e li aiutano a togliere il tappo EEG. </li><li> Consentire loro di lavarsi i capelli. </li><li> Ora sono libero di andarsene. </li></ol> 7. Chiarire al termine dell&#39;esperimento <ol><li> Imballare l&#39;apparecchiatura EEG come richiesto dal laboratorio. Se il costruttore MR richiede, assicurarsi che l&#39;hardware di sincronizzazione è scollegato al termine di ogni sessione e non lasciata attaccata all&#39;elettronica scanner. </li><li> Infine, il tappo EEG deve essere pulito. Per fare questo, immergere il coperchio in acqua (di solito per circa 5 min)o una miscela di acqua e disinfettante (il disinfettante deve essere selezionata in base rilevante spettro e disinfettante raccomandazione patogeno del produttore cap. Tempo di esposizione e concentrazione disinfettante devono seguire le linee guida del produttore del disinfettante.). Quindi utilizzare uno spazzolino per pulire via residui di gel. E &#39;molto importante pulire completamente il tappo per garantire la corretta esecuzione del tappo quando successivamente utilizzate. </li></ol> 8. Analisi <ol><li> Qui, reale analisi EEG tempo è stato dimostrato, tuttavia è anche possibile e di norma auspicabile post-elaborazione dei dati EEG. Questo può essere fatto in un certo numero di pacchetti di analisi come Brain Products Analyzer 2 o EEGLAB. </li><li> Gradiente e correzione artefatto polso possono essere eseguiti utilizzando una varietà di metodi, quali: artefatto media sottrazione 18,19 (comunemente utilizzati per la correzione sfumatura e spesso usato per impulso correzione artefatto), indipendente componente di analisi 20,21 </sup&gt; o base ottimale imposta 22 (per impulso correzione artefatto). </li><li> I dati possono poi essere analizzati nel tempo o nel dominio della frequenza per guardare risposte evocate e in corso di attività oscillatoria. </li><li> Qui, abbiamo registrato la traccia ECG utilizzando il sistema Products Cervello modo da ottenere le informazioni necessarie per la correzione artefatto impulsi. Nel setup standard traccia ECG viene rilevata tramite un apposito elettrodo posto sul retro del soggetto. Nel nostro laboratorio usiamo anche una soluzione non standard, che impiega un vectrocardiogram per generare la traccia cardiaca (questa soluzione è disponibile solo con il Philips apparecchiature di monitoraggio fisiologico). Abbiamo trovato questo può essere utile se una traccia pulita non può essere ottenuto usando l&#39;ECG convenzionale set-up. </li></ol>

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La produzione di questo articolo è stato sponsorizzato da Brain Products GmbH. Pierluigi Castellone è un dipendente di Brain Products GmbH, che produce alcuni strumenti e software utilizzati in questo articolo.

Consigli generali Poiché il layout fisico di tutte le camere scanner è diverso ci rendiamo conto che potrebbe non essere in grado di posizionare i vostri amplificatori EEG fuori il foro del magnete. In questo caso un buon compromesso è quello di posizionare gli amplificatori su un tappeto di gomma spessa per dissociare loro di vibrazioni scanner il più possibile. Se si scopre che la correzione artefatto gradiente non funziona bene, quindi controllare i tempi tra volume o marcatori fetta, in quanto è probabile che in questo caso che il TR che è stato inserito nella console MR non è proprio il TR che viene generato . In questo caso è necessario contattare il produttore dello scanner MR rilevanti per ulteriore assistenza. I passi più importanti nel processo di acquisizione dei dati EEG durante fMRI simultanei sono quelle prese per assicurare che tutte le fonti esterne di rumore sono stati ridotti al minimo (ad esempio pompe cyrocooler e le vibrazioni delle apparecchiature EEG). Per allow ottimale correzione artefatto gradiente è importante garantire che gli orologi scanner EEG e MR sono sincronizzati, la fetta TR è un multiplo del periodo di clock scanner e che il soggetto è posizionato in modo ottimale. Per garantire ottimali artefatta correzione molte tecniche richiedono una traccia pulita cardiaco da cui R picchi possono essere rilevati, suggeriamo che questo può essere meglio raggiunto con un VCG, anche se è possibile anche con un cavo ECG ben posizionati. Se si utilizza l&#39;ECG allora è consigliabile disporre questo alla base della schiena per massimizzare il rapporto segnale-rumore del R-picco con l&#39;ulteriore vantaggio di questo essere un sito più semplice accesso una posizione vicino al cuore 23. Posizionamento del cavo ECG sui risultati del torace in artefatti da movimento dovuti alla respirazione di essere aggiunto alla traccia da questo cavo oltre a causare l&#39;artefatto gradiente di variare nel tempo. Ciò può provocare la saturazione traccia e / o correzione artefatto gradiente non funziona a causa della variabilità templatee perciò non è raccomandato. Discussione generale EEG-fMRI è un potente strumento per lo studio delle funzioni cerebrali, come la risoluzione temporale elevata di EEG può essere combinata con l&#39;alta risoluzione spaziale della fMRI. Ad oggi, un certo numero di studi hanno utilizzato questo approccio multi-modale per ottenere una migliore comprensione della funzione cerebrale. EEG-fMRI è stato applicato a volontari sani al fine di indagare la correlazione tra ritmi oscillatori (misurate con EEG) e le risposte di ossigenazione del sangue (tramite fMRI BOLD), ad esempio 2,3. E &#39;stato anche utilizzato per studiare se le caratteristiche del segnale evocato possono spiegare la varianza nel segnale BOLD in prova-di-prova 4,5. Negli studi clinici, l&#39;uso principale della tecnica è stato quello di indagare i fuochi delle scariche epilettiche interictali che sono intrinsecamente difficili da localizzare in modo non invasivo 6,7. Questi esempi mostrano la potenza di questo imag multimodaleing strumento. Tuttavia, per consentire lo studio di tali fenomeni, è importante avere accesso alla migliore qualità possibile dei dati EEG e MRI. Per raggiungere questo obiettivo all&#39;interno dello scanner RM è importante avere il miglior set-up sperimentale e anche di scegliere i metodi di analisi più appropriati. I metodi di analisi ottimali saranno in parte dipendere dalla domanda di ricerca di interesse, come saranno i metodi di correzione per la rimozione dei manufatti. Ad esempio, le dimensioni e il numero di movimenti che si sono verificati durante la registrazione determineranno la combinazione più efficace di algoritmi per la rimozione del manufatto gradiente. Tuttavia, l&#39;ottimo set-up sperimentale di hardware EEG e fMRI è relativamente indipendente da specifiche domande di ricerca. Le linee guida indicate qui sono quindi di valore generale e possono essere seguiti in esperimenti utilizzando diversi EEG e MR scanner hardware che abbiamo usato. Qui abbiamo dimostrato i metodi di acquisizione che spallad essere seguita per l&#39;acquisizione di dati EEG e fMRI di alta qualità. Abbiamo utilizzato uno stimolo visivo basato su un paradigma stimolo impiegato in precedenza 24. Tuttavia, le stesse tecniche di acquisizione dati può essere applicata indipendentemente dalla paradigma utilizzato per stimolare l&#39;attività cerebrale di interesse. Quando si sceglie il paradigma va notato che la qualità dei dati EEG che si possono ottenere quando si registra all&#39;interno dell&#39;ambiente MR con le tecniche attualmente disponibili agli utenti (e qui descritto) ancora fare alcune limitazioni delle attività cerebrale che possono essere studiati: ci sono particolari difficoltà nel registrare l&#39;attività EEG in basso (&lt;5 Hz) e alta frequenza (&gt; 80 Hz), dove bande di impulso residuo e artefatti di gradiente possono soggiornare. Inoltre, è necessario prestare attenzione al momento di scegliere il paradigma in modo che la possibilità di movimento del soggetto legato al compito è ridotto al minimo. Questo è un problema perché artefatti di movimento nei dati EEG sono spesso difficili da artefatti corretti e piccole possono esseredifficile identificare con chiarezza, anche se ancora possono dominare i segnali neuronali. Questi artefatti di movimento possono causare correlazioni spurie ma plausibile con i dati fMRI 17. Metodi di post-elaborazione per simultanea EEG-fMRI sono numerosi e come tali la loro discussione va oltre lo scopo di questo lavoro. Come precedentemente accennato il gradiente e manufatto impulso può essere rimosso utilizzando una serie di tecniche che includono media artefatto sottrazione 18,19, 20,21 indipendente componente di analisi, base ottimale imposta fasci formatori 22 e 25. Spesso una combinazione di questi metodi possono essere impiegati 23 e le prestazioni dei metodi dipende da fattori quali l&#39;intensità del campo magnetico e il paradigma utilizzato. I metodi di post-elaborazione ottimali per uno studio specifico dipenderà anche i segnali per estrarre dai dati, se questi sono i ritmi oscillatori o potenziali evocati possono avere un&#39;influenza sul Pometodi st-elaborazione impiegati. Mentre vi è una notevole ricerca in corso mira migliorate di acquisizione e di analisi dei dati per la simultanea EEG-fMRI, è già possibile, utilizzando le tecniche descritte qui, per rispondere alle domande importanti della neuroscienza che richiedono la combinazione di alta risoluzione spaziale della fMRI e la eccellente risoluzione temporale di EEG.

Elettroencefalografia simultanea (EEG) e la risonanza magnetica funzionale (fMRI) consente la risoluzione temporale eccellente di EEG per essere combinato con l&#39;elevata precisione spaziale della fMRI. Ci sono un certo numero di modi in cui i dati da queste due modalità possono essere combinati 1, ma tutti si basano sull&#39;acquisizione di dati EEG e fMRI alta qualità. Ad oggi, simultanea EEG-fMRI è stato utilizzato per studiare la correlazione tra ritmi oscillatori (misurate con EEG) e le risposte di ossigenazione del sangue (con livello di ossigenazione del sangue dipendente (BOLD) fMRI), per esempio 2,3. E &#39;stato anche utilizzato per studiare se le caratteristiche del segnale evocato possono spiegare la varianza nel segnale BOLD in prova-by-trial 4,5. Negli studi clinici, l&#39;uso principale della tecnica è stato quello di indagare i fuochi delle scariche epilettiche interictali, che possono aiutare nella pianificazione chirurgica e sono attualmente difficili da localizzare in modo non invasivo6,7. Per realizzare la fusione di dati EEG e fMRI, che è desiderato, è essenziale disporre di dati di alta qualità provenienti da entrambe le modalità. Tuttavia, i dati EEG acquisiti durante fMRI simultanei sono influenzati da diversi manufatti, tra cui il manufatto gradiente (a causa dei campi magnetici mutevoli richieste per fMRI), il manufatto di impulso (legato al ciclo cardiaco) e artefatti da movimento (derivante da movimenti del forte campo magnetico dello scanner, nonché attività muscolare). Questi manufatti sono significativamente più grande della attività neuronale di interesse e quindi di riduzione (alla fonte) e la correzione degli artefatti (tramite post-processing) sono entrambi necessari per consentire successo della simultanea EEG-fMRI. I metodi attualmente disponibili per la correzione del gradiente e artefatti impulsi post-elaborazione richiedono un certo numero di criteri da soddisfare durante l&#39;acquisizione dei dati al fine di produrre dati EEG di alta qualità. Nel corso del decennio precedente l&#39;optIMAL set-up sperimentale per la registrazione di dati di alta qualità si è evoluta come la nostra comprensione delle cause dei manufatti 8-10 è migliorata e abbiamo imparato come modificare metodi sperimentali in modo da ridurre gli artefatti alla fonte 11,12 e per migliorare la prestazioni di algoritmi di correzione di post-processing. Questi sviluppi includono il miglioramento della campionatura delle forme d&#39;onda gradiente attraverso la sincronizzazione degli orologi scanner 13,14 e l&#39;uso di un vectocardiogram 15,16 per fornire una traccia cardiaca più pulito rispetto al tradizionale ECG. La traccia vectocardiogram è derivato da quattro elettrodi posizionati sul torace con un stringenti filtro passa-basso impiegati 14-16. Come risultato la traccia è relativamente inalterata artefatti gradiente ed è insensibile al flusso sanguigno manufatto rendendo più facile individuazione R-picco. Tuttavia, la possibilità di registrare un vectocardiogram non è disponibile su tutti gli scanner MRI e quindi sarà menzionato solo brevemente in questa studio. L&#39;importanza della minimizzazione dei manufatti e rigorosa pulizia dei dati è stata evidenziata dalla recente dimostrazione che gli artefatti da movimento registrate nei dati EEG possono correlare con l&#39;attività BOLD estraneo al compito di interesse, producendo risultati spuri se estrema cura non è stata presa in tutta la processo sperimentale 17. Il metodo presentato qui rappresenta l&#39;attuale approccio ottimale per l&#39;ottenimento di dati EEG e fMRI di alta qualità allo stesso tempo utilizzando hardware MR e sequenze di impulsi che sono ampiamente disponibili, insieme ad attrezzature EEG fornito commercialmente. Implementazione del metodo di acquisizione suggerito, in concomitanza con l&#39;uso di appropriati metodi di post-elaborazione, produrrà dati EEG e fMRI che possono essere utilizzati per rispondere a una serie di importanti questioni delle neuroscienze.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name of Reagent/Material</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3T MR scanner</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Here we use a Philips Achieva but any MR scanner should work.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BrainVision Recorder</td>
			<td>Brain Products GmbH</td>
			<td>BP-00010</td>
			<td>1st License item</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BrainVision RecView</td>
			<td>Brain Products GmbH</td>
			<td>BP-00051</td>
			<td>basis module</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BrainAmp MR plus</td>
			<td>Brain Products GmbH</td>
			<td>BP-01840</td>
			<td>single amplifier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BrainAmp USB Adapter</td>
			<td>Brain Products GmbH</td>
			<td>BP-02041</td>
			<td>BUA64</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SyncBox</td>
			<td>Brain Products GmbH</td>
			<td>BP-02675</td>
			<td>SyncBox complete</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fibre Optic cables and USB connectors</td>
			<td>Brain Products GmbH</td>
			<td>BP-02300 (FOC5) BP-02310 (FOC20) BP-02042 USB2 Cable)</td>
			<td>These come with the above listed equipment.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BrainCap MR</td>
			<td>EASYCAP GmbH</td>
			<td>BP-03000-MR</td>
			<td>32 channel EEG cap for use in MR</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Abralyte 2000 conductive Gel</td>
			<td>Brain Products GmbH</td>
			<td>FMS-060219</td>
			<td>Conductive and abrasive gel to connect electrodes to scalp</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropyl Alcohol BP</td>
			<td>Brain Products GmbH</td>
			<td>FMS-060224</td>
			<td>To be applied before Abralyte Gel. Isopropylalcohol 70% (60 ml)-for degreasing the skin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton tipped swab</td>
			<td>Brain Products GmbH</td>
			<td>FMS-060234</td>
			<td>For application of Abralyte and Isopropyl Alcohol. Cotton Swabs Non-sterile, 100 pieces</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

best current practice for obtaining high quality eeg data during simultaneous fmri

Simultanea EEG-fMRI permette la risoluzione temporale eccellente di EEG per essere combinato con l&#39;elevata precisione spaziale della fMRI. I dati di queste due modalità possono essere combinate in vari modi, ma tutti si basano sull&#39;acquisizione di dati EEG e fMRI alta qualità. Dati EEG acquisiti durante fMRI simultanei sono influenzati da diversi manufatti, tra cui il manufatto gradiente (dovuta alle mutate gradienti di campo magnetico necessario per fMRI), il manufatto di impulso (legato al ciclo cardiaco) e artefatti da movimento (conseguente a movimenti in forte magnetico campo dello scanner, e l&#39;attività muscolare). Metodi di post-elaborazione per la correzione con successo il gradiente e manufatti impulsi richiedono un certo numero di criteri che devono essere soddisfatti durante l&#39;acquisizione dei dati. Riducendo al minimo movimento della testa durante EEG-fMRI è anche indispensabile per limitare la produzione di manufatti. Interazioni tra la frequenza radio (RF), gli impulsi necessari per la risonanza magnetica e THe hardware EEG può verificarsi e può causare il riscaldamento. Questo è solo un rischio significativo se le norme di sicurezza non sono soddisfatti. Progettazione hardware e set-up, così come un&#39;attenta selezione delle quali sequenze RM vengono eseguiti con l&#39;hardware attuale EEG devono quindi essere considerate. Le questioni di cui sopra sottolineano l&#39;importanza della scelta del protocollo sperimentale utilizzato durante l&#39;esecuzione di un esperimento simultanea EEG-fMRI. Sulla base di ricerche precedenti abbiamo descritto uno sperimentale ottimale set-up. Questo fornisce dati EEG ad alta qualità durante fMRI simultanei quando si utilizzano sistemi di EEG e fMRI commerciali, con rischi per la sicurezza per il soggetto ridotto al minimo. Dimostriamo questo set-up in un esperimento EEG-fMRI utilizzando un semplice stimolo visivo. Tuttavia, stimoli molto più complessi possono essere utilizzati. Qui si mostra l&#39;EEG-fMRI set-up utilizzando un Brain Products GmbH (Gilching, Germania) MRplus, 32 canali EEG sistema in combinazione con un Achieva Philips (Best, Olanda) 3T MR scanner, anche semolte delle tecniche sono trasferibili ad altri sistemi.

La Figura 3 mostra la qualità del segnale da aspettarsi quando è stata eseguita alcuna correzione manufatto. È chiaro che qualsiasi attività neuronale è oscurata. Figura 3C mostra che il manufatto gradiente avviene a frequenze distinte che sono armoniche della frequenza di acquisizione fetta nella sequenza fMRI, che coprono l&#39;intera gamma di frequenza della registrazione. Figura 4 mostra l&#39;artefatto impulsi che si rivela una volta che il manufatto gradiente è stato rimosso con il metodo di post-trattamento dei media artefatto sottrazione in Analyzer 2 (versione 2.0.2). È chiaro che vi è una notevole variazione spaziale di questo manufatto e che O1, uno dei canali di interesse per questo esperimento visivo, visualizza un manufatto particolarmente grande impulso. Questo manufatto ha una frequenza inferiore rispetto alla manufatto gradiente (principalmente sotto di 10 Hz - Figura 4C) ed è legata all&#39;attività cardiaca Figura 5 mostra.<html> la qualità dei dati EEG ottenibile dopo gradiente e correzione artefatto impulsi; qui il manufatto impulso è stato corretto usando media artefatto sottrazione Analyzer 2 ed R picchi della forma d&#39;onda cardiaco sono stati rilevati dalla traccia ECG. È chiaro che l&#39;ampiezza dei segnali rimanenti sono molto più piccole e quindi segnali neuronali non sono più oscurato, come dimostrano le risposte evocate ottenuti nelle figure 6 e 7. Figura 6 mostra una tipica risposta evocata prodotta facendo la media di tutti tutti 300 stimoli. Tuttavia, la variabilità di questa risposta di tutti i blocchi può essere visto in Figura 7 ed è questa variazione naturale e imprevedibile in risposte neuronali che possono essere utilizzate per interrogare correlazioni tra le risposte BOLD EEG e quando sono state eseguite registrazioni simultanee. s/ftp_upload/50283/50283fig1highres.jpg &quot;src =&quot; / files/ftp_upload/50283/50283fig1.jpg &quot;/&gt; Figura 1. Un diagramma schematico del set-up delle apparecchiature EEG ed i collegamenti necessari tra hardware, come descritto nel protocollo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50283/50283fig1large.jpg" target="_blank">Clicca qui per ingrandire la figura</a> . <img alt="Figura 2" fo:content-width="4.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50283/50283fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50283/50283fig2.jpg" /> Figura 2. Trasformata di Fourier del segnale raccolto su un soggetto disteso su ancora con le pompe crio-on (rosso) e off (nero) per un canale rappresentativo (P7). <img alt="Figura 3" fo:content-width="2.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50283/50283fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50283/50283fig3.jpg" /> <strong&gt; Figura 3 Dieci secondi di dati EEG grezzi registrati durante concorrente MRI su 16 canali diversi (A);. concentrandosi su 5 secondi di dati da Oz (B),., con il relativo trasformata di Fourier (C) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50283/50283fig3large.jpg" target="_blank">Clicca qui per ingrandire la figura</a> . <img alt="Figura 4" fo:content-width="2.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50283/50283fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50283/50283fig4.jpg" /> Figura 4 Dieci secondi di dati EEG registrati su 16 diversi canali durante la concomitante MRI mostrati dopo la correzione manufatto gradiente utilizzando AAS su 16 canali diversi (A);. Concentrandosi su 5 secondi di dati da Oz (B), con il relativo trasformata di Fourier (C </strong&gt;). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50283/50283fig4large.jpg" target="_blank">Clicca qui per ingrandire la figura</a> . <img alt="Figura 5" fo:content-width="2.4in" fo:src="/files/ftp_upload/50283/50283fig5highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50283/50283fig5.jpg" /> Figura 5. Ten secondi di dati EEG registrati Il 16 canali differenti durante fMRI concorrente, mostrato dopo gradiente e la correzione del manufatto impulso utilizzando AAS (A), concentrandosi su 5 secondi di dati da Oz (B), con il relativo trasformata di Fourier (C). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50283/50283fig5large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere grande figura</a> . <p class="jove_content" fo:keep-together.within-page = &quot;always&quot;&gt; <img alt="Figura 6" fo:content-width="4.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50283/50283fig6highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50283/50283fig6.jpg" /> Figura 6. Risposta medio EEG evocati (300 medie) per i canali 01 e ​​02 (a sinistra) e associato mappa topografica per il P120 (a destra). <img alt="Figura 7" fo:content-width="4in" fo:src="/files/ftp_upload/50283/50283fig7highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50283/50283fig7.jpg" /> Figura 7. Variazione della risposta evocata attraverso blocchi per canale O1 (risposte sono state in media entro 30 sec blocchi).

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Best Current Practice for Obtaining High Quality EEG Data During Simultaneous fMRI

Elettroencefalografia simultanea (EEG) e la risonanza magnetica funzionale (fMRI) è uno strumento potente di neuroimaging. Tuttavia, l&#39;interno di uno scanner MRI forma un ambiente difficile per la registrazione di dati EEG e di sicurezza devono essere considerate quando lavora con apparecchiature EEG all&#39;interno di uno scanner. Qui vi presentiamo un EEG-fMRI protocollo di acquisizione dei dati ottimizzata.

Migliori prassi attuale per ottenere dati di alta qualità durante l&#39;EEG fMRI simultanea

Simultaneous  EEG-fMRI allows the excellent temporal resolution of EEG to be combined with the  high spatial accuracy of fMRI. The data  from these two ...

best-current-practice-for-obtaining-high-quality-eeg-data-during

Research

JoVE Journal

Behavior

32.2K Views.  University of Nottingham. Elettroencefalografia simultanea (EEG) e la risonanza magnetica funzionale (fMRI) è uno strumento potente di neuroimaging. Tuttavia, l'interno di uno scanner MRI forma un ambiente difficile per la registrazione di dati EEG e di sicurezza devono essere considerate quando lavora con apparecchiature EEG all'interno di uno scanner. Qui vi presentiamo un EEG-fMRI protocollo di acquisizione dei dati ottimizzata.

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Method for Simultaneous fMRI/EEG Data Collection during a Focused Attention Suggestion for Differential Thermal Sensation

In the present work, we demonstrate a method for concurrent collection of EEG/fMRI data. In our setup, EEG data are collected using a high-density 256-channel sensor net. The EEG amplifier itself is contained in a field isolation containment system (FICS), and MRI clock signals are synchronized with EEG data collection for subsequent MR artifact characterization and removal. We demonstrate this method first for resting state data collection. Thereafter, we demonstrate a protocol for EEG/fMRI data recording, while subjects listen to a tape asking them to visualize that their left hand is immersed in a cold-water bath and referred to, here, as the cold glove paradigm. Thermal differentials between each hand are measured throughout EEG/fMRI data collection using an MR compatible temperature sensor that we developed for this purpose. We collect cold glove EEG/fMRI data along with simultaneous differential hand temperature measurements both before and after hypnotic induction. Between pre and post sessions, single modality EEG data are collected during the hypnotic induction and depth assessment process. Our representative results demonstrate that significant changes in the EEG power spectrum can be measured during hypnotic induction, and that hand temperature changes during the cold glove paradigm can be detected rapidly using our MR compatible differential thermometry device.

We present a protocol for concurrent collection of EEG/fMRI data, and synchronized MR clock signal recording. We demonstrate this method using a unique paradigm whereby subjects receive &#x2018;cold glove&#x2019; instructions during scanning, and EEG/fMRI data are recorded along with hand temperature measurements both before and after hypnotic induction.

Metodo per la raccolta simultanea dei dati fMRI/EEG durante un suggerimento di attenzione focalizzata per la sensazione termica differenziale

In the present work, we demonstrate a method for concurrent collection of EEG/fMRI data. In our setup, EEG data are collected using a high-density ...

Ricerca

Comportamento

Simultaneous EEG Monitoring During Transcranial Direct Current Stimulation

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a technique that delivers weak electric currents through the scalp. This constant electric current induces shifts in neuronal membrane excitability, resulting in secondary changes in cortical activity. Although tDCS has most of its neuromodulatory effects on the underlying cortex, tDCS effects can also be observed in distant neural networks. Therefore, concomitant EEG monitoring of the effects of tDCS can provide valuable information on the mechanisms of tDCS. In addition, EEG findings can be an important surrogate marker for the effects of tDCS and thus can be used to optimize its parameters. This combined EEG-tDCS system can also be used for preventive treatment of neurological conditions characterized by abnormal peaks of cortical excitability, such as seizures. Such a system would be the basis of a non-invasive closed-loop device. In this article, we present a novel device that is capable of utilizing tDCS and EEG simultaneously. For that, we describe in a step-by-step fashion the main procedures of the application of this device using schematic figures, tables and video demonstrations. Additionally, we provide a literature review on clinical uses of tDCS and its cortical effects measured by EEG techniques.

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a non-invasive brain stimulation technique that has shown initial therapeutic effects in several neurological conditions. The main mechanism underlying these therapeutic effects is the modulation of cortical excitability. Therefore, online monitoring of cortical excitability would help guide stimulation parameters and optimize its therapeutic effects. In the present article we review the use of a novel device that combines simultaneous tDCS and EEG monitoring in real time.

Monitoraggio simultaneo EEG Durante transcranica diretta stimolazione corrente

Transcranial  direct current stimulation (tDCS) is a technique that delivers weak electric  currents through the scalp. This constant electric current ...

Simultaneous Scalp Electroencephalography (EEG), Electromyography (EMG), and Whole-body Segmental Inertial Recording for Multi-modal Neural Decoding

Recent studies support the involvement of supraspinal networks in control of bipedal human walking. Part of this evidence encompasses studies, including our previous work, demonstrating that gait kinematics and limb coordination during treadmill walking can be inferred from the scalp electroencephalogram (EEG) with reasonably high decoding accuracies. These results provide impetus for development of non-invasive brain-machine-interface (BMI) systems for use in restoration and/or augmentation of gait- a primary goal of rehabilitation research. To date, studies examining EEG decoding of activity during gait have been limited to treadmill walking in a controlled environment. However, to be practically viable a BMI system must be applicable for use in everyday locomotor tasks such as over ground walking and turning. Here, we present a novel protocol for non-invasive collection of brain activity (EEG), muscle activity (electromyography (EMG)), and whole-body kinematic data (head, torso, and limb trajectories) during both treadmill and over ground walking tasks. By collecting these data in the uncontrolled environment insight can be gained regarding the feasibility of decoding unconstrained gait and surface EMG from scalp EEG.

Simultaneous Scalp Electroencephalography EEG, Electromyography EMG, and Whole-body Segmental Inertial Recording for Multi-modal Neural Decoding

Development of an effective brain-machine-interface (BMI) system for restoration and rehabilitation of bipedal locomotion requires accurate decoding of user's intent. Here we present a novel experimental protocol and data collection technique for simultaneous non-invasive acquisition of neural activity, muscle activity, and whole-body kinematics during various locomotion tasks and conditions.

Simultanea Elettroencefalografia cuoio capelluto (EEG), Elettromiografia (EMG), e al corpo intero di registrazione inerziale segmentale per Multi-modal Neural decodifica

Recent  studies support the involvement of supraspinal networks in control of bipedal  human walking. Part of this evidence  encompasses studies, ...

Cortical Source Analysis of High-Density EEG Recordings in Children

EEG is traditionally described as a neuroimaging technique with high temporal and low spatial resolution. Recent advances in biophysical modelling and signal processing make it possible to exploit information from other imaging modalities like structural MRI that provide high spatial resolution to overcome this constraint1. This is especially useful for investigations that require high resolution in the temporal as well as spatial domain. In addition, due to the easy application and low cost of EEG recordings, EEG is often the method of choice when working with populations, such as young children, that do not tolerate functional MRI scans well. However, in order to investigate which neural substrates are involved, anatomical information from structural MRI is still needed. Most EEG analysis packages work with standard head models that are based on adult anatomy. The accuracy of these models when used for children is limited2, because the composition and spatial configuration of head tissues changes dramatically over development3.&#160;
In the present paper, we provide an overview of our recent work in utilizing head models based on individual structural MRI scans or age specific head models to reconstruct the cortical generators of high density EEG. This article describes how&#160;EEG recordings are acquired, processed, and analyzed with pediatric populations at the London Baby Lab, including laboratory setup, task design, EEG preprocessing, MRI processing, and EEG channel level and source analysis.&#160;

In recent years, there has been increasing interest in estimating the cortical sources of scalp measured electrical activity for cognitive neuroscience experiments. This article describes how high density EEG is acquired and how recordings are processed for cortical source estimation in children from the age of 2 years at the London Baby Lab.

Corticale Fonte Analisi di alta densità EEG registrazioni nei bambini

EEG is traditionally described as a neuroimaging technique with high temporal and low spatial resolution. Recent advances in biophysical modelling and ...

Transcranial Direct Current Stimulation and Simultaneous  Functional Magnetic Resonance Imaging

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive brain stimulation technique that uses weak electrical currents administered to the scalp to manipulate cortical excitability and, consequently, behavior and brain function. In the last decade, numerous studies have addressed short-term and long-term effects of tDCS on different measures of behavioral performance during motor and cognitive tasks, both in healthy individuals and in a number of different patient populations. So far, however, little is known about the neural underpinnings of tDCS-action in humans with regard to large-scale brain networks. This issue can be addressed by combining tDCS with functional brain imaging techniques like functional magnetic resonance imaging (fMRI) or electroencephalography (EEG).
In particular, fMRI is the most widely used brain imaging technique to investigate the neural mechanisms underlying cognition and motor functions. Application of tDCS during fMRI allows analysis of the neural mechanisms underlying behavioral tDCS effects with high spatial resolution across the entire brain. Recent studies using this technique identified stimulation induced changes in task-related functional brain activity at the stimulation site&#160;and also in more distant brain regions, which were associated with behavioral improvement. In addition, tDCS administered during resting-state fMRI allowed identification of widespread changes in whole brain functional connectivity.
Future studies using this combined protocol should yield new insights into the mechanisms of tDCS action in health and disease and new options for more targeted application of tDCS in research and clinical settings. The present manuscript describes this novel technique in a step-by-step fashion, with a focus on technical aspects of tDCS administered during fMRI.

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive brain stimulation technique. It has successfully been used in basic research and clinical settings to modulate brain function in humans. This article describes the implementation of tDCS and simultaneous functional magnetic resonance imaging (fMRI), to investigate the neural basis of tDCS effects.

Transcranica diretta stimolazione corrente e simultanea Magnetic Resonance Imaging funzionale

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive brain stimulation technique that uses weak electrical currents administered to the scalp ...

Topographical Estimation of Visual Population Receptive Fields by fMRI

Visual cortex is retinotopically organized so that neighboring populations of cells map to neighboring parts of the visual field. Functional magnetic resonance imaging allows us to estimate voxel-based population receptive fields (pRF), i.e., the part of the visual field that activates the cells within each voxel. Prior, direct, pRF estimation methods1 suffer from certain limitations: 1) the pRF model is chosen a-priori and may not fully capture the actual pRF shape, and 2) pRF centers are prone to mislocalization near the border of the stimulus space. Here a new topographical pRF estimation method2 is proposed that largely circumvents these limitations. A linear model is used to predict the Blood Oxygen Level-Dependent (BOLD) signal by convolving the linear response of the pRF to the visual stimulus with the canonical hemodynamic response function. PRF topography is represented as a weight vector whose components represent the strength of the aggregate response of voxel neurons to stimuli presented at different visual field locations. The resulting linear equations can be solved for the pRF weight vector using ridge regression3, yielding the pRF topography. A pRF model that is matched to the estimated topography can then be chosen post-hoc, thereby improving the estimates of pRF parameters such as pRF-center location, pRF orientation, size, etc. Having the pRF topography available also allows the visual verification of pRF parameter estimates allowing the extraction of various pRF properties without having to make a-priori assumptions about the pRF structure. This approach promises to be particularly useful for investigating the pRF organization of patients with disorders of the visual system.

It is important to obtain unbiased estimates of visual population receptive fields (pRFs) by functional magnetic resonance imaging. We use mild regularization constraints to estimate pRF topography without a-priori assumptions about pRF shape, allowing us to choose specific pRF models post-hoc. This is particularly advantageous in subjects with visual-pathway lesions.

Stima topografica Visual Popolazione ricettivo campi da fMRI

Visual cortex is retinotopically organized so that neighboring populations of cells map to neighboring parts of the visual field. Functional magnetic ...

fMRI Validation of fNIRS Measurements During a Naturalistic Task

We present a method to compare brain activity recorded with near-infrared spectroscopy (fNIRS) in a dance video game task to that recorded in a reduced version of the task using fMRI (functional magnetic resonance imaging). Recently, it has been shown that fNIRS can accurately record functional brain activities equivalent to those concurrently recorded with functional magnetic resonance imaging for classic psychophysical tasks and simple finger tapping paradigms. However, an often quoted benefit of fNIRS is that the technique allows for studying neural mechanisms of complex, naturalistic behaviors that are not possible using the constrained environment of fMRI. Our goal was to extend the findings of previous studies that have shown high correlation between concurrently recorded fNIRS and fMRI signals to compare neural recordings obtained in fMRI procedures to those separately obtained in naturalistic fNIRS experiments. Specifically, we developed a modified version of the dance video game Dance Dance Revolution (DDR) to be compatible with both fMRI and fNIRS imaging procedures. In this methodology we explain the modifications to the software and hardware for compatibility with each technique as well as the scanning and calibration procedures used to obtain representative results. The results of the study show a task-related increase in oxyhemoglobin in both modalities and demonstrate that it is possible to replicate the findings of fMRI using fNIRS in a naturalistic task. This technique represents a methodology to compare fMRI imaging paradigms which utilize a reduced-world environment to fNIRS in closer approximation to naturalistic, full-body activities and behaviors. Further development of this technique may apply to neurodegenerative diseases, such as Parkinson&#8217;s disease, late states of dementia, or those with magnetic susceptibility which are contraindicated for fMRI scanning.

We present a method to compare functional brain activity recorded during a naturalistic task using fNIRS with activity recorded during fMRI.

fMRI Validazione di fNIRS misurazioni durante un compito Naturalistica

We present a method to compare brain activity recorded with near-infrared spectroscopy (fNIRS) in a dance video game task to that recorded in a reduced ...

Concurrent Electroencephalography Recording During Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS)

Oscillatory brain activities are considered to reflect the basis of rhythmic changes in transmission efficacy across brain networks and are assumed to integrate cognitive neural processes. Transcranial alternating current stimulation (tACS) holds the promise to elucidate the causal link between specific frequencies of oscillatory brain activity and cognitive processes. Simultaneous electroencephalography (EEG) recording during tACS would offer an opportunity to directly explore immediate neurophysiological effects of tACS. However, it is not trivial to measure EEG signals during tACS, as tACS creates a huge artifact in EEG data. Here we explain how to set up concurrent tACS-EEG experiments. Two necessary considerations for successful EEG recording while applying tACS are highlighted. First, bridging of the tACS and EEG electrodes via leaking EEG gel immediately saturates the EEG amplifier. To avoid bridging via gel, the viscosity of the EEG gel is the most important parameter. The EEG gel must be viscous to avoid bridging, but at the same time sufficiently fluid to create contact between the tACS electrode and the scalp. Second, due to the large amplitude of the tACS artifact, it is important to consider using an EEG system with a high resolution analog-to-digital (A/D) converter. In particular, the magnitude of the tACS artifact can exceed 100 mV at the vicinity of a stimulation electrode when 1 mA tACS is applied. The resolution of the A/D converter is of importance to measure good quality EEG data from the vicinity of the stimulation site. By following these guidelines for the procedures and technical considerations, successful concurrent EEG recording during tACS will be realized.

Concurrent Electroencephalography Recording During Transcranial Alternating Current Stimulation tACS

In this article we explain how to set up a concurrent transcranial alternating current stimulation and EEG experiment.

Concurrent registrazione elettroencefalografia Durante transcranica alternata stimolazione corrente (TAC)

Oscillatory brain activities are considered to reflect the basis of rhythmic changes in transmission efficacy across brain networks and are assumed to ...

Simultaneous Transcranial Alternating Current Stimulation and Functional Magnetic Resonance Imaging

Transcranial alternating current stimulation (tACS) is a promising tool for noninvasive investigation of brain oscillations. TACS employs frequency-specific stimulation of the human brain through current applied to the scalp with surface electrodes. Most current knowledge of the technique is based on behavioral studies; thus, combining the method with brain imaging holds potential to better understand the mechanisms of tACS. Because of electrical and susceptibility artifacts, combining tACS with brain imaging can be challenging, however, one brain imaging technique that is well suited to be applied simultaneously with tACS is functional magnetic resonance imaging (fMRI). In our lab, we have successfully combined tACS with simultaneous fMRI measurements to show that tACS effects are state, current, and frequency dependent, and that modulation of brain activity is not limited to the area directly below the electrodes. This article describes a safe and reliable setup for applying tACS simultaneously with visual task fMRI studies, which can lend to understanding oscillatory brain function as well as the effects of tACS on the brain.

Transcranial alternating current stimulation (tACS) is a promising tool for noninvasive investigation of brain oscillations, though its effects are not completely understood. This article describes a safe and reliable setup for applying tACS simultaneously with functional magnetic resonance imaging, which can increase understanding oscillatory brain function and effects of tACS.

Stimolazione corrente alternata transcranica simultanea e funzionalità di risonanza magnetica

Transcranial alternating current stimulation (tACS) is a promising tool for noninvasive investigation of brain oscillations. TACS employs ...

Using Electroencephalography Measurements and High-quality Video Recording for Analyzing Visual Perception of Media Content

This article explores a method to detect differences in visual perception in humans. The method used is based on the psychological (or "cognitive") function of eyeblinks. Participants' eyeblinks are detected and acquired while watching videos specifically created for the investigation. The detection and acquisition of eyeblinks are carried out with the help of a 20-channel electroencephalographic (EEG) wireless device. The international 10-20 system for electrode placement is followed. A high-definition (HD) video camera is used to record participants' facial expressions, for contrast purposes. Instead of using pre-existing media content, purpose-made video content has been created following specific criteria of interest for this investigation, with stimuli enabling researchers to manage the precise parameters of interest. Otherwise, results could be contaminated with uncontrolled variables. The synchronization of the presentation of video stimuli with EEG recordings needs to be done in milliseconds. Analysis of collected data is performed with robust software for working with big matrices. Statistically significant differences in eyeblink rate related to media professionalization and editing style are found with the reported experimental procedures.

We present detection, acquisition, and analysis of eyeblink rates while watching media content.

Utilizzando misure di elettroencefalografia e registrazione Video di alta qualità per l'analisi di percezione visiva del contenuto multimediale

This article explores a method to detect differences in visual perception in humans. The method used is based on the psychological (or "cognitive") ...