この作品は、NSFの助成BCS0745880によってサポートされていました。

I.はじめに認知神経科学の分野では、機能的磁気共鳴画像（fMRI）は、標準分析法となっています。 fMRIの人気は、特定の認知プロセスに関連付けられている脳の領域を強調表示し、簡単に解釈できる結果に加えて、容易に入手できるデータ収集と解析技術の部分で生じている。しかし、fMRIは貧しい時間分解能をもつため、機能の脳の急速な時間的なダイナミクスを追跡することはできません。認知神経科学者が主にfMRIを使用し続けると、脳機能の結果として生じる画像は深刻な欠乏になります。事象関連電位（ERPのは）このメソッドは、優れた時間分解能を提供していてもそんなに頻繁に使用されています。現在の記事の目的は、細部に高密度ERPデータの収集に関与する重要なテクニックです。それは、この情報は、認知神経科学におけるERPの利用増加を促進することが望まれる。 II。一般的な機器セットアップ ERPのデータは通常、神経信号との干渉を最小限に抑えるために周囲の電磁界強度の低レベルと位置で測定されています。このような干渉を最小限に抑えるために、ERPのは、多くの場合、シールドメタルチャンバーで測定される（すなわち、ファラデーケージ）が、それは用いて測定することができる周囲の電界強度（1ミリグラム以下の許容レベルでシールドされていない場所を見つけることができる可能性があります電磁界計）。各電極は、順番にデータ収集コンピュータに接続するアンプに接続します。別々のコンピュータは、刺激提示のために使用されます。神経信号との干渉を最小限に抑えるために、唯一の必須のパワー成分が、例えば（シールドチャンバーの内部またはそのような刺激のディスプレイなど、記録位置、および応答のキーボードの近くに収容されるべきである、ランプは、電極のアプリケーションを支援するために使用することができますが、してください）記録中に電源がオフ。ビデオのスイッチは、単一のモニタでデータ収集コンピュータや刺激提示のコンピュータのいずれかを表示するために使用することができます。シールドチャンバーが使用されている場合、すべてのケーブルが壁の小さな管路（直径数センチつまり）やひび割れドアを通って実行することができます。参加者は、アームレストや首の筋肉のアーティファクトを最小限に抑えるために肩のサポートを提供するバックの高さと快適な椅子に座って、しかし、その後の電極インピーダンスの低減のための後下の電極へのアクセスを可能にする必要があります。我々は、シールド室（シールド、（株）のグローバルパートナーによって構築、パセイク、ニュージャージー州）と128チャネルQuik-Cap/SynAmps 2 NeuroScanシステム（Compumedics、アメリカ、シャーロット、ノースカロライナ州）を使用します。 III。キャップの配置および電極のデジタル化電極は通常、大幅にアプリケーションの時間を短縮スパンデックスキャップに埋め込まれています。しかし、キャップの相対電極の位置は、10月20日電極システムなどの標準的な電極構成、1またはそのような正確に配置されている10月5日電極システム2、のような高い密度のバリアントを使用しての可能性を排除いる固定されています個々の参加者基準。標準形式での最終結果の発表については、おおよその場所で各参加者の我々の位置の電極オズ10-5電極系によって決定（とし、そのおおよその10から5電極システムの位置に応じて電極のすべてにラベルを付ける）。キャップを適用する場合、ほとんどの後部-劣る電極は、首の筋肉のアーティファクトを避けるために、頭蓋骨、首の境界に優れていると頭の正中線上に配置正中線の電極と、それが左右対称性を持つようにしてください、と。あごのストラップが適切に位置でキャップを保持しますが、ベルクロファスナーを使用して、ウエストレベルでのカスタムメイドのベルトにサイドのストラップを取り付けると、頭と外側電極の接触を向上させることができます。目に隣接する電極は、眼球運動や瞬きの成果物のその後の除去に適用することができます。 それは、その電極の配置は、参加者全体で比較的一貫性があると考えるのが妥当ですが、頭の大きさと電極のキャップの配置の違いは、電極の位置のばらつきが生成されます。このような変動に対処するために、電極の位置は、各参加者のために測定することができます。我々は、各電極の位置を記録するための送信機を含むPolhemus社FASTRAKデジタイザ（コルチェスター、バーモント州）、（参加者の動きを補正するために）マジックテープを使用してキャップに取り付ける3つのレシーバ、およびスタイラスを使用する（このハードウェアはNeuroscanのSCAN /互換性があります我々はデータ収集に使用する3DSpaceDxはソフトウェア）。に関係なく使用されるデジタイザの、それはこのような大きな金属物への近接を回避し、トランスミッタとレシーバのケーブルを分離するように指定されたガイドラインに従ってセットアップしてください。デジタイザは、キャリブレーションとテスト精度のためにと移動する必要がありますする必要がある場合nece空間的な局在化されるまで別の場所にssaryは、正確です。 IV。電極インピーダンスの低減電極の位置がデジタル化された後、参加者は、記録の椅子に楽に座る必要があります。折られたハンドタオルを軽く彼らの肩と後ろの椅子の間に隠れているときに一部の参加者は、それがより快適見つける。その後、マルチ電極のキャップは、アンプに接続する必要があります。各電極のインピーダンスは、それが所定の閾値になるように低減する必要があります。これは、頭皮及びその上の電極間に流れる電流を可能にする各電極の開口部、に行ってゲルを注入することによって行われます。クロス参加者の汚染の可能性を排除するために、新しい滅菌シリンジと鈍先端の針は、各参加者のために使用されている必要があります。それは5 K＆Omegalは標準的なインピーダンスのしきい​​値ですが、周囲の電磁界強度が非常に低い場合、若干高いしきい値を使用することができることは注目に値する。我々はリアルタイムですべての電極の色によってインピーダンスレベルを表示する電極のインピーダンスを測定するNeuroScan SCANソフトウェアを使用してください。 ERPのデータ収集の最も時間のかかる側面であるインピーダンス低減のプロセスをスピードアップすることができるテクニックがいくつかあります。目的は、頭皮とすぐに覆う電極間にゲルの適用を制限することであることに留意することが重要です。それは非利き手が他の関数を実行している間、利き手ではゲルの注射器とアプリケーションを制御することをお勧めします。ゲルを実施で満たされた注射器はない参加者の不快感を持つ頭部に対して休むことができるが、頭に押し付けてはいけません。最初に、与えられた電極に、それが介入して髪を移動するには、頭に合わせますながら、シリンジを用いていくつかの円を作ると便利です。この後は、非利き手で電極を軽く押しながら、ゲルの少量を頭皮に注入する必要があると頭皮との間にゲルのブリッジを作るためにゲルを注入するために継続しながら注射器を引き抜く必要があります電極。電極の開口部から突出がティッシュで拭き取って破棄する必要があるゲル。いくつかのケースでは、ゲルを実施するインピーダンスがリンクされるように、隣接する電極に接続されます - これは、空間分解能は減りますが、電極の高い数があるのでマイナー懸念され、通常です。ゲルが最初に地面と参照電極に印加する必要がある、と電極インピーダンスの最初のセットがすべて残っている場合、高ゲルは、これら2つの電極に再適用する必要があります。ゲルは通常、時間の経過とともにより多くの導電性になると、一つの戦略は、すべてのインピーダンスは、すべてのインピーダンスが減少し始めるまで、次の象限内の電極にゲルを注入、減少し始めるまで、頭皮の象限（例えば右後頭皮など）内の電極にゲルを注入することですし、最も高いインピーダンスの電極への象限に再注入するゲルを循環。それはゲルのアプリケーションプロセスは、参加者の不快感を引き起こすことはないことを強調すべきであり、それは対応するアクションを停止できるように彼らは不快感を言葉で表現することを参加者に明確にしてください。 V.データの記録録音が始まる前に、参加者は快適な位置に入ってリラックスし、首の筋肉のアーティファクトを最小限に抑えるために、そして後部電極と背面の椅子との間の接触を生じる可能性があります頭の動きを回避するために奨励されるべきである。それは、椅子（通常は金属製のフレームを含む）の重要な動きが電磁干渉を作成できるので、録音中は、相対的にまだ残っている必要があることを参加者に強調されるべきである。参加者はその後、応答のキーボードやランプなどの参加者、付近のすべての非本質的な機器を受信する必要があります削除またはオフにする必要があります。後発事象に関連する分析を可能にするために、各刺激のイベントの発症がシグナル/トリガ刺激のコンピュータで送受信および電気生理学的データとともに格納されている必要があります。我々は、3自由に利用できるカスタムインラインポートの初期化とトリガーのスクリプトを含むE -総理プログラムを介してパラレルポートを介して各刺激開始（心理学のソフトウェアツール、（株）、ピッツバーグ、PA）、およびトリガーでこれらのトリガパルスをしている送信SCANのソフトウェアによって受信および格納されます。ポートコンフィギュレーションピン配列は、有効なトリガの値が使用されていることを確認するために参照する必要があります。目的は、過渡神経応答とは無関係である非常に低い周波数成分（例えば、DCなど）を削除するには、単純なので関連性が、ほとんどのアンプハイパスフィルタ設定で問題ありません。対照的に、許容可能なローパスフィルタの設定は、撮影環境によって異なります。非常に高い周波数のカットオフ（例えば、200 Hz程度）を持つローパスフィルタを使用することができる非常に低い周囲の電磁干渉が存在する環境で、どのhは高い周波数が含まれていない神経応答の歪みを最小限に抑えることができます。干渉のより高いレベルの環境では、低周波数のカットオフ（例えば80 Hzなど）と60 Hzのノッチフィルタは、電気生理学的反応が神経信号によって支配されるように使用することができます。データが取得された後に、アンプの段階でフィルタリングすると、多くの場合、以下の信号の歪みを生成するものの、フィルタリングはまた、ソフトウェアで行うことができることに注意してください。 VI。キャップの清掃データの記録が完了した後、マルチ電極のキャップを徹底的に洗浄し、直ちに消毒する必要があります。我々は5〜10分間ぬるま湯にキャップを浸漬して、徹底的に行うゲルのすべてを削除するには、実行中の水の流れと各電極を洗浄することから始めます。木の棒の綿棒の平滑末端を電極に穴をクリアするために使用することができます。その後、我々はすべてのゲルは水で完全に洗い流すことが続く、削除されている確保するために30分間石鹸温水浴（水とダイヤルの1〜2オンスの4クォートで構成される）にキャップを浸す。クロス参加者の汚染を避けるために、キャップは、適切な水/消毒剤のミックスで15〜30分間浸漬する必要があります（このような1部のEnvirocideへの水の4つの部分として）し、水で十分に洗い流してください。それは不規則に、後続のインピーダンス低減の容易さを減らすことができれば、これは乾燥の位置のある程度を維持する可能性があるので乾燥してキャップをハングアップする場合は、それが左右対称と緊張せずに配置する必要があります。 VII。解析の概要データ前処理4が不良または断続的な接触を持っていた電極、点滅のアーチファクトの除去、ベースライン補正、および追加のハイパスまたはローパスフィルタリングの排除を含む複数のステップから構成されています。前処理は、イベント関連の平均が続いている、と空間分解能は、ERPの音源定位5を行うことによって改善することができます。我々は、前処理、イベント関連の平均、及び記述したカスタムスクリプトを使用してエクスポートされたイベントに関連する平均ファイルに行われた追加の解析と音源定位（BESAは定期的に二日間の分析のコースを提供しています）、のためにBESAの解析ソフトウェア（グレーフェルフィング、ドイツ）を使用MATLABで（MathWorks社、ネイティック、マサチューセッツ州）。

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

利害の衝突は宣言されません。

high density event-related potential  data acquisition in cognitive neuroscience

fMRIのデータ収集と解析技術をすぐに使用できるので、機能的磁気共鳴画像（fMRI）は、現在一部で、認知神経科学の分野における脳機能を評価する標準的な方法です。 fMRIは、優れた空間分解能が悪い時間分解能を持っているため、このメソッドは、指定された認知プロセス（および脳活動の時間経過について事実上何も明らかにしない）に関連する脳活動の空間的位置を識別するために使用することができます。対照的に、事象関連電位（ERP）を記録、そんなに頻繁にfMRIのより使用されている方法により、優れた時間分解能をもつため、神経活動の急激な時間的な変調を追跡することができます。データ収集技術が容易に入手できないと低密度ERPの録音が悪い空間分解能を持っているので残念ながら、ERPのは、下の認知神経科学で利用されています。認知神経科学、高密度ERPデータの取得に関わる現在の記事の詳細はキー技術のERPの利用拡大を促進するために。批判的に、高密度の事象関連電位は、優れた時間分解能と人間の脳機能の時空間ダイナミクスをキャプチャする必要がある良好な空間分解能（またはfMRIを組み合わせた場合、優れた空間分解能）、を約束する。

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High Density Event-related Potential  Data Acquisition in Cognitive Neuroscience

データ収集技術が容易に入手できないと、このメソッドを頻繁に貧しい空間分解能を持つため、事象関連電位（ERP）の記録は、下の認知神経科学で利用されている。認知神経科学、高密度ERPデータの取得に関わる現在の記事の詳細はキー技術のERPの利用増加を育成する。

高密度のイベントに関連する認知神経科学における潜在的なデータ収集

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

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Research

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Neuroscience

12.5K ビュー.  Boston College. データ収集技術が容易に入手できないと、このメソッドを頻繁に貧しい空間分解能を持つため、事象関連電位（ERP）の記録は、下の認知神経科学で利用されている。認知神経科学、高密度ERPデータの取得に関わる現在の記事の詳細はキー技術のERPの利用増加を育成する。

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

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

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

EEGニューロイメージングデータの応用：事象関連電位、スペクトルパワー、およびマルチスケールエントロピー

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

神経科学

Somatosensory Event-related Potentials from Orofacial Skin Stretch Stimulation

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

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

口腔顔面皮膚ストレッチ刺激から体性感覚事象関連電位

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

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

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

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

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

低コストかつオープンソースのリソースの使用げっ歯類モデルにおける高密度脳波取得

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

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

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

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

検索効果の刺激の処理にイベント関連脳電位の近くに他の方法と Hyperscanning パートナー

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

Data Acquisition and Analysis In Brainstem Evoked Response Audiometry In Mice

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

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

マウスにおける脳幹誘発応答オーディオメトリーにおけるデータ獲得と分析

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

How to Obtain Reliable Visual Event-related Potentials in Newborns

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

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

新生児における信頼性の高い視覚イベント関連電位を得る方法

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

Reliable Acquisition of Electroencephalography Data during Simultaneous Electroencephalography and Functional MRI

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

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

同時脳波と機能MRIにおける脳波データの確実な取得

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

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

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

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

黒質のニューロメラニン感受性磁気共鳴イメージングのための標準化されたデータ取得

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

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

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

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

ラットにおける安静状態機能磁気共鳴画像データの取得

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

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

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

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

部分ウェーブレット変換コヒーレンス法を用いたfNIRS-ハイパースキャンデータにおける指向性情報流の測定

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