この研究は、韓国基礎科学研究所(KBSI)助成金、催眠的に誘発された欺瞞の神経イメージング研究からの資金によって支えられた。

以下の実験議定書は、UCLA機関審査委員会によって審査され、承認された。実験を進める前に、被験者は、妊娠している可能性のある被験者、18歳未満、またはマシンショーで働いていた人、または金属インプラントを持っていた被験者を除外する電話事前スクリーニングを受けた。左利きの被験者、または精神疾患の既往歴を持つ被験者も対象プールから除外された。その後、参加者は実験当日にカフェイン、薬物、アルコールを控えるよう指示された。実験当日に各参加者から書面によるインフォームド・コンセントと同意の理解が得られました。
1. EEGセンサーネットアプリケーション
EEG データは、256 チャネル MRI 互換測地線センサ ネットを使用して記録されます。電極のインピーダンスレベルは、実験全体を通して約20分間隔で監視(ステップ1.5)を行い、電極が乾燥しておらず、インピーダンスが閾値を下回っていることを確認する必要があります。
<ol><li>グラベラ眉の尾根から約2.5cm上の頭の円周を測定することによって、適切なネットサイズを決定します。</li>
	<li>ハイドロセル塩酸カリウム電解質溶液は、EGIの指示に従って作られました。EEG電気地球用256センサネットを、次いで10分間電解液に浸漬した。</li>
	<li>頭部の頂点(Cz)は、鼻とイニオンの中間点を測定し、これを耳前の点を解剖する中間点に合わせることによって決定された。その後、Cz参照電極が頂点点に合うように、EEGネットを配置しました。</li>
	<li>EGI測地写真測量システム(GPS)を用いて、ヘッドと電極の写真画像を収集し、EEGソース解析に用いるセンサー空間を較正しました。</li>
	<li>次いで電極インピーダンスを測定した。頭皮との接触は、閾値を超えるインピーダンスレベルを有する電極についてチェックした。電極の配置を調整し、必要に応じて電極に電解液を追加してインピーダンスを低減した。</li>
</ol>2. 催眠前の同時EEG/fMRIおよび温度記録プロトコル
EEGネットが適切に適用された後、被験者はMRスキャナルームに進みます。すべての金属オブジェクトが除去されます。構造MRIおよび機能MRIスキャンはシーメンスAllegra 3Tスキャナで収集されます。各被験者の機能的ベースラインを確立するために、催眠誘導の前に同時にEEG/fMRIデータを収集する。
<ol><li>MPRAGE構造スキャン</li>
	<li>T2一致した帯域幅 - 画像登録に対して良好なコントラストを提供し、その後の機能スキャンと同じメトリック歪みを共有するように設計された特殊なスキャンシーケンスです。</li>
	<li>機能スキャン - Tr=2.5秒、TE=40ミリ秒、視野=200mm x 200mm、フリップアングル=90°、解像度=64 x 64 x 28、ボクセルサイズ=3mm3を持つ脳全体の画像を収集するT2*加重エコー平面パルスシーケンス。データは合計5分間収集されます。</li>
	<li>EEGデータは、5分間の機能的MRI録音中にMR適合電気測地線(EGI)256チャネルシステムを使用して同時に記録され、催眠誘導の前にベースラインEEGを確立する。当社のラボでは、MRアーティファクトとバリストカルジオグラムノイズをリアルタイムで除去するソフトウェアとハードウェアを使用して同時fMRI/EEGコレクションの方法をリアルタイムで開拓しました(詳細については、リファレンス25 を参照してください)。</li>
	<li>安静状態スキャンの後、被験者は左手が冷たい氷水のバケツに浸されていることを視覚化するように指示するテープを聴きます。各手の温度差は、以下に説明する当社の差動熱測定装置を使用して定量化されます。</li>
</ol>3. 催眠誘導
その後、被験者は薄暗く静かな部屋に快適に座っていました。EEGデータは、催眠誘導および進行性弛緩深化技術の期間を通して記録された。
<ol><li>催眠誘導は、リラクゼーションを引き起こす被験者特定の空間的手がかりを決定するために催眠療法士による簡単なインタビューから始まった。その後、被験者は、視覚化が可能かどうかを判断するために多くの質問を受けました。</li>
	<li>催眠療法士はその後、腕の上げ技術として知られている表意文字の提案を使用して誘導を開始しました。この間、催眠療法士は、腕が軽くなっているかのように感じ、ある時点で意志の努力なしに腕が自動的に空中に上昇するという提案を被験者に絶えず与えました。被験者の腕が上がった後、彼らは腕を曲げ、指先で額に触るように指示されました。被験者が従うとすぐに、催眠療法士は被験者に目を閉じて深い眠りのようにリラックスするように頼んだ。</li>
	<li>催眠感受性のレベルは、催眠感受性の12ポイントスタンフォードスケール、フォームCテストを介して評価された。</li>
	<li>進行性の弛緩の形で深化技術を使用し、被験者をより高いレベルの催眠深さに持ち込んだ。</li>
	<li>EEGデータは、催眠誘導中に薄暗く照らされた銅シールド室で催眠誘導全体に記録されます。</li>
</ol>4. EEG/fMRIデータ収集と差動サーモメトリーポスト催眠誘導
<ol><li>催眠誘導および進行性緩和に続いて、被験者は、MR適合性のEEGセンサーネットを持つMRIスキャン室に再度入り、継続的に設置する。このとき、温度センサを両手首の内側部分にテープでつながれた。その後、リストバンドをテーピングされた温度センサーの上に置き、配置を安定させました。</li>
	<li>温度センサーは 図 2の概略図に従って構成する必要があります。較正は実験前に行い、様々な温度の2つの溶液(37°C±5にセンサーチップを浸漬することによって達成した。センサー出力は温度計の読み取り値に対してチェックされました。</li>
	<li>被験者は、MR互換のヘッドフォンを介して催眠療法士によって作られた事前に記録されたプログレッシブリラクゼーションテープを聴きます。この間、fMRI データは、ステップ 1.1 で説明したパルスシーケンスに従って収集され、同時に EEG 記録が記録されます。</li>
	<li>催眠誘導後の安静状態EEG/fMRIデータの収集は、ステップ2.2-2.4に従って進行する。</li>
	<li>催眠療法士は、その後、ステップ2.2-2.5に従って再び進行する後続のEEG / fMRIデータ収集のための「冷たい手袋」の提案を投与する。提案の間、催眠療法士は繰り返し彼らの手が冷たい水風呂に浸かっていることを視覚化し、彼らの左手が指先から手首に徐々に寒くなっていっていたと想像するように被験者に尋ねます。差動熱測定は、このブロック全体に記録されます。</li>
</ol>

<ol>
	<li>Kirsch, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypnosis+and+Placebos:+Response+Expectancy+as+a+Mediator+of+Suggestion+Effects.">Hypnosis and Placebos: Response Expectancy as a Mediator of Suggestion Effects.</a> Anales de Psicolog&#237;a. 15, 99-110 (1999).</li><li>McGeown, W. J., Mazzoni, G., Venneri, A., Kirsch, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypnotic+induction+decreases+anterior+default+mode+activity.">Hypnotic induction decreases anterior default mode activity.</a> Conscious. Cogn. 18, 848-855 (2009).</li><li>Karlin, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypnotizability+and+attention.">Hypnotizability and attention.</a> J. Abnorm Psychol. 88, 92-95 (1979).</li><li>Terhune, D. B., Carde&#241;a, E., Lindgren, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+frontal-parietal+phase+synchrony+during+hypnosis+as+a+function+of+hypnotic+suggestibility.">Differential frontal-parietal phase synchrony during hypnosis as a function of hypnotic suggestibility.</a> Psychophysiology. , (2011).</li><li>Tellegen, A., Atkinson, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Openness+to+absorbing+and+self-altering+experiences+(&amp;#34;absorption&amp;#34;),+a+trait+related+to+hypnotic+susceptibility.">Openness to absorbing and self-altering experiences (&amp;#34;absorption&amp;#34;), a trait related to hypnotic susceptibility.</a> J. Abnorm. Psychol. 83, 268-277 (1974).</li><li>Oakley, D. A., Halligan, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypnotic+suggestion+and+cognitive+neuroscience.">Hypnotic suggestion and cognitive neuroscience.</a> Trends Cogn. Sci. 13, 264-270 (2009).</li><li>Kihlstrom, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypnosis.">Hypnosis.</a> Annu Rev Psychol. 36, 385-418 (1985).</li><li>Piccione, C., Hilgard, E. R., Zimbardo, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+degree+of+stability+of+measured+hypnotizability+over+a+25-year+period.">On the degree of stability of measured hypnotizability over a 25-year period.</a> J. Pers. Soc. Psychol. 56, 289-295 (1989).</li><li>Weitzenhoffer, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimation+of+hypnotic+susceptibility+in+a+group+situation.">Estimation of hypnotic susceptibility in a group situation.</a> Am. J. Clin. Hypn. 5, 115-126 (1962).</li><li>Weitzenhoffer, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+significance+of+hypnotic+depth+in+therapy.">The significance of hypnotic depth in therapy.</a> Int. J. Clin. Exp. Hypn. 10, 75-78 (1962).</li><li>Hilgard, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Stanford+Hypnotic+Susceptibility+Scales+as+related+to+other+measures+of+hypnotic+responsiveness.">The Stanford Hypnotic Susceptibility Scales as related to other measures of hypnotic responsiveness.</a> Am. J. Clin. Hypn. 21, 68-83 (1978).</li><li>Weitzenhoffer, A. M., Sjoberg, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Suggestibility+with+and+without+&amp;#34;induction+of+hypnosis&amp;#34.">Suggestibility with and without &amp;#34;induction of hypnosis&amp;#34.</a> J. Nerv. Ment. Dis. 13 (2), 204-220 (1961).</li><li>Jamieson, G. A., Sheehan, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+empirical+test+of+Woody+and+Bowers's+dissociated-control+theory+of+hypnosis.">An empirical test of Woody and Bowers's dissociated-control theory of hypnosis.</a> Int. J. Clin. Exp. Hypn. 52, 232-249 (2004).</li><li>Egner, T., Jamieson, G., Gruzelier, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypnosis+decouples+cognitive+control+from+conflict+monitoring+processes+of+the+frontal+lobe.">Hypnosis decouples cognitive control from conflict monitoring processes of the frontal lobe.</a> Neuroimage. 27, 969-978 (2005).</li><li>Derbyshire, S. W. G., Whalley, M. G., Stenger, V. A., Oakley, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+activation+during+hypnotically+induced+and+imagined+pain.">Cerebral activation during hypnotically induced and imagined pain.</a> Neuroimage. 23, 392-401 (2004).</li><li>Derbyshire, S. W. G., Whalley, M. G., Oakley, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fibromyalgia+pain+and+its+modulation+by+hypnotic+and+non-hypnotic+suggestion:+an+fMRI+analysis.">Fibromyalgia pain and its modulation by hypnotic and non-hypnotic suggestion: an fMRI analysis.</a> Eur. J. Pain. 13, 542-550 (2009).</li><li>Casiglia, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurophysiological+correlates+of+post-hypnotic+alexia:+a+controlled+study+with+Stroop+test.">Neurophysiological correlates of post-hypnotic alexia: a controlled study with Stroop test.</a> Am. J. Clin. Hypn. 52, 219-233 (2010).</li><li>Raz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Attention+and+hypnosis:+neural+substrates+and+genetic+associations+of+two+converging+processes.">Attention and hypnosis: neural substrates and genetic associations of two converging processes.</a> Int. J. Clin. Exp. Hypn. 53, 237-258 (2005).</li><li>Mendelsohn, A., Chalamish, Y., Solomonovich, A., Dudai, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mesmerizing+memories:+brain+substrates+of+episodic+memory+suppression+in+posthypnotic+amnesia.">Mesmerizing memories: brain substrates of episodic memory suppression in posthypnotic amnesia.</a> Neuron. 57, 159-170 (2008).</li><li>Raij, T. T., Numminen, J., N&#228;rv&#228;nen, S., Hiltunen, J., Hari, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain+correlates+of+subjective+reality+of+physically+and+psychologically+induced+pain.">Brain correlates of subjective reality of physically and psychologically induced pain.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102, 2147-2151 (2005).</li><li>Raij, T. T., Numminen, J., N&#228;rv&#228;nen, S., Hiltunen, J., Hari, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strength+of+prefrontal+activation+predicts+intensity+of+suggestion-induced+pain.">Strength of prefrontal activation predicts intensity of suggestion-induced pain.</a> Hum. Brain Mapp. 30, 2890-2897 (2009).</li><li>R&#246;der, C. H., Michal, M., Overbeck, G., Gvan de Ven, V., Linden, D. E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pain+response+in+depersonalization:+a+functional+imaging+study+using+hypnosis+in+healthy+subjects.">Pain response in depersonalization: a functional imaging study using hypnosis in healthy subjects.</a> Psychother. Psychosom. 76, 115-121 (2007).</li><li>Schulz-St&#252;bner, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+hypnosis+modulates+functional+magnetic+resonance+imaging+signal+intensities+and+pain+perception+in+a+thermal+stimulation+paradigm.">Clinical hypnosis modulates functional magnetic resonance imaging signal intensities and pain perception in a thermal stimulation paradigm.</a> Reg. Anesth. Pain Med. 29, 549-556 (2004).</li><li>Holroyd, J. C., Nuechterlein, K. H., Shapiro, D., Ward, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Individual+differences+in+hypnotizability+and+effectiveness+of+hypnosis+or+biofeedback.">Individual differences in hypnotizability and effectiveness of hypnosis or biofeedback.</a> Int. J. Clin. Exp. Hypn. 30, 45-65 (1982).</li><li>Mart&#237;nez-Montes, E., Vald&#233;s-Sosa, P. A., Miwakeichi, F., Goldman, R. I., Cohen, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Concurrent+EEG/fMRI+analysis+by+multiway+Partial+Least+Squares.">Concurrent EEG/fMRI analysis by multiway Partial Least Squares.</a> Neuroimage. 22, 1023-1034 (2004).</li><li>Frischholz, E. J., Tryon, W. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypnotizability+in+relation+to+the+ability+to+learn+thermal+biofeedback.">Hypnotizability in relation to the ability to learn thermal biofeedback.</a> Am. J. Clin. Hypn. 23, 53-56 (1980).</li><li>Engstrom, D. R., London, P., Hart, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypnotic+susceptibility+increased+by+EEG+alpha+training.">Hypnotic susceptibility increased by EEG alpha training.</a> Nature. 227, 1261-1262 (1970).</li></ol>

その受け入れと出版に続いて、電気測地線株式会社は、この記事のオープンアクセス料を引き受けた

被験者を催眠1の状態に誘導するために使用される提案方法には大きなばらつきがあるようだ。ここでは、非ボルションモーターの動きの提案とそれに続くSHSS、フォームCが、EEGパワースペクトルを変更するために使用できることを示しています。我々は、この研究で使用された被験者は過去に催眠術を受けていたが、ハーバード・グループの示唆尺度または他のメカニズムを介して非常に影響を受けやすい対象を見つけ出す試みはなかったことに留意する。我々は、EEG周波数サブバンドの変化の大きさは、4を報告されているように、感受性の主題レベルに応じて変化する可能性が高いと仮定する。
また、同時EEG/fMRIセッション中に発生する可能性のある手の温度変動を測定する設定も実証しました。被験者は最終的にバイオフィードバックの手がかりを使用して催眠なしで手の温度変化を達成することを学ぶことができますが、これは通常、多くのトレーニングセッション26を必要とします。フリッシュホルツとトリオン26 は、他の人によって報告されたものとは対照的に、冷たい手袋の提案パラダイムを使用して、手の温度と催眠深さの変化との間の関連を複製することができませんでした。この論争を解決するには、追加の作業が必要です。それにもかかわらず、機能的な神経イメージングセッション中に手の温度変化を測定する方法は、催眠誘導後の催眠「コールドグローブ」提案の神経相関を評価するのに有用であることが証明されるかもしれない。

開始以来、催眠とは何か、そして感受性の高い個体の生理学的変化がどのように正確に生み出されるかについて、かなりの論争が起こってきた。催眠の神経相関と催眠示唆に対する応答を理解することを目的とした研究は、一般的に様々な結果を生み出した1であり、少なくとも部分的には催眠誘導と提案技術の違いに起因する可能性があり、詳細な方法論とプロトコル記述の動機を与える。
催眠は、従来、内膜集中の状態として定義されており、注目1,3に焦点を当ててきたが、より完全な操作定義はまた、外因性刺激の認識の減少4、吸収5の増加、または実験者の言葉への楽な注意および自発的思考6を減少させた。催眠誘導は、一般的に催眠と吸収を促進する一連の口頭命令として定義される 6.催眠術性は個人間で大きく異なりますが、一般的に個人の中で安定しています7,8;示唆可能性は、典型的には、最も一般的に適用されるメトリックがスタンフォード催眠感受性尺度である提案に対する行動応答の点で測定され、(SHSS)フォームC9-12。
催眠の神経相関を調べる研究は、一般的に2つのカテゴリに分類されます。彼らは「安静状態」催眠中に本質的に活性化された活動のネットワークを調べるか、催眠提案6に応答して起こる神経活動の変化を研究する。最近のEEG研究では、非常に示唆性の高い個体が、低示唆対象者4と比較して、催眠中のα-2バンドにおける正面頭頂ネットワークの高い事象関連の非同期性を示すことを発見した。近年、機能的磁気共鳴画像法(fMRI)は、他の脳領域における活動の増加なしに「休止状態」催眠中の前立てモードネットワークの変化も明らかにしている2。収束証拠は、催眠が解離前注意制御13に関連していることを示唆している。
様々な催眠提案に応答したfMRI血中酸素濃度依存性(BOLD)シグナルの変化も最近14-23に報告されている。提案応答研究の大半は、脳信号の変化と知覚の変化の主観的評価を相関させる。しかし、催眠的な提案は、応答24における血圧、心拍数、および被験者手の温度などの生理学的パラメータを変化させるためにも使用されてきた。
ここでは、ここで「コールドグローブ」パラダイムと呼ばれる実験的なパラダイムを開発することによって、これらの以前の知見を拡張し、それによって被験者は、温度の外部物理的操作がない場合に、片手の手が他方よりも温度で寒いことを認識するように指示される。これらの口頭での指示は、データ記録中にMR互換のヘッドフォンを介して配信されます。
本研究では、まず、EEG/fMRIデータの同時記録方法を実演する。次に、催眠誘導前後の手の温度測定とともに、EEG/fMRIデータの収集を含むコールドグローブパラダイムを実証します。催眠誘導のための私達の方法は1によって記述される表意運動の提案を含み、続いてSSHS、形態Cを使用して深さ評価を続ける。催眠誘導後に起こるEEGパワースペクトルの信頼性の高い変化を検出します。また、MRI対応の差動熱測定装置が、同時EEG/fMRIデータ収集セッション中にハンド温度変化を測定できることを実証します。この手順は、本質的な「安静状態」催眠中に起こる脳信号の変化を評価する上で重要な定量的EEG / fMRI測定を提供し、また、変化した熱知覚に対する催眠的提案に応じて信号変化を測定する可能性がある。

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Equipment Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalogue Number</td>
			<td>Comment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Precision Monolithic Temperature Sensor</td>
			<td>National Semiconductor Corporation</td>
			<td>LM34/LM35</td>
			<td>100 mV/&#176;C; accurate to within &#177;0.4&#160;&#176;C at room temperature</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Precision Instrumentation Amplifier</td>
			<td>National Semiconductor Corporation</td>
			<td>INA114</td>
			<td>Part of Magnet Room I/O interface</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HydroCel Saline</td>
			<td>Electrical Geodescis Inc.</td>
			<td>N-PRT-KCL-1000-000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HydroCel Geodesic Sensor Net with a 256-channel High Density Electrode Array</td>
			<td>Electrical Geodescis Inc.</td>
			<td>256-channel HCGSN</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Geodesics Photogrammetry System</td>
			<td>Electrical Geodescis Inc.</td>
			<td>EGI GPS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipettes</td>
			<td>Electrical Geodescis Inc.</td>
			<td>N-ACC-PIP-1000-000</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

method for simultaneous fmri/eeg data collection during a focused attention suggestion for differential thermal sensation

本研究では、EEG/fMRIデータの同時収集方法を示しています。セットアップでは、EEGデータは高密度の256チャンネルセンサーネットを使用して収集されます。EEGアンプ自体は、フィールド絶縁封じ込めシステム(FICS)に含まれており、MRIクロック信号は、その後のMRアーティファクトの特性評価と除去のために、EEGデータ収集と同期されます。このメソッドは、まず、状態データの収集を休止する方法を示します。 その後、EEG/fMRIデータ記録のプロトコルを示し、被験者は左手が冷水浴に浸かっていることを視覚化するよう求めるテープを聴き、ここで冷たい手袋のパラダイムと呼びます。各手間の熱差は、この目的のために開発したMR互換温度センサを使用して、EEG/fMRIデータ収集全体で測定されます。冷たい手袋のEEG/fMRIデータと、催眠誘導前後の同時差動ハンド温度測定を収集します。プレセッションとポストセッションの間に、催眠誘導および深さ評価プロセス中に単一のモダリティEEGデータが収集されます。我々の代表的な結果は、催眠誘導中にEEGパワースペクトルの有意な変化を測定することができ、低温手袋パラダイム中の手の温度変化がMR適合差熱熱測定装置を使用して迅速に検出できることを示している。

図1 は、代表的なチャネルにおけるEEGパワースペクトル(図1a)が催眠誘導に先立つ覚醒期間中に1,000msec以上の平均値を示す(図1b)。ここでのパターンは、電力と周波数(f)の特徴的な逆相関に従い、 図1c でのフォールオフは、催眠誘導後の同じ被験者から得られたパワースペクトルと深化技術を示している。電力の減衰は、EEGシータとベータサブバンドで見ることができ、全体のプロットはもはや1/fに従っていません図 2 は、アルドゥイノデバイスに結合されたLM34 / LM35精度温度センサーを使用するMRI互換温度センサーの概略を示しています。
<img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/3298/3298fig1.jpg"> 図 1.代表的な電極チャネルに対する単一の対象における脳波(EEG)パワースペクトル。(a)255チャンネルEEG電極アレイは、催眠誘導に続く同一電極チャネルにおける青(b)EEGパワースペクトルで示された電力分析のためのチャネル選択の空間位置を有し、かつ(c)催眠誘導と深化技術に続く同じ電極チャネルにおける電力スペクトル。図 1cの右上のバーは、デルタ(0.1~4 Hz)、シータ(4~8Hz)、アルファ(8~12 Hz)、ベータ(12~20 Hz)、ガンマ(20 Hz 以上の周波数)の各 EEG サブバンドの凡例を示しています。
<img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/3298/3298fig2.jpg"> 図 2.MRI対応の差動温度センサ構成の概略図。 (上記)差動熱測定回路、以下のサーモメトリー測定プロセスの概要。

Watch this Scientific Journal Video about Method for Simultaneous fMRI/EEG Data Collection during a Focused Attention Suggestion for Differential Thermal Sensation at JoVE.com

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

EEG/fMRIデータの同時収集と同期されたMRクロック信号記録のためのプロトコルを提示します。スキャン中に被験者が「コールドグローブ」命令を受け、催眠誘導の前後の両方でEEG/fMRIデータを手の温度測定と共に記録する独自のパラダイムを用いて、この方法を実証します。

差動熱感覚に対する注目の注意提案時における同時fMRI/EEGデータ収集の方法

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 ...

method-for-simultaneous-fmrieeg-data-collection-during-focused

Research

JoVE Journal

Behavior

11.6K ビュー.  University of California, Los Angeles. EEG/fMRIデータの同時収集と同期されたMRクロック信号記録のためのプロトコルを提示します。スキャン中に被験者が「コールドグローブ」命令を受け、催眠誘導の前後の両方でEEG/fMRIデータを手の温度測定と共に記録する独自のパラダイムを用いて、この方法を実証します。

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

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

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 modalities can be combined in a number of ways, but all rely on the acquisition of high quality EEG and fMRI data. EEG data acquired during simultaneous fMRI are affected by several artifacts, including the gradient artefact (due to the changing magnetic field gradients required for fMRI), the pulse artefact (linked to the cardiac cycle) and movement artifacts (resulting from movements in the strong magnetic field of the scanner, and muscle activity). Post-processing methods for successfully correcting the gradient and pulse artifacts require a number of criteria to be satisfied during data acquisition. Minimizing head motion during EEG-fMRI is also imperative for limiting the generation of artifacts.
Interactions between the radio frequency (RF) pulses required for MRI and the EEG hardware may occur and can cause heating. This is only a significant risk if safety guidelines are not satisfied. Hardware design and set-up, as well as careful selection of which MR sequences are run with the EEG hardware present must therefore be considered.
The above issues highlight the importance of the choice of the experimental protocol employed when performing a simultaneous EEG-fMRI experiment. Based on previous research we describe an optimal experimental set-up. This provides high quality EEG data during simultaneous fMRI when using commercial EEG and fMRI systems, with safety risks to the subject minimized. We demonstrate this set-up in an EEG-fMRI experiment using a simple visual stimulus. However, much more complex stimuli can be used. Here we show the EEG-fMRI set-up using a Brain Products GmbH (Gilching, Germany) MRplus, 32 channel EEG system in conjunction with a Philips Achieva (Best, Netherlands) 3T MR scanner, although many of the techniques are transferable to other systems.

Simultaneous electroencephalography (EEG) and functional Magnetic Resonance imaging (fMRI) is a powerful neuroimaging tool. However, the inside of an MRI scanner forms a difficult environment for EEG data recording and safety must be considered whenever operating EEG equipment inside a scanner. Here, we present an optimised EEG-fMRI data acquisition protocol.

同時fMRIの中の高品質脳波データの取得のための最も良い現在の習慣

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 ...

行動学

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.

経頭蓋直流刺激中同時脳波モニタリング

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

The 5-Choice Serial Reaction Time Task: A Task of Attention and Impulse Control for Rodents

This protocol describes the 5-choice serial reaction time task, which is an operant based task used to study attention and impulse control in rodents. Test day challenges, modifications to the standard task, can be used to systematically tax the neural systems controlling either attention or impulse control. Importantly, these challenges have consistent effects on behavior across laboratories in intact animals and can reveal either enhancements or deficits in cognitive function that are not apparent when rats are only tested on the standard task. The variety of behavioral measures that are collected can be used to determine if other factors (i.e., sedation, motivation deficits, locomotor impairments) are contributing to changes in performance. The versatility of the 5CSRTT is further enhanced because it is amenable to combination with pharmacological, molecular, and genetic techniques.

This protocol describes the 5-choice serial reaction time task, which is an operant based task used to study attention and impulse control in rodents. Test day challenges, which are modifications of the standard task, increase flexibility of the task and can be combined with other manipulations to more fully characterize behavior.

5  - 選択肢シリアル反応時間タスク：げっ歯類のための注意のタスクや衝動調節

This protocol describes the 5-choice serial reaction time task, which is an operant based task used to study attention and impulse control in rodents. ...

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.

経頭蓋直流電気刺激と同時機能的磁気共鳴画像

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

Methods to Test Visual Attention Online

Online data collection methods have particular appeal to behavioral scientists because they offer the promise of much larger and much more representative data samples than can typically be collected on college campuses. However, before such methods can be widely adopted, a number of technological challenges must be overcome &#8211; in particular in experiments where tight control over stimulus properties is necessary. Here we present methods for collecting performance data on two tests of visual attention. Both tests require control over the visual angle of the stimuli (which in turn requires knowledge of the viewing distance, monitor size, screen resolution, etc.) and the timing of the stimuli (as the tests involve either briefly flashed stimuli or stimuli that move at specific rates). Data collected on these tests from over 1,700 online participants were consistent with data collected in laboratory-based versions of the exact same tests. These results suggest that with proper care, timing/stimulus size dependent tasks can be deployed in web-based settings.

To replicate laboratory settings, online data collection methods for visual tasks require tight control over stimulus presentation. We outline methods for the use of a web application to collect performance data on two tests of visual attention.

オンライン視覚的注意をテストする方法

Online data collection methods have particular appeal to behavioral scientists because they offer the promise of much larger and much more representative ...

A Method for Remotely Silencing Neural Activity in Rodents During Discrete Phases of Learning

This protocol describes how to temporarily and remotely silence neuronal activity in discrete brain regions while animals are engaged in learning and memory tasks. The approach combines pharmacogenetics (Designer-Receptors-Exclusively-Activated-by-Designer-Drugs) with a behavioral paradigm (sensory preconditioning) that is designed to distinguish between different forms of learning. Specifically, viral-mediated delivery is used to express a genetically modified inhibitory G-protein coupled receptor (the Designer Receptor) into a discrete brain region in the rodent. Three weeks later, when designer receptor expression levels are high, a pharmacological agent (the Designer Drug) is administered systemically 30 min prior to a specific behavioral session. The drug has affinity for the designer receptor and thus results in inhibition of neurons that express the designer receptor, but is otherwise biologically inert. The brain region remains silenced for 2-5 hr (depending on the dose and route of administration). Upon completion of the behavioral paradigm, brain tissue is assessed for correct placement and receptor expression. This approach is particularly useful for determining the contribution of individual brain regions to specific components of behavior and can be used across any number of behavioral paradigms.

This protocol describes how to temporarily and remotely silence neuronal activity in discrete brain regions while rats are engaged in learning and memory tasks. The approach combines pharmacogenetics (Designer-Receptors-Exclusively-Activated-by-Designer-Drugs) with a behavioral paradigm (sensory preconditioning) that is designed to distinguish between different components of learning.

学習の離散段階中げっ歯類におけるリモートサイレン神経活動のための方法

This protocol describes how to temporarily and remotely silence neuronal activity in discrete brain regions while animals are engaged in learning and ...

Measurement of Vibration Detection Threshold and Tactile Spatial Acuity in Human Subjects

Tests that allow the precise determination of psychophysical thresholds for vibration and grating orientation provide valuable information about mechanosensory function that are relevant for clinical diagnosis as well as for basic research. Here, we describe two psychophysical tests designed to determine the vibration detection threshold (automated system) and tactile spatial acuity (handheld device). Both procedures implement a two-interval forced-choice and a transformed-rule up and down experimental paradigm. These tests have been used to obtain mechanosensory profiles for individuals from distinct human cohorts such as twins or people with sensorineural deafness.

Here, we present protocols to determine vibration detection thresholds and tactile acuity using psychophysical methods in man.

ヒト対象における振動検出しきい値と触覚空間視力の測定

Tests that allow the precise determination of psychophysical thresholds for vibration and grating orientation provide valuable information about ...

Protocol for Data Collection and Analysis Applied to Automated Facial Expression Analysis Technology and Temporal Analysis for Sensory Evaluation

We demonstrate a method for capturing emotional response to beverages and liquefied foods in a sensory evaluation laboratory using automated facial expression analysis (AFEA) software. Additionally, we demonstrate a method for extracting relevant emotional data output and plotting the emotional response of a population over a specified time frame. By time pairing each participant's treatment response to a control stimulus (baseline), the overall emotional response over time and across multiple participants can be quantified. AFEA is a prospective analytical tool for assessing unbiased response to food and beverages. At present, most research has mainly focused on beverages. Methodologies and analyses have not yet been standardized for the application of AFEA to beverages and foods; however, a consistent standard methodology is needed. Optimizing video capture procedures and resulting video quality aids in a successful collection of emotional response to foods. Furthermore, the methodology of data analysis is novel for extracting the pertinent data relevant to the emotional response. The combinations of video capture optimization and data analysis will aid in standardizing the protocol for automated facial expression analysis and interpretation of emotional response data.

A protocol for capturing and statistically analyzing emotional response of a population to beverages and liquefied foods in a sensory evaluation laboratory using automated facial expression analysis software is described.

官能評価のための自動化された表情解析技術と時間的分析へのデータの収集と分析応用のためのプロトコル

We demonstrate a method for capturing emotional response to beverages and liquefied foods in a sensory evaluation laboratory using automated facial ...

A Protocol of Manual Tests to Measure Sensation and Pain in Humans

Numerous qualitative and quantitative techniques can be used to test sensory nerves and pain in both research and clinical settings. The current study demonstrates a quantitative sensory testing protocol using techniques to measure tactile sensation and pain threshold for pressure and heat using portable and easily accessed equipment. These techniques and equipment are ideal for new laboratories and clinics where cost is a concern or a limiting factor. We demonstrate measurement techniques for the following: cutaneous mechanical sensitivity on the arms and legs (von-Frey filaments), radiant and contact heat sensitivity (with both threshold and qualitative assessments using the Visual Analog Scale (VAS)), and mechanical pressure sensitivity (algometer, with both threshold and the VAS). The techniques and equipment described and demonstrated here can be easily purchased, stored, and transported by most clinics and research laboratories around the world. A limitation of this approach is a lack of automation or computer control. Thus, these processes can be more labor intensive in terms of personnel training and data recording than the more sophisticated equipment. We provide a set of reliability data for the demonstrated techniques. From our description, a new laboratory should be able to set up and run these tests and to develop their own internal reliability data.

The goal of this procedure is to demonstrate a battery of quantitative techniques for sensory and pain measurement in humans. The equipment and techniques described are commonly found in pain clinics or are easy to obtain.

人間にセンセーションと痛みを測定するために、手動テストのプロトコル

Numerous qualitative and quantitative techniques can be used to test sensory nerves and pain in both research and clinical settings. The current study ...

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.