私たちのプロトコルは、複雑な自然音の振動触覚識別の短いトレーニング期間の後、重度の難聴のある被験者の学習関連の神経変化を調査するためにERPをどのように適用できるかを示しています。ERP技術の主な利点は、聴覚触覚置換中の認知処理の根底にある電気的脳活動の正確な時間的ダイナミクスの研究を可能にすることです。この技術の意味は、音声触覚フィードバックが重度の聴覚障害のある患者の早期の口頭言語発達を確実に促進できるため、音声生成療法にまで及ぶ可能性があります。
現在の方法は、特定の感覚障害を治療するための代替案の世界的な探索に貢献し、感覚伝達の神経基盤のより深い理解への洞察を提供します。これまでのところ、実験的に採用されている振動触覚シミュレーションはすべて、方法論と機器に異なるアプローチを持っているため、このプロトコルの視覚的なデモンストレーションは複製を保証するために重要です。手順を実演するのは、助教授のゲイサ、修士課程のリカルド、学生研究助手のエドゥアルド、MSL通訳者で研究室の学生研究助手のデボラです。
深刻な両側性感音難聴診断を受けた潜在的な参加者を募集し、年齢、性別、手の好み、学歴などの人口統計データを収集します。半構造化臨床面接を実施して、個人歴または家族歴から難聴の病歴について参加者をスクリーニングします。聴力計を用いて聴覚検査を行い、難聴の重症度を確認します。
音が減衰した部屋では、参加者の真正面に座り、ヘッドホンを適切に配置します。ヘッドホンを通して提示されているトーンが聞こえるときはいつでも、利き手を上げて合図するように参加者に指示します。20デシベルから110デシベルの強度レベルの範囲で、250、500、1, 000、2, 000、4, 000、8, 000ヘルツの昇順で6オクターブで純粋な音色を示し、左耳から始めて右耳で繰り返します。
各耳の500、1, 000、2, 000、および4, 000ヘルツの聴力閾値を平均して、患者の純音平均を計算します。参加者を準備するには、参加者が電極インピーダンスに影響を与えるヘア製品を使用していない、清潔で乾いた髪でレコーディングセッションに来たことを確認します。刺激画面から約60センチ離れた快適な位置に座ってもらい、タブレットデバイスを使用して、準備手順でMSLビデオクリップを再生します。
参照電極とEOG電極が配置される領域を清掃します。まず、アルコール綿棒で皮膚を拭き、次にEEG研磨剤プレッピングジェルを綿棒で優しく塗布して、表面の死んだ皮膚細胞を剥離します。電極ゴールドカップに導電性電極ペーストを充填し、各基準部位に電極を配置します。
この手順を繰り返して、外眼窩に少なくとも1つの垂直EOGを配置し、眼下眼窩隆起に1つの水平EOGを配置して、眼球運動活動を監視します。1本のマイクロポアテープで単一の電極を所定の位置に保持します。参加者に腕を水平にまっすぐに保持し、次にボディハーネスを脇の下の胸の周りにしっかりと、しかし快適にフィットさせ、胸の中央にスナップを付けるように依頼します。
巻尺を使用して参加者の頭囲をチェックし、適切なキャップサイズを使用していることを確認します。国際19-10システムに従って地形的に配置された20個の塩化銀電極を備えたEEG商用エレクトロキャップを配置します。前面正中線電極を鼻に合わせ、鼻腔から開始までの距離を測定して、中央の正中線電極が正確に中央に収まるようにします。
キャップの側面にある調節可能なストラップをボディハーネスにボタンで留めて、エレクトロキャップがしっかりと締められるようにします。ゲルで満たされた鈍い針シリンジを電極の内側に置き、針を一周して脱毛し、導電性ゲルを塗布する前に電極の下の頭皮領域を静かに摩耗させます。隣接する電極部位との電気的架橋を避けるために、ゲルをあまり多く塗布しないでください。
次に、EEG導電性ゲルを室温で乾燥させます。次に、EEGシステムを校正します。次に、エレクトロキャップをに接続します amp0.05〜30ヘルツのバンドパスに設定されたアンプ、60ヘルツのノッチフィルター、および200ミリ秒のサンプリング期間に等しい5ヘルツのサンプリングレート。
すべての電極サイトでインピーダンスが5キロオーム未満であることを確認し、すべてのチャネルが電気信号をスムーズに登録していることをモニターで確認します。次に、実験タスクを実行するには、参加者をコンピューターモニターの前に置き、キーボードを快適な距離に置きます。ポータブル刺激装置のケーブルをコンピューターシステムのスピーカーコンセントに接続し、スピーカーの音量を最大強度レベルに設定します。
参加者の右人差し指先にあるポータブル刺激システムを調整してテストします。タブレットデバイスを使用して、実験手順を再生し、模擬試験を実行して被験者に慣れます。MSL の手順を繰り返し、理解度を確認します。
ターゲット刺激の検出時にのみ左人差し指で左コントロールキーを押して犬の吠え声刺激に反応し、他の4つの動物の音のいずれかが知覚されたときに応答を差し控えるように参加者に思い出させます。CPTタスクを開始する前に、EEG信号の記録を開始し、インターフェイスの通信アイコンをクリックして、認知刺激コンピューターとEEG記録コンピューター間のイベント同期が正しく機能していることを確認します。クリックすると、イベント同期パルスがEEG記録画面の下部に表示されます。
実験タスクを実行し、参加者を注意深く観察し、覚醒、応答の実行、過度の動きや点滅を監視します。一時停止し、実験の途中で参加者に短い休憩を与えて、必要に応じてまばたき、リラックス、動き回ることができます。その後、実験の実行を終了します。
EEG生信号を前処理するために、刺激開始を初期時間瞬間として使用し、ベースライン補正に使用される100ミリ秒の前刺激を含む追加のデジタルフィルタなしで、連続EEGデータにおける1、100ミリ秒のエポックを定義して選択する。アーチファクト除去中は、特定の記録エポックの電圧が任意のチャネルで100マイクロボルトを超えるときに、すべてのチャネル上のデータのエポックを除外し、目視検査によってアーチファクトも除去します。次に、トレーニング前とトレーニング後の両方の条件で、各刺激に対して同数のアーチファクトのないエポックを選択します。
EEGレコードごとにこれを行います。[操作]メニューをクリックし、[EEGウィンドウの平均化]オプションを選択して、個々のERPを平均化します。まず、独立した平均オプションを選択して、ターゲット試行のみを平均化します。
次に、他の4つの非ターゲット刺激を選択し、平均化するために一緒に平均オプションをクリックします。トレーニング前とトレーニング後の条件について、これらの手順を繰り返します。個々のEP平均を開き、[操作]メニューに移動して、[平均平均]オプションを選択します。
グループ平均に含める参加者の個人平均を選択します。ドロップダウンリストからすべての事前トレーニング目標平均を選択し、[平均]ボタンをクリックして目的のファイル名を入力し、Returnキーを押して保存します。ERP の視覚化と分析の場合は、操作 メニューを選択して、保存された大平均のリストを表示します。
次に、プロットするグループ平均をクリックします。次に、モンタージュボタンをクリックして、プロットするチャンネルを選択します。[ツール]メニューに移動し、[視覚化オプション]をクリックして、各波形の色と線幅を選択します。
次に、[信号]メニューをクリックし、[DC補正]チェックボックスをオンにして、目的のベースライン刺激間隔を入力して、Returnキーを押します。プロットされた総平均波形を注意深く調べて、対象となる成分とそれに対応するタイムウィンドウを特定します。トレーニング前のグランドアベレージとトレーニング後のグランドアベレージは、17人の重度の聴覚障害者のグループにおけるP3の変化を評価するこの調査の主な結果を描写しました。
ERP波形は、5ヘルツのローパスデジタルフィルタを使用してプロットしたときに変更されました。ERPプロットでは、P3様の中央頭頂正波形の変化が明らかになり、トレーニング後のターゲット刺激に対してより堅牢でした。ERPは、トレーニング前の条件では、目標条件と非目標条件が訓練後条件ほど明確に区別できないことを示唆しました。
最も重要なステップは、重度の聴覚障害者の参加者に適切に指示し、ウィンドウの平均化の前に、各条件に対してアーチファクトのないEEGエポックを適切に選択することです。定量的EEGおよび機能的接続性を使用して、データをさらに分析および解釈し、代替感覚刺激トレーニングプログラムに関連する神経機能の変化を記述することができます。
