Este trabalho foi apoiado por fundos do Instituto coreano de Ciência Básica (KBSI), Neuroimaging Studies of Hypnotically Induced Deception.

O seguinte protocolo experimental foi revisado e aprovado pelo Conselho de Revisão Institucional da UCLA. Antes do início do experimento, os sujeitos foram submetidos a uma pré-triagem telefônica que excluiu sujeitos potencialmente gestantes, menores de dezoito anos, ou que haviam trabalhado em uma exposição de máquinas ou tinham implantes metálicos. Os canhotos, ou aqueles com histórico de doença mental também foram excluídos do grupo de sujeitos. Os participantes incluídos foram então instruídos a abster-se de cafeína, drogas e álcool no dia do experimento. O consentimento informado por escrito e a compreensão do consentimento foram obtidos de cada participante no dia do experimento.
1. Aplicação da rede de sensores EEG
Os dados do EEG são registrados usando uma rede de sensores geodésicos compatível com ressonância magnética de 256 canais. Os níveis de impedância em eletrodos devem ser monitorados (passo 1.5) em intervalos de aproximadamente 20 minutos ao longo do experimento para garantir que os eletrodos não tenham secado e que as impedâncias permaneçam abaixo do limiar.
<ol><li>Determine o tamanho líquido adequado medindo a circunferência da cabeça da crista da sobrancelha glabella para aproximadamente 2,5 cm acima da ion.</li>
	<li>A solução de eletrólito de cloreto de potássio de hidrolina HydroCel foi feita de acordo com as instruções do EGI. A rede de sensores EEG Electrogeodesic 256 foi então encharcada em solução de eletrólitos por 10 minutos.</li>
	<li>O vértice, ou Cz, ponto na cabeça foi determinado medindo o ponto médio entre nação e inion e alinhando-o com o ponto médio que disseca os pontos pré-uriculares. A rede EEG foi então colocada de tal forma que o eletrodo de referência Cz se alinha com o ponto de vértice.</li>
	<li>Coletamos imagens fotográficas da cabeça e eletrodos usando o Sistema de Fotogrametria Geodesic (GPS) do EGI, a fim de calibrar o espaço do sensor a ser utilizado na análise de origem EEG.</li>
	<li>As impedâncias de eletrodos foram então medidas. O contato com o couro cabeludo foi verificado para os eletrodos com níveis de impedância acima do limiar. As colocações de eletrodos são ajustadas, e a solução adicional de eletrólitos foi adicionada aos eletrodos, conforme necessário para reduzir a impedância.</li>
</ol>2. Protocolo simultâneo de EEG/fMRI e registro de temperatura antes da hipnose
Depois que a rede EEG for aplicada adequadamente, o assunto segue para a sala de scanner mr. Todos os objetos metálicos são removidos. Ressonância magnética estrutural e ressonância magnética funcional são coletadas em um scanner Siemens Allegra 3T. Os dados simultâneos de EEG/fMRI são coletados antes da indução hipnótica, a fim de estabelecer uma linha de base funcional para cada assunto.
<ol><li>Varredura estrutural mprage</li>
	<li>T2 Matched Bandwidth - uma sequência de varredura especializada projetada para fornecer um bom contraste para o registro de imagem, ao mesmo tempo em que compartilha as mesmas distorções métricas que as varreduras funcionais que se seguem.</li>
	<li>Escaneamento funcional - Sequência de pulso eco-planar ponderada T2*com uma TR=2,5 seg, TE=40 msec, Field of View=200 mm x 200 mm, Flip Angle=90°, coletando imagens cerebrais inteiras com resolução=64 x 64 x 28, tamanho voxel=3 mm3. Os dados são coletados por um total de cinco minutos.</li>
	<li>Os dados de EEG são simultaneamente registrados usando um sistema de 256 canais de Geodésica Elétrica Compatível com MR (EGI) durante as gravações de ressonância magnética funcional de cinco minutos para estabelecer um EEG de linha de base antes da indução hipnótica. Nosso laboratório foi pioneiro em métodos para coleta simultânea de fMRI/EEG usando software e hardware que remove artefato MR e ruído de balistocardiograma, em tempo real (veja referência25 para mais detalhes).</li>
	<li>Após a varredura do estado de repouso, os sujeitos ouvem uma fita que os instrui a visualizar que sua mão esquerda está imersa em um balde de água gelada. As diferenças de temperatura entre cada mão são quantificadas usando nosso dispositivo de termometria diferencial descrito abaixo.</li>
</ol>3. Indução hipnótica
Os sujeitos foram então sentados confortavelmente em uma sala mal iluminada, tranquila. Os dados de EEG foram registrados durante toda a duração da indução hipnótica e da técnica de aprofundamento progressivo do relaxamento.
<ol><li>A indução hipnótica começou com uma breve entrevista do hipnoterapeuta para determinar sinais espaciais específicos do assunto que causam relaxamento. Os sujeitos foram então questionados sobre se eram capazes de visualizar.</li>
	<li>O hipnoterapeuta então começou a indução usando uma sugestão de ideomoter conhecida como técnica de levantamento de braço. Durante esse tempo, o hipnoterapeuta continuamente deu ao sujeito a sugestão de que seu braço parecia estar ficando mais leve, e em algum momento seu braço subiria no ar automaticamente sem esforço volitivo. Após o braço do sujeito elevado, eles foram então instruídos a dobrar o braço e tocar a testa com as pontas dos dedos. Assim que o sujeito cumpriu, o hipnoterapeuta pediu ao sujeito para fechar os olhos e relaxar como se estivesse em um sono profundo.</li>
	<li>O nível de suscetibilidade hipnótica foi então avaliado através da Escala stanford de 12 pontos de suscetibilidade hipnótica, teste de forma C.</li>
	<li>Uma técnica de aprofundamento, na forma de um relaxamento progressivo, foi então usada para levar o sujeito a um maior nível de profundidade hipnótica.</li>
	<li>Os dados de EEG são registrados ao longo da indução hipnótica em uma sala blindada de cobre mal iluminada durante a indução hipnótica.</li>
</ol>4. Coleta de dados EEG/fMRI e Termometria Diferencial Pós Indução Hipnótica
<ol><li>Após indução hipnótica e relaxamento progressivo, o sujeito, novamente entra na sala de varredura de ressonância magnética com a rede de sensores EEG compatível com MR em continuamente no lugar. Neste momento, sensores de temperatura foram colados na porção medial de ambos os pulsos. As pulseiras foram então colocadas sobre os sensores de temperatura colados para ajudar a estabilizar a colocação.</li>
	<li>Os sensores de temperatura devem ser configurados de acordo com o esquema na Figura 2. A calibração foi realizada antes do experimento, e foi realizada por meio de dicas de sensores imersos em duas soluções de temperaturas variadas (37 °C± 5). A saída do sensor foi verificada com as leituras do termômetro.</li>
	<li>O sujeito então ouve uma fita de relaxamento progressiva pré-gravada feita pelo hipnoterapeuta através de fones de ouvido compatíveis com MR. Durante este tempo, os dados de ressonância magnética são coletados de acordo com sequências de pulso descritas na etapa 1.1, com gravação simultânea de EEG.</li>
	<li>A coleta de dados estaduais de EEG/fMRI de repouso após a indução hipnótica prossegue de acordo com as etapas 2.2-2.4.</li>
	<li>O hipnoterapeuta então administra a sugestão de "luva fria" para a subsequente coleta de dados EEG/fMRI, que prossegue novamente de acordo com as etapas 2.2-2.5. Durante a sugestão, o hipnoterapeuta pede repetidamente que o sujeito visualize sua mão está imerso em um banho de água fria, e imaginar que sua mão esquerda estava ficando progressivamente mais fria das pontas dos dedos ao pulso. Medidas diferenciais de termometria são registradas em todo o bloco.</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. 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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. 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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>

Após sua aceitação e publicação, a Electric Geodesics, Inc. subscreveu a taxa de acesso aberto para este artigo

Parece haver ampla variabilidade nos métodos de sugestão usados para induzir sujeitos em um estado de hipnose1. Demonstramos aqui que uma sugestão de movimento motor nãovolicional seguida pelo SHSS, forma C, pode ser usada para alterar o espectro de energia EEG. Notamos que, embora o tema utilizado neste estudo tenha sido hipnotizado no passado, não houve tentativa feita via Escala de Sugestibilidade do Grupo Harvard ou outro mecanismo para encontrar um assunto altamente suscetível. Temos a hipótese de que a magnitude das alterações nas subbandas de frequência de EEG provavelmente varia de acordo com o nível de suscetibilidade do sujeito, como foi relatado4.
Também demonstramos uma configuração para medir flutuações de temperatura da mão que podem ocorrer durante uma sessão EEG/fMRI simultânea. Embora os sujeitos possam eventualmente aprender a realizar mudanças na temperatura da mão sem hipnose usando sinais de biofeedback, isso normalmente leva muitas sessões de treinamento26. Frischholz e Tryon26 não conseguiram replicar a associação entre mudanças na temperatura da mão e profundidade hipnótica usando o paradigma de sugestão de luva fria, ao contrário do relatado por outros27. É necessário um trabalho adicional para resolver essa controvérsia. No entanto, o método para medir as mudanças na temperatura da mão durante uma sessão de neuroimagem funcional pode ser útil na avaliação das correlações neurais da sugestão hipnótica de "luva fria" após indução hipnótica.

Desde a sua criação, tem havido considerável controvérsia sobre o que é hipnose, e como exatamente são produzidas mudanças fisiológicas mensuráveis em indivíduos suscetíveis. Estudos que visam compreender as correlações neurais da hipnose e as respostas à sugestão hipnótica têm geralmente produzido resultados variados1, o que pode ser devido, pelo menos em parte, a diferenças na indução hipnótica e técnicas de sugestão2,proporcionando assim motivação para uma metodologia detalhada e descrição do protocolo.
Embora a hipnose tenha sido convencionalmente definida como um estado de concentração interna e atenção focada1,3, uma definição operacional mais completa também inclui: diminuição da consciência de estímulos exógenos4,aumento da absorção5, ou atenção sem esforço às palavras do experimentador e diminuição do pensamento espontâneo6. Uma indução hipnótica é geralmente definida como um conjunto de instruções verbais que facilitam a hipnose e absorção6. A hipnotizabilidade varia muito entre os indivíduos, mas geralmente é estável dentro dos indivíduos ao longo do tempo7,8; a sugestionabilidade é tipicamente medida em termos de resposta comportamental à sugestão, sendo a métrica mais comumente aplicada a Escala de Suscetibilidade Hipnótica de Stanford, (SHSS) forma C9-12.
Estudos que examinam as correlações neurais da hipnose geralmente se enquadram em duas categorias. Ou examinam redes de atividade intrinsecamente ativadas durante a hipnose do "estado de repouso", ou estudam alterações na atividade neural que ocorrem em resposta à sugestão hipnótica6. Em um estudo recente do EEG, indivíduos altamente sugestionáveis apresentaram desincronia mais relacionada a eventos da rede frontal-parietal na banda alfa-2 durante a hipnose em comparação com os indivíduos de baixa sugestionável4. Recentemente, a ressonância magnética funcional (fMRI) também revelou alterações nas redes de modo padrão anterior durante a hipnose de 'estado de repouso' sem um aumento correspondente da atividade em outras áreas cerebrais2. Evidências convergentes sugerem que a hipnose está associada ao controle atenção anterior dissociado13.
Alterações nos sinais dependentes do nível de oxigenação sanguínea de ressonância magnética (BOLD) em resposta a uma variedade de sugestões hipnóticas também foram relatadas recentemente14-23. A maioria dos estudos de sugestão-resposta correlacionam mudanças de sinal cerebral com classificações subjetivas de percepção alterada. No entanto, a sugestão hipnótica também tem sido usada para alterar parâmetros fisiológicos, como pressão arterial, frequência cardíaca e temperatura da mão no assunto em resposta24.
Aqui, estendemos esses achados anteriores desenvolvendo um paradigma experimental, referido aqui como o paradigma da "luva fria", pelo qual os sujeitos são orientados a perceber que uma de suas mãos é mais fria em temperatura do que a outra, na ausência de qualquer manipulação física externa da temperatura. Estas instruções verbais são fornecidas através de fones de ouvido compatíveis com MR durante a gravação de dados.
No presente trabalho, primeiro demonstramos nosso método de registro simultâneo de dados EEG/fMRI. Em seguida, demonstramos o paradigma da luva fria, que inclui a coleta de dados de EEG/fMRI, juntamente com medições de temperatura da mão antes e depois da indução hipnótica. Nosso método de indução hipnótica inclui uma sugestão ideomotor descrita por1,seguida de uma avaliação de profundidade utilizando o SSHS, forma C. Detectamos mudanças confiáveis no espectro de energia EEG que ocorrem após a indução hipnótica. Também demonstramos que nosso dispositivo de termometria diferencial compatível com ressonância magnética é capaz de medir as mudanças na temperatura da mão durante a sessão simultânea de coleta de dados EEG/fMRI. Este procedimento pode fornecer importantes medidas quantitativas de EEG/fMRI na avaliação de alterações de sinal cerebral que ocorrem durante a hipnose intrínseca do "estado de repouso", bem como medir as alterações de sinal em resposta à sugestão hipnótica para a percepção térmica alterada.

<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

No presente trabalho, demonstramos um método de coleta simultânea de dados EEG/fMRI. Em nossa configuração, os dados do EEG são coletados usando uma rede de sensores de alta densidade de 256 canais. O próprio amplificador EEG está contido em um sistema de contenção de isolamento de campo (FICS), e os sinais de relógio de ressonância magnética são sincronizados com a coleta de dados EEG para caracterização e remoção subsequentes de artefatos mr. Demonstramos este método primeiro para a coleta de dados do estado de repouso. Depois disso, demonstramos um protocolo para gravação de dados EEG/fMRI, enquanto os sujeitos ouvem uma fita pedindo que eles visualizem que sua mão esquerda está imersa em um banho de água fria e referida, aqui, como o paradigma da luva fria. Os diferenciais térmicos entre cada mão são medidos ao longo da coleta de dados EEG/fMRI usando um sensor de temperatura compatível com Ressonância Magnética que desenvolvemos para este fim. Coletamos dados EEG/fMRI de luva fria, juntamente com medidas simultâneas de temperatura da mão diferencial, antes e depois da indução hipnótica. Entre as sessões pré e pós-graduação, os dados de EEG de modalidade única são coletados durante o processo de indução hipnótica e avaliação de profundidade. Nossos resultados representativos demonstram que mudanças significativas no espectro de energia EEG podem ser medidas durante a indução hipnótica, e que a temperatura da mão muda durante o paradigma da luva fria pode ser detectada rapidamente usando nosso dispositivo de termometria diferencial compatível com MR.

A Figura 1 mostra que o espectro de energia EEG em um canal representativo (Figura 1a) teve uma média superior a 1.000 msec em um único sujeito durante o período de alerta que precedeu a indução hipnótica(Figura 1b). Deve-se notar que os padrões aqui seguem a relação inversa característica entre potência e frequência (f), com queda em 1/f. A Figura 1c mostra o espectro de potência retirado deste mesmo sujeito após indução hipnótica e uma técnica de aprofundamento. A atenuação de energia pode ser vista em subbandas EEG theta e beta, e a parcela geral não segue mais 1/f. A Figura 2 mostra nosso esquema para um sensor de temperatura compatível com ressonância magnética, que usa sensores de temperatura de precisão LM34/LM35 acoplados a um dispositivo Arduino.
<img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/3298/3298fig1.jpg"> Figura 1. Espectro de energia eletroencefalograma (EEG) em um único sujeito para um canal de eletrodos representativo. (a) Matriz de eletrodos EEG de 255 canais com a localização espacial da seleção do canal para a análise de energia marcada em azul (b) espectro de energia EEG antes da indução hipnótica, e(c) espectro de energia no mesmo canal de eletrodo após indução hipnótica e uma técnica de aprofundamento. A barra no canto superior, canto direito da Figura 1c indica a legenda para cada subbande de EEG com frequências: delta (0,1-4 Hz), theta (4-8Hz), alfa (8-12 Hz), beta (12-20 Hz) e gama (frequências acima de 20 Hz).
<img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/3298/3298fig2.jpg"> Figura 2. Esquema da configuração do sensor de temperatura diferencial compatível com ressonância magnética. (acima) Circuito diferenciado de termometria,(abaixo)visão geral do processo de medição da termometria.

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

Apresentamos um protocolo para coleta simultânea de dados EEG/fMRI e gravação sincronizada de sinal de relógio MR. Demonstramos este método usando um paradigma único pelo qual os sujeitos recebem instruções de "luva fria" durante a varredura, e os dados EEG/fMRI são registrados juntamente com medições de temperatura da mão antes e depois da indução hipnótica.

Método para coleta simultânea de dados fMRI/EEG durante uma sugestão de atenção focada para sensação térmica diferencial

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 ...

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Research

JoVE Journal

Behavior

11.6K visualizações.  University of California, Los Angeles. Apresentamos um protocolo para coleta simultânea de dados EEG/fMRI e gravação sincronizada de sinal de relógio MR. Demonstramos este método usando um paradigma único pelo qual os sujeitos recebem instruções de "luva fria" durante a varredura, e os dados EEG/fMRI são registrados juntamente com medições de temperatura da mão antes e depois da indução hipnótica.

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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.

Melhores práticas correntes para obtenção de dados de alta qualidade durante o EEG fMRI simultâneo

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 ...

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.

Monitorização EEG simultâneo Durante direto Estimulação Transcraniana atual

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.

A reação de série 5-Choice Tempo Tarefa: A tarefa de atenção e controle de impulso para Roedores

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.

Transcraniana direto Estimulação atual e simultânea Ressonância Magnética Funcional

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.

Métodos de Ensaio Visual Atenção online

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.

Um método para a atividade neural remotamente Silenciando em Roedores Durante fases distintas de Aprendizagem

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.

Medição do limiar de detecção de vibração e tátil Spatial Acuity em Seres Humanos

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.

Protocolo para Recolha de Dados e Análise Aplicada à Tecnologia Análise Expressão Facial automatizada e Análise Temporal de Avaliação Sensorial

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.

Um protocolo de testes manuais para medir Sensation e a dor em humanos

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.