Bu çalışma, NSF hibe BCS0745880 tarafından desteklenmiştir.

I. Giriş Kognitif Nörobilim, fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) alanında analiz standart bir yöntem haline gelmiştir. FMRI popülaritesi belirli bir bilişsel süreci ile ilgili beyin bölgeleri vurgulamak kolay yorumlanabilir sonuçlar ek olarak hazır veri toplama ve analiz teknikleri kısmen kaynaklanmaktadır. Ancak, fMRI kötü zamansal çözünürlüğe sahip ve hızlı işleyen bir beyin zamansal dinamikleri dolayısıyla izleyemez. Bilişsel Nörobilimadamları öncelikle fMRI kullanmaya devam ederseniz, beyin fonksiyonlarını ortaya çıkan resmi ciddi eksik olacaktır. Olaya ilişkin potansiyeller (ERP), bu yöntem mükemmel zamansal çözünürlük sunuyor olsa bile çok daha az sıklıkla kullanılır. Bu makalenin amacı, yüksek yoğunluklu ERP veri toplama dahil anahtar teknik detay. Bu bilgiler Kognitif Nörobilim ERP artan kullanımı teşvik edeceği ümit edilmektedir. II. Genel Ekipman Kurulumu ERP veriler genellikle sinir sinyali ile etkileşimi en aza indirmek için ortam elektromanyetik alan şiddeti düşük bir seviyede olan bir yere ölçülür. Böyle bir girişim en aza indirmek için, ERP sık sık korumalı bir metal odası (yani, bir Faraday kafesi) ölçülür ama ortam alan şiddeti kabul edilebilir bir seviyeye (kullanılarak ölçülen en az 1 mg veya bir ekransız yerini bulmak mümkün olabilir bir elektromanyetik alan ölçer). Her bir elektrot da bir veri toplama bilgisayara bağlayan bir amplifikatör bağlanır. Ayrı bir bilgisayar uyaran tanıtımı için kullanılır. Nöral sinyal girişime en aza indirmek için, sadece temel güçlendirilmiş parçalar korumalı odasının içine veya teşvik ekran olarak kayıt konum ve yanıt klavye (örneğin yakın muhafaza edilmelidir, lambalar elektrot uygulamada yardımcı olabilir ancak ) kayıt sırasında kapalı. Bir video anahtarı, tek bir monitörde veri toplama bilgisayar ya da uyaran sunum bilgisayar görüntülemek için kullanılabilir. Korumalı bir oda kullanılması durumunda, tüm kabloları duvardaki küçük bir kanal (birkaç santim çapında) veya kırık kapı üzerinden çalıştırabilirsiniz. Katılımcılar, kolçaklı ve boyun kaslarında artifakı en aza indirmek için omuz destek sağlayan bir arka yüksekliği ile rahat bir sandalyede oturan, ancak sonraki elektrot empedansı azaltılması için posterior inferior elektrotlar erişim sağlar olmalıdır. Biz korumalı bir oda (Koruyucu, Inc Passaic, NJ Global İş Ortakları tarafından inşa edildi) ve 128-kanal Quik-Cap/SynAmps 2 NeuroScan sistemi (Compumedics ABD, Charlotte, NC) kullanın. III. Kapak Yerleştirme ve Elektrot sayısallaştırılması Elektrotlar genellikle uygulama süresi önemli ölçüde azaltan bir spandex kap gömülür. Ancak, bir kap içinde göreceli elektrot yerleri tam üzerine yerleştirilmiş 10-20 elektrot sistemi 1 veya 10-5 elektrot sistemi 2 gibi yüksek yoğunluklu bir varyant, gibi standart elektrot konfigürasyonları, kullanma olasılığını ortadan kaldırır sabit bireysel bir katılımcı olarak. Nihai sonuçlar, standart bir formatta sunumu için, biz her katılımcı için yaklaşık bir yerde pozisyon elektrot Oz (yaklaşık 10-5 elektrot sistemi pozisyonları göre etiket ardından tüm elektrotların) 10-5 elektrot sistemi tarafından dikte. Kap uygularken, baş orta hat üzerinde orta hat elektrotlar yerleştirilir ile, sağ-sol simetrisi vardır sağlamak ve en posterior-inferior elektrotlar boyun kaslarında artifakı önlemek için kafatası-boyun sınır üstün olduğunu. Çene kayışı yeterli konumda kap koruyacaktır özel yapılmış cırt cırtlı bantlarıyla kullanarak bel seviyesinde bir kayışı, yan kayış takılarak kafa ile yanal elektrot teması artırabilir. Gözlere bitişik Elektrotlar da göz hareket veya göz kırpma eserler sonradan giderilmesi için uygulanabilir. Elektrot yerleştirme katılımcılar karşısında nispeten tutarlı olduğunu varsaymak makul olmasına rağmen, kafa büyüklüğü ve elektrot kap yerleştirme farklılıklar elektrot konumu değişkenliği üretecektir. Gibi değişkenlik gidermek için, elektrot yerleri, her bir katılımcı için ölçülebilir. Biz, bir verici, velcro (katılımcı hareket düzeltmek için) kullanarak kapağı monte üç alıcıları ve her elektrot konumu (bu donanım Neuroscan Kullanıcı TARAMA / uyumlu kayıt için bir kalemle içeren bir Polhemus Fastrak sayısallaştırıcı (Colchester, VT) veri toplama için kullandığınız 3DSpaceDx yazılım). Sayısallaştırıcı kullanılır ne olursa olsun, belirtilen kurallar doğrultusunda, büyük metal nesneler yakınlık kaçınarak ve verici ve alıcı kabloları ayıran gibi kurulum olmalıdır. Sayısallaştırıcı, kalibre ve test edilmiş ve doğruluğu için hareket ettirilmelidir olmalıdır eğer necessary, mekansal yerelleştirme kadar farklı bir yere doğru. IV. Elektrot Empedansları azaltılması Elektrot yerlerde sayısallaştırılmış sonra, katılımcı kayıt sandalyeye rahatça oturup gerekir. Bazı katılımcılar, katlanmış bir havlu hafifçe omuz ve sırt sandalye arasında sıkışmış zaman daha rahat bulabilirsiniz. Sonra, çok elektrot kap amplifikatörler takılı olmalıdır. Her bir elektrot empedansı önceden belirlenmiş bir eşiğin altında olduğunu azaltılması gerekir. Bu, kafa derisi ve üstteki elektrot arasındaki akımın izin her elektrot açılması, iletken bir jel enjekte edilerek yapılır. Katılımcı çapraz kontaminasyon, yeni bir steril şırınga ve künt ucu iğne olasılığını ortadan kaldırmak için her bir katılımcı için kullanılması gerekir. 5 k &amp; Omegal standart bir empedans eşik olmasına rağmen ortam elektromanyetik alan şiddeti çok düşükse biraz daha yüksek bir eşik olabilir dikkat çekicidir. Biz, gerçek zamanlı olarak tüm elektrotlar için renk empedans seviyesini gösterir elektrot empedansı ölçmek için NeuroScan TARA yazılım kullanın. , ERP veri toplama en zaman alıcı yönü empedans azaltma süreci hızlandırmak olabilir teknikleri vardır. Amacı, kafa derisi ve hemen üzerinde elektrot arasındaki jel uygulaması kısıtlamak olduğunu akılda tutmak önemlidir. Bu baskın olmayan el baskın yandan diğer fonksiyonları gerçekleştirir jel şırınga ve uygulama kontrol edilmesi tavsiye edilir. Şırınga, jel hiçbir katılımcı rahatsızlık baş dayanacak yürütülmesi ile dolu, ama kafa karşı bastırdı asla. İlk olarak, belirli bir elektrot için, sık sık müdahale saç taşımak için, baş dayanacak şırınga ile birkaç daire yapmak için yararlıdır. Bundan sonra, baskın olmayan el ile hafifçe elektrot tuşuna basılı iken, kafa derisi küçük bir miktar jel enjekte edilir ve kafa derisi ve arasında bir jel köprü yapmak için jel enjekte etmeye devam ederken sonra şırınga çıkardı olmalıdır elektrot. Elektrot açıklığı dışarı çıkar, bir mendil ile sildi ve atılmalıdır gerektiğini Jel. Bazı durumlarda, iletken jel empedanslar bağlantılı olacağı gibi komşu elektrotları bağlamak - Bu uzaysal çözünürlüğü azaltır, ancak yüksek bir elektrot sayısı olduğu gibi genellikle küçük bir endişe. Jel ilk zemin ve referans elektrotlar uygulanabilir olmalıdır ve elektrot empedanslar ilk seti kalırsa bu iki elektrot yüksek jel yeniden olmalıdır. Jel genellikle zaman içinde daha iletken hale geldikçe, bir strateji, tüm empedanslar azaltmak için tüm empedanslar azalmaya başlayana kadar önümüzdeki kadran içinde elektrotlar jel enjekte başlayana kadar (örneğin, sağ arka kafa derisi gibi) içinde bir kafa derisi kadranda elektrotlar jel enjekte etmek ve sonra döngüsü çeyrek aracılığıyla yeniden enjekte yüksek empedans elektrotlar içine jel. Jel başvuru süreci katılımcı rahatsızlığa neden asla vurgulanmış olmalıdır ve ilgili eylem durdurulabilir bu yüzden herhangi bir rahatsızlık sözle gerektiğini katılımcıya açık olmalıdır. V. Veri Kaydı Kayıt başlamadan önce, katılımcıların rahat bir pozisyon almak ve rahatlamak, boyun kaslarında artifakı en aza indirmek için, ve arka elektrot arasındaki temas ve geri sandalye üretebilir baş hareketleri önlemek için teşvik edilmelidir. Katılımcı kayıt sırasında sandalyenin önemli hareketi (genellikle metal bir çerçeve içeren) olarak elektromanyetik girişim oluşturmak görece hala kalması gerektiğini vurguladı olmalıdır. Katılımcılar daha sonra, bir yanıt klavye ve katılımcı, bu ışıkları gibi yakın olmayan tüm gerekli ekipman almalıdır kaldırıldı veya kapalı olmalıdır. Olay ile ilgili daha sonraki analiz için izin vermek için, her uyaran olayın başlangıcı sinyal / tetiklenen uyaran bilgisayar tarafından alınan ve elektrofizyolojik veriler ile birlikte depolanan olmalıdır. Biz E-Prime özel InLine port başlatma ve tetik serbestçe 3 mevcuttur komut dosyaları içeren programları (Psikoloji Yazılım Araçları, Inc, Pittsburgh, PA), ve tetikleyiciler ile paralel port üzerinden her uyaran başlangıcında bu palsına göndermek TARA yazılım tarafından alınan ve saklanan. Liman yapılandırma pin-çıkışları geçerli tetik değerleri kullanılmasını sağlamak için referans olmalıdır. Amacı sadece geçici sinir yanıt alakasız çok düşük frekanslı bileşenleri (örneğin, DC gibi) çıkarmak için olduğu gibi, alaka, en amplifikatör high-pass filtre ayarları kabul edilir. Buna karşılık, kabul edilebilir bir low-pass filtre ayarları, kayıt ortamına bağlı olarak değişir. Çok yüksek frekans kesme (200 Hz gibi) bir low-pass filtre kullanılabilir, çok düşük ortam elektromanyetik girişim ortamlardah yüksek frekanslarda içermektedir nöral yanıt bozulmasını en aza indirir. Girişim daha yüksek düzeyleri, daha düşük bir frekans kesme (80 Hz gibi) ve 60 Hz çentik filtresi ile elektrofizyolojik yanıt nöral sinyal hakim olduğu ortamlarda kullanılabilir. Not veri elde edilir sonra amplifikatör aşamada filtreleme genellikle daha az sinyal bozulmasını üretir rağmen filtreleme de, yazılım yürütülen olabilir ki. VI. Kapak Temizleme Çoklu elektrot kap veri kayıt işlemi tamamlandıktan sonra iyice temizlenmeli ve hemen dezenfekte edilmelidir. Biz ılık suda 5-10 dakika kapağı ıslatma ve sonra iyice iletken jel kaldırmak için çalışan bir su akışı ile her elektrot durulama başlar. Tahta bir sopa pamuklu çubukla künt sonuna elektrotlar delikleri temizlemek için kullanılabilir. Sonra tüm jel su ile durulama kapsamlı ardından kaldırıldı sağlamak için, 30 dakika sabunlu ılık su banyosu (4 litre su ve 1-2 oz Dial oluşan) kapağı bekletin. Kap, çapraz kontaminasyon katılımcı önlemek için, uygun bir su / dezenfektan karışımını (örneğin, 1 ölçü Envirocide su 4 parça) 15-30 dakika batırılmış olmalı ve daha sonra su ile iyice durulanmalıdır. Kuruması için kapağı kadar asılı zaman, bazıları, kurutma pozisyon derecesi, düzensiz sonraki empedans azaltma kolaylığı azaltabilir. Korumak gibi simetrik ve gerginlik olmadan yerleştirilmiş olmalıdır VII. Analiz Genel Bakış Veri ön-işleme 4, zayıf veya aralıklı temas elektrotlar, yanıp sönmeye eserler, temel düzeltme ve ek high-pass, low-pass filtreleme kaldırılması dışlanması da dahil olmak üzere birden çok adımdan oluşmaktadır. Ön işleme, olay ile ilgili ortalama takip ve uzaysal çözünürlük ERP kaynak localisation 5 yaparak iyileştirilebilir . Biz yazılı özel komut kullanarak dışa olay ile ilgili ortalama dosyaları üzerinde yapılan ek bir analiz ile, ön-işleme, olay ile ilgili ortalama BESA analiz yazılımı (Gräfelfing, Almanya), ve kaynak lokalizasyonu (BESA iki günlük düzenli olarak analiz kursları sunmaktadır) MATLAB (MathWorks, Natick, MA).

<ol>
	<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>

high density event-related potential  data acquisition in cognitive neuroscience

FMRI veri toplama ve analiz teknikleri hazır olduğu için fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) şu anda parçası, Kognitif Nörobilim alanında beyin fonksiyonu değerlendirmede standart bir yöntem. FMRI mükemmel mekansal çözünürlükte ama kötü temporal çözünürlük olduğundan, bu yöntem yalnızca belirli bir bilişsel süreci (ve hakkında neredeyse hiçbir şey zaman ders beyin aktivitesini ortaya çıkarır) ile ilişkili beyin aktivitesini mekansal konumunu tanımlamak için kullanılır olabilir. Buna karşılık, olay-ilişkili potansiyel (ERP) kayıt, çok daha az fMRI daha sık kullanılan bir yöntem, mükemmel zamansal çözünürlüğe sahiptir ve bu nedenle nöral aktivitede hızlı zamansal modülasyon izleyebilirsiniz. Ne yazık ki, veri toplama teknikleri hazır olmayan ve düşük yoğunluklu ERP kayıt kötü uzaysal çözünürlüğü, çünkü ERP altındaki Kognitif Nörobilim kullanılmaktadır. Kognitif Nörobilim, yüksek yoğunluklu ERP veri toplama dahil mevcut makalede temel teknikleri ERP artan kullanımı teşvik etmek için bir çaba içinde. Kritik, yüksek yoğunluklu ERP insan beyin fonksiyonu mekânsal-zamansal dinamiklerini yakalamak için gerekli mükemmel temporal çözünürlük ve iyi uzaysal çözünürlüğü (ya da eğer fMRI ile birleştiğinde mükemmel bir uzaysal çözünürlük), sözünü sunuyoruz.

Watch this Scientific Journal Video about High Density Event-related Potential  Data Acquisition in Cognitive Neuroscience at JoVE.com

High Density Event-related Potential  Data Acquisition in Cognitive Neuroscience

Olay-ilişkili potansiyel (ERP) kayıt altındaki veri toplama teknikleri hazır değildir, çünkü Kognitif Nörobilim kullanılmaktadır ve bu yöntem genellikle kötü uzaysal çözünürlüğe sahiptir. Kognitif Nörobilim, yüksek yoğunluklu ERP veri toplama dahil mevcut makalede temel teknikleri ERP artan kullanımı teşvik etmek.

Yüksek Yoğunluklu Olay ilgili Kognitif Nörobilim Potansiyel Veri Toplama

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

high-density-event-related-potential-data-acquisition-cognitive

Research

JoVE Journal

Neuroscience

12.5K Görüntüleme.  Boston College. Olay-ilişkili potansiyel (ERP) kayıt altındaki veri toplama teknikleri hazır değildir, çünkü Kognitif Nörobilim kullanılmaktadır ve bu yöntem genellikle kötü uzaysal çözünürlüğe sahiptir. Kognitif Nörobilim, yüksek yoğunluklu ERP veri toplama dahil mevcut makalede temel teknikleri ERP artan kullanımı teşvik etmek.

Video: High Density Event-related Potential  Data Acquisition in Cognitive Neuroscience

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.

Olay İlişkili Potansiyeller, Spektral Güç ve Çok Ölçekli Entropi: EEG beyin görüntüleme Veri Uygulamaları

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

Nörobilim

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.

Orofasial Cilt Streç Uyarım gelen somatosensorial Olay ile ilgili Potansiyeller

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.

Bir Kemirgen Modelinde Yüksek yoğunluklu Elektroensefalografik Toplama Düşük maliyetli ve Açık kaynak Kaynakları Kullanma

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).

Nasıl bul etkileri uyarıcı işleme olay ilgili beyin potansiyelleri, yakın diğerleri üzerinde yapılır ne zaman Hyperscanning ortaklar

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.

Farelerde beyin sapı uyarılmış yanıt odyometrisi veri edinme ve Analizi

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.

Yenidoğanlarda Görsel Etkinlikle İlgili Güvenilir Potansiyeller Nasıl Elde Edilene

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.

Eşzamanlı Elektroensefalografi ve Fonksiyonel MRI Sırasında Elektroensefalografi Verilerinin Güvenilir Bir Şekilde Eldeılması

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.

Substantia Nigra'nın Nöromelanine Duyarlı Manyetik Rezonans Görüntülemesi için Standartlaştırılmış Veri Toplama

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.

Sıçanda Dinlenme Durumu Fonksiyonel Manyetik Rezonans Görüntüleme Verilerinin Alınması

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.

fNIRS-Hipertarama Verilerindeki Yönlü Bilgi Akışının Kısmi Dalgacık Dönüşümü Tutarlılık Yöntemi Kullanılarak Ölçülmesi

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