Name: mapping cortical dynamics using simultaneous meg/eeg and anatomically-constrained minimum-norm estimates: an auditory attention example
Uploaded: 2012-10-24T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Mapping Cortical Dynamics Using Simultaneous MEG/EEG and Anatomically-constrained Minimum-norm Estimates: an Auditory Attention Example at JoVE.com

המחברים מבקשים להודות למתי ס Hämäläinen, Lilla Zöllei ושלושה בודקי אנונימיים על ההערות המועילות. מקורות מימון: R00DC010196 (AKCL); T32DC000018 (אדי); T32DC005361 (RKM).

1. רכישת נתונים אנטומיים ועיבוד <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לרכוש שיפוע סריקת 1 המגנטיזציה שהוכנה מהירה הד (MPRAGE) MRI של הנושא. פעולה זו עשויה להימשך דקות 5-10 תלויות באיזה פרוטוקול סריקה ספציפי משמש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לרכוש שתי זריקה נוספת מ?...

<ol>
	<li>Fischl, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automatically+parcellating+the+human+cerebral+cortex.">Automatically parcellating the human cerebral cortex.</a> Cerebral Cortex. 14, 11-22 (2004).</li><li>Dale, A., Sereno, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+localization+of+cortical+activity+by+combining+EEG+and+MEG+with+MRI+cortical+surface+reconstruction:+A+linear+approach.">Improved localization of cortical activity by combining EEG and MEG with MRI cortical surface reconstruction: A linear approach.</a> Journal of Cognitive Neuroscience. 5, 162-176 (1993).</li><li>Fischl, B., Sereno, M. I., Dale, 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=Cortical+surface-based+analysis.+II:+Inflation,+flattening,+and+a+surface-based+coordinate+system.">Cortical surface-based analysis. II: Inflation, flattening, and a surface-based coordinate system.</a> NeuroImage. 9, 195-207 (1999).</li><li>Liu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+Mapping+with+Simultaneous+MEG+and+EEG.">Functional Mapping with Simultaneous MEG and EEG.</a> Journal of Visualized Experiments. (40), e1668 (2010).</li><li>Brainard, D. 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+Psychophysics+Toolbox.">The Psychophysics Toolbox.</a> Spatial Vision. 10, 433-436 (1997).</li><li>Uusitalo, M. A., Ilmoniemi, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Signal-space+projection+method+for+separating+MEG+or+EEG+into+components.">Signal-space projection method for separating MEG or EEG into components.</a> Med. Biol. Eng. Comput. 35, 135-140 (1997).</li><li>Taulu, S., Simola, J., Kajola, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+the+signal+space+separation+method.">Applications of the signal space separation method.</a> IEEE Transactions on Signal Processing. 53, 3359-3372 (2005).</li><li>Urbach, T. P., Kutas, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interpreting+event-related+brain+potential+(ERP)+distributions:+Implications+of+baseline+potentials+and+variability+with+application+to+amplitude+normalization+by+vector+scaling.">Interpreting event-related brain potential (ERP) distributions: Implications of baseline potentials and variability with application to amplitude normalization by vector scaling.</a> Biological Psychology. 72, 333-343 (2006).</li><li>Lin, F. -. H., Belliveau, J. W., Dale, A. M., H&#228;m&#228;l&#228;inen, 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=Distributed+current+estimates+using+cortical+orientation+constraints.">Distributed current estimates using cortical orientation constraints.</a> Human Brain Mapping. 27, 1-13 (2006).</li><li>Dale, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+statistical+parametric+mapping:+combining+fMRI+and+MEG+for+high-resolution+imaging+of+cortical+activity.">Dynamic statistical parametric mapping: combining fMRI and MEG for high-resolution imaging of cortical activity.</a> Neuron. 26, 55-67 (2000).</li><li>Nichols, T., Hayasaka, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+the+familywise+error+rate+in+functional+neuroimaging:+a+comparative+review.">Controlling the familywise error rate in functional neuroimaging: a comparative review.</a> Statistical Methods in Medical Research. 12, 419-446 (2003).</li><li>Nichols, T. E., Holmes, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonparametric+permutation+tests+for+functional+neuroimaging:+a+primer+with+examples.">Nonparametric permutation tests for functional neuroimaging: a primer with examples.</a> Human Brain Mapping. 15, 1-25 (2001).</li><li>Pantazis, D., Leahy, R. M., Hansen, P., Kringelbach, M., Salmelin, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Statistical+Inference+in+MEG+Distributed+Source+Imaging.">Statistical Inference in MEG Distributed Source Imaging.</a> MEG: An Introduction to Methods. , 245-272 (2010).</li><li>Ahveninen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Attention-driven+auditory+cortex+short-term+plasticity+helps+segregate+relevant+sounds+from+noise.">Attention-driven auditory cortex short-term plasticity helps segregate relevant sounds from noise.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. , 1-6 (2011).</li><li>Sharon, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+advantage+of+combining+MEG+and+EEG:+comparison+to+fMRI+in+focally+stimulated+visual+cortex.">The advantage of combining MEG and EEG: comparison to fMRI in focally stimulated visual cortex.</a> Neuroimage. 36, 1225-1235 (2007).</li><li>Herrmann, B., Maess, B., Hasting, A. S., Friederici, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Localization+of+the+syntactic+mismatch+negativity+in+the+temporal+cortex:+An+MEG+study.">Localization of the syntactic mismatch negativity in the temporal cortex: An MEG study.</a> NeuroImage. 48, 590-600 (2009).</li><li>Baillet, S., Hansen, P., Kringelbach, M., Salmelin, 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+Dowser+in+the+Fields:+Searching+for+MEG+Sources.">The Dowser in the Fields: Searching for MEG Sources.</a> MEG: An Introduction to Methods. , 83-123 (2010).</li><li>Gutschalk, A., Micheyl, C., Oxenham, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+correlates+of+auditory+perceptual+awareness+under+informational+masking.">Neural correlates of auditory perceptual awareness under informational masking.</a> PLoS Biology. 6, e138 (2008).</li></ol>

כדי לאמוד את הפעלת דיפול בקליפה ממג נרכש / נתוני EEG, אנחנו צריכים לפתור את בעיה הפוכה, שאין לה פתרון יציב ייחודי אלא אם מבחינה אנטומית ופיסיולוגיים אילוצי קול מתאימים מוחלים. באמצעות האילוץ האנטומי נרכש לנושאים בודדים באמצעות MRI ואימוץ נורמת המינימום כקריטריון להערכת...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם של ציוד / תוכנה </td><td> חברה / מקור </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 306 ערוצי Vectorview MEG המערכת </td><td> Eleka-Neuromag בע&quot;מ, </td><td></td><td></td></tr><tr><td> סורק MRI Avanto 1.5-T </td><td> סימנס פתרונות רפואיים </td><td></td><td></td></tr><tr><td> FreeSurfer </td><td></td><td></td><td> <a href="http://freesurfer.net/" target="_blank">http://freesurfer.net/</a> </td></tr><tr><td> Mne תוכנה </td><td></td><td></td><td> <a href="http://www.nmr.mgh.harvard.edu/martinos/userInfo/data/sofMNE.php" target="_blank">http://www.nmr.mgh.harvard.edu/martinos/userInfo/data/sofMNE.php</a> </td></tr><tr><td> אלקטרודות EEG </td><td> מוצרים במוח, Easycap GmbH </td><td></td><td></td></tr><tr><td> 3Space Fastrak מערכת </td><td> Polhemus </td><td></td><td></td></tr><tr><td> תיבת כפתור אופטית (FIU-932) </td><td> עיצובים נוכחיים </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

mapping cortical dynamics using simultaneous meg/eeg and anatomically-constrained minimum-norm estimates: an auditory attention example

מגנטים וelectroencephalography (מג / EEG) הם טכניקות הדמייה המספקות רזולוציה גבוהה זמנית מתאימה במיוחד לחקור את רשתות קליפת המוח המעורבת במשימות תפיסה קוגניטיבית ודינמיות, כגון השתתפות לקולות שונים במסיבת קוקטייל. מחקרים בעבר רבים מועסקים נתונים שנרשמו ברמת החיישן בלבד, כלומר., השדות המגנטיים או חשמלי הפוטנציאלים נרשמו מחוץ ועל הקרקפת, ולרוב התמקדו בפעילות שהזמן נעול למצגת הגירוי. סוג זה של שדה הקשור לאירוע / ניתוח פוטנציאל שימושי במיוחד כאשר יש רק מספר קטן של דפוסי dipolar ברורים שיכול להיות מבודדת וזוהה במרחב ובזמן. לחלופין, על ידי ניצול מידע האנטומי, דפוסי שדה שונים אלה יכולים להיות מקומיים כמקורות שוטפים שעל הקליפה. עם זאת, לתגובה ממושכת יותר, כי לא יכול להיות זמן נעול לגירוי מסוים (למשל.,כהכנה להאזנה לאחד את שתי ספרות המדוברות שהוצגו בו זמנית המבוססות על התכונה השמיעתית הרמז) או עשוי להיות מופץ במיקומים מרחביים מרובים ידועים מראש, גיוס רשת קורטיקלי בוזר לא יכול להיות שנתפס כראוי באמצעות מספר מצומצם של מקורות מוקד. כאן, אנו מתארים הליך שמעסיק נתונים אנטומיים MRI בודדים כדי ליצור מערכת יחסים בין הפרטים וחיישן הפעלת דיפול בקליפת המוח באמצעות השימוש באומדני מינימום נורמה (mne). גישה הפוכה הדמיה זה מספק לנו כלי לניתוח קוד מבוזר. לשם המחשה, תתארו את כל ההליכים באמצעות FreeSurfer ותוכנת mne, שניהם זמינה באופן חופשי. אנחנו נסכם את רצפי ה-MRI וצעדי ניתוח הנדרשים כדי לייצר מודל קדימה שמאפשר לנו להתייחס לדפוס התחום הצפוי הנגרם על ידי הדיפולים מופצים על גבי קליפת חיישני M / EEG. Nexלא, אנו פוסעים בין תהליכים הדרושים שייאפשרו לנו בdenoising את נתוני חיישן ממזהמים סביבתיים ופיסיולוגיים. לאחר מכן נתאר את ההליך לשילוב ומיפוי מג / נתוני חיישנים EEG על השטח של קליפת המוח, ובכך לייצר משפחה של זמן סדרה של הפעלת דיפול קליפת מוח על פני המוח (או &quot;סרטי מוח&quot;) הקשור לכל תנאי ניסוי. לבסוף, אנו נדגיש כמה שיטות סטטיסטיות המאפשרות לנו להפוך את ההיסק מדעי על פני אוכלוסיית נושא (כלומר., לבצע ניתוח ברמת קבוצה) המבוססת על מרחב קואורדינטות קליפת מוח משותף.

Watch this Scientific Journal Video about Mapping Cortical Dynamics Using Simultaneous MEG/EEG and Anatomically-constrained Minimum-norm Estimates: an Auditory Attention Example at JoVE.com

Mapping Cortical Dynamics Using Simultaneous MEG/EEG and Anatomically-constrained Minimum-norm Estimates: an Auditory Attention Example

אנו משתמשים במגנטים וelectroencephalography (מג / EEG), בשילוב עם מידע האנטומי שנתפס על ידי הדמיית תהודה מגנטית (MRI), כדי למפות את הדינמיקה של רשת קליפת המוח הקשורה לתשומת לב שמיעתי.

Dynamics מיפוי קליפתיים באמצעות MEG סימולטאני / אומדני EEG ומוגבלים מבחינה אנטומית, מינימום-נורמה: דוגמא קשב שמיעתי

Magneto- and electroencephalography (MEG/EEG) are neuroimaging techniques that provide a high temporal resolution particularly suitable to investigate the ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Functional Mapping with Simultaneous MEG and EEG

מיפוי פונקציונלית עם מג סימולטני EEG

We use magnetoencephalography (MEG) and electroencephalography (EEG) to locate and determine the temporal evolution in brain areas involved in the ...

Preparation and Culture of Chicken Auditory Brainstem Slices

הכנה והתרבות של שמיעתית פרוסות עוף גזע המוח

The chicken auditory brainstem is a well-established model system that has been widely used to study the anatomy and physiology of auditory processing at ...

Recording Human Electrocorticographic (ECoG) Signals for Neuroscientific Research and Real-time Functional Cortical Mapping

Recording Human Electrocorticographic ECoG Signals for Neuroscientific Research and Real-time Functional Cortical Mapping

הקלטת אדם Electrocorticographic (ECOG) אותות לחקר Neuroscientific בזמן אמת מיפוי קורטיקלי פונקציונלית

Neuroimaging studies of human cognitive, sensory, and motor processes are usually based on noninvasive techniques such as electroencephalography (EEG), ...

Functional Imaging of Auditory Cortex in Adult Cats using High-field fMRI

הדמיה תפקודית של השמיעתי Cortex בחתולים בוגרים באמצעות גבוהה שדה fMRI

Current knowledge of sensory processing in the mammalian auditory system is mainly derived from electrophysiological studies in a variety of animal ...

Optogenetic Stimulation of the Auditory Nerve

גירוי optogenetic של עצב השמיעה

Direct electrical stimulation of spiral ganglion neurons (SGNs) by cochlear implants (CIs) enables open speech comprehension in the majority of implanted ...

Real-time Electrophysiology: Using Closed-loop Protocols to Probe Neuronal Dynamics and Beyond

אלקטרופיזיולוגיה בזמן אמת: שימוש בפרוטוקולי לולאה סגורה לDynamics עצבי בדיקה ומעבר

Experimental neuroscience is witnessing an increased interest in the development and application of novel and often complex, closed-loop protocols, where ...

Touchscreen Sustained Attention Task (SAT) for Rats

Touchscreen Sustained Attention Task SAT for Rats

מסך מגע מתקבלת תשומת לב הפעילות (SAT) עבור חולדות

Sustained attention is the ability to monitor intermittent and unpredictable events over a prolonged period of time. This attentional process subserves ...

Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials, Electrocardiogram, Electromyogram, and Breathing Rhythm from a Freely Moving Rat

הקלטות סימולטני של פוטנציאל קורטיקלית שדה מקומי, רל, Electromyogram נושם קצב מעכברוש נעה בחופשיות

Monitoring the physiological dynamics of the brain and peripheral tissues is necessary for addressing a number of questions about how the brain controls ...

Visualization of Motor Axon Navigation and Quantification of Axon Arborization In Mouse Embryos Using Light Sheet Fluorescence Microscopy

ויזואליזציה של האקסון מנוע והניווט כימות של האקסון Arborization של העוברים העכבר באמצעות מיקרוסקופ אור גיליון קרינה פלואורסצנטית

Spinal motor neurons (MNs) extend their axons to communicate with their innervating targets, thereby controlling movement and complex tasks in ...

Rat Model of Widespread Cerebral Cortical Demyelination Induced by an Intracerebral Injection of Pro-Inflammatory Cytokines

מודל חולדה של דמיאלינציה קליפת המוח הנרחבת הנגרמת על ידי הזרקה תוך מוחית של ציטוקינים פרו דלקתיים

Multiple sclerosis (MS) is the most common immune-mediated disease of the central nervous system (CNS) and progressively leads to physical disability and ...