Name: stimulus-specific cortical visual evoked potential morphological patterns
Uploaded: 2019-05-12T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Stimulus-specific Cortical Visual Evoked Potential Morphological Patterns at JoVE.com

Dit onderzoek werd gesteund door de Universiteit van Texas in Austin Moody College of Communication Grant Preparation Award en de University of Texas bij Austin Office van de vice president van Research Special Research Grant.

Alle hier beschreven methoden zijn goedgekeurd door de Institutional Review Board (IRB) for Human Research aan de University of Texas in Austin.
1. stimuli kenmerken
<ol><li>Creëer object stimuli met open source afbeeldingen die beschikbaar zijn via de Bank van gestandaardiseerde stimuli (BOSS). Deze database bestaat uit gestandaardiseerde afbeeldingen die worden gebruikt in visuele cognitieve experimenten.  Download vier afbeeldingen (bijv. ball02, book01a, baksteen, button03) met een hog...

<ol>
	<li>Lascano, A. M., Lalive, P. H., Hardmeier, M., Fuhr, P., Seeck, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+evoked+potentials+in+neurology:+A+review+of+techniques+and+indications.">Clinical evoked potentials in neurology: A review of techniques and indications.</a> Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry. 88 (8), 688-696 (2017).</li><li>Mehta, R. K., Parasuraman, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuroergonomics:+A+review+of+applications+to+physical+and+cognitive+work.">Neuroergonomics: A review of applications to physical and cognitive work.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 7, 889 (2013).</li><li>Kuba, M., Kubova, Z., Kremlacek, J., Langrova, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motion-onset+VEPs:+Characteristics,+methods,+and+diagnostic+use.">Motion-onset VEPs: Characteristics, methods, and diagnostic use.</a> Vision Research. 47 (2), 189-202 (2007).</li><li>Tobimatsu, S., Celesia, G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studies+of+human+visual+pathophysiology+with+visual+evoked+potentials.">Studies of human visual pathophysiology with visual evoked potentials.</a> Clinical Neurophysiology. 117 (7), 1414-1433 (2006).</li><li>Tremblay, 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=Delayed+early+primary+visual+pathway+development+in+premature+infants:+High+density+electrophysiological+evidence.">Delayed early primary visual pathway development in premature infants: High density electrophysiological evidence.</a> PLoS One. 9 (9), e107992 (2014).</li><li>Allison, T., Puce, A., Spencer, D. D., McCarthy, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiological+studies+of+human+face+perception.+I:+Potentials+generated+in+occipitotemporal+cortex+by+face+and+non-face+stimuli.">Electrophysiological studies of human face perception. I: Potentials generated in occipitotemporal cortex by face and non-face stimuli.</a> Cerebral Cortex. 9, 415-430 (1999).</li><li>Grill-Spector, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neural+basis+of+object+perception.">The neural basis of object perception.</a> Current Opinions in Neurobiology. 13, 159-166 (2003).</li><li>Mitchell, T. V., Neville, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Asynchronies+in+the+development+of+electrophysiological+responses+to+motion+and+color.">Asynchronies in the development of electrophysiological responses to motion and color.</a> Journal of Cognitive Neuroscience. 16, 1363-1374 (2004).</li><li>Armstrong, B. A., Neville, H. J., Hillyard, S. A., Mitchell, T. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Auditory+deprivation+affects+processing+of+motion,+but+not+color.">Auditory deprivation affects processing of motion, but not color.</a> Cognitive Brain Research. 14, 422-434 (2002).</li><li>Donner, T. H., Siegel, M., Oostenveld, R., Fries, P., Bauer, M., Engel, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Population+activity+in+the+human+dorsal+pathway+predicts+the+accuracy+of+visual+motion+detection.">Population activity in the human dorsal pathway predicts the accuracy of visual motion detection.</a> Journal of Neurophysiology. 98, 345-359 (2007).</li><li>Bonfiglio, L., 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=Defective+chromatic+and+achromatic+visual+pathways+in+developmental+dyslexia:+Cues+for+an+integrated+intervention+programme.">Defective chromatic and achromatic visual pathways in developmental dyslexia: Cues for an integrated intervention programme.</a> Restorative Neurology and Neuroscience. 35 (1), 11-24 (2017).</li><li>Campbell, J., Sharma, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual+cross-modal+re-organization+in+children+with+cochlear+implants.">Visual cross-modal re-organization in children with cochlear implants.</a> PLoS ONE. 11 (1), e0147793-e0147718 (2016).</li><li>Campbell, J., Sharma, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinct+visual+evoked+potential+morphological+patterns+for+apparent+motion+processing+in+school-aged+children.">Distinct visual evoked potential morphological patterns for apparent motion processing in school-aged children.</a> Frontiers in Human Neuroscience. 10 (71), 277 (2016).</li><li>Doucet, M. E., Gosselin, F., Lassonde, M., Guillemot, J. P., Lepore, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+visual-evoked+potentials+to+radially+modulated+concentric+patterns.">Development of visual-evoked potentials to radially modulated concentric patterns.</a> Neuroreport. 16 (6), 1753-1756 (2005).</li><li>Doucet, M. E., Bergeron, F., Lassonde, M., Ferron, P., Lepore, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cross-modal+reorganization+and+speech+perception+in+cochlear+implant+users.">Cross-modal reorganization and speech perception in cochlear implant users.</a> Brain. 129 (12), 3376-3383 (2006).</li><li>Kubova, Z., 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=Difficulties+of+motion-onset+VEP+interpretation+in+school-age+children.">Difficulties of motion-onset VEP interpretation in school-age children.</a> Documenta Ophthalmologica. 128, 121-129 (2014).</li><li>Gould, I. C., Rushworth, M. F., Nobre, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Indexing+the+graded+allocation+of+visuospatial+attention+using+anticipatory+alpha+oscillations.">Indexing the graded allocation of visuospatial attention using anticipatory alpha oscillations.</a> Journal of Neurophysiology. 105, 1318-1326 (2011).</li><li>Hanslmayr, S., Aslan, A., Staudigl, T., Klimesch, W., Hermann, C. S., Bauml, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prestimulus+oscillations+predict+visual+perception+performance+between+and+within+subjects.">Prestimulus oscillations predict visual perception performance between and within subjects.</a> Neuroimage. 37, 1465-1543 (2007).</li><li>Toosi, T., Tousi, E. K., Esteky, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Learning+temporal+context+shapes+prestimulus+alpha+oscillations+and+improves+visual+discrimination+performance.">Learning temporal context shapes prestimulus alpha oscillations and improves visual discrimination performance.</a> Journal of Neurophysiology. 118 (2), 771-777 (2017).</li><li>Brodeur, M. B., Dionne-Dostie, E., Montreuil, T., Lepage, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Bank+of+Standardized+Stimuli+(BOSS),+a+new+set+of+480+normative+photos+of+objects+to+be+used+as+visual+stimuli+in+cognitive+research.">The Bank of Standardized Stimuli (BOSS), a new set of 480 normative photos of objects to be used as visual stimuli in cognitive research.</a> PLoS One. 5 (5), e10773 (2010).</li><li>Brodeur, M. B., 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=The+Bank+of+Standardized+Stimuli+(BOSS):+Comparison+between+French+and+English+norms.">The Bank of Standardized Stimuli (BOSS): Comparison between French and English norms.</a> Behavior Research Methods. 44, 961-970 (2012).</li><li>Suttle, C., Harding, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphology+of+transient+VEPs+to+luminance+and+chromatic+pattern+onset+and+offset.">Morphology of transient VEPs to luminance and chromatic pattern onset and offset.</a> Vision Research. 39 (8), 1577-1584 (1999).</li><li>Campbell, J., Sharma, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cross-modal+re-organization+in+adults+with+early+stage+hearing+loss.">Cross-modal re-organization in adults with early stage hearing loss.</a> PLoS One. 9 (2), e90594 (2014).</li><li>Campbell, J., Sharma, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Compensatory+changes+in+cortical+resource+allocation+in+adults+with+hearing+loss.">Compensatory changes in cortical resource allocation in adults with hearing loss.</a> Frontiers in Systems Neuroscience. 7, 71 (2013).</li><li>Debener, S., Hine, J., Bleeck, S., Eyles, J. <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+auditory+evoked+potentials+after+cochlear+implantation.">Source localization of auditory evoked potentials after cochlear implantation.</a> Psychophysiology. 45 (1), 20-24 (2008).</li><li>Gilley, P. M., Sharma, A., Dorman, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+reorganization+in+children+with+cochlear+implants.">Cortical reorganization in children with cochlear implants.</a> Brain Research. 1239, 56-65 (2008).</li><li>Neuner, I., Arruba, J., Felder, J., Shah, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+EEG-fMRI+acquisition+at+low,+high+and+ultra-high+magnetic+fields+up+to+9.4+T:+Perspectives+and+challenges.">Simultaneous EEG-fMRI acquisition at low, high and ultra-high magnetic fields up to 9.4 T: Perspectives and challenges.</a> Neuroimage. 15 (102), 71-79 (2014).</li><li>Schulte-Korne, G., Bartling, J., Deimel, W., Remschmidt, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual+evoked+potential+elicited+by+coherently+moving+dots+in+dyslexic+children.">Visual evoked potential elicited by coherently moving dots in dyslexic children.</a> Neuroscience Letters. 357 (3), 207-210 (2004).</li><li>Zhang, R., Hu, Z., Roberson, D., Zhang, L., Li, H., Liu, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+processes+underlying+the+&#8220;same&#8221;-+&#8220;different&#8221;+judgment+of+two+simultaneously+presented+objects&#8212;an+EEG+study.">Neural processes underlying the &#8220;same&#8221;- &#8220;different&#8221; judgment of two simultaneously presented objects&#8212;an EEG study.</a> PLoS One. 8 (12), e81737 (2013).</li></ol>

Het doel van dit methodologisch verslag was het evalueren van de haalbaarheid bij het opnemen van differentiële CVEP-morfologie door gebruik te maken van visuele object-en bewegings stimuli die specifiek zijn ontworpen om ventrale en rugstromen in passieve kijktaken afzonderlijk te stimuleren6 ,7,8, zowel met als zonder variatie van ISIs (jitter)19. Voorwaarden niet bedoeld waren om rechtstreeks te word...

Elektro-encefalografie (EEG) is een hulpmiddel dat een goedkope en niet-invasieve benadering biedt voor de studie van corticale verwerking, vooral in vergelijking met corticale beoordelingsmethoden zoals functionele magnetische resonantie beeldvorming (fMRI), positron-emissie tomografie (PET) en diffusie tensor beeldvorming (DTI)1. EEG biedt ook een hoge temporele resolutie, die niet mogelijk is om te bereiken bij het gebruik van maatregelen zoals fMRI, PET of DTI2. Hoge temporele resolutie is van cruciaal belang bij het onderzoeken van centrale tijdelijke functie om milliseconde-precisie van neurofysiologisch mechanismen met betrekking tot de verwerking van specifieke input of gebeurtenissen te verkrijgen.  In het centrale visuele systeem zijn corticale visuele Evoked mogelijkheden (cveps) een populaire benadering in het bestuderen van tijdvergrendelde neurale processen in de hersenschors.  CVEP-responsen worden geregistreerd en gemiddeld over een aantal gebeurtenis proeven, resulterend in piek componenten (bijv. P1, N1, P2) die voortvloeien uit specifieke milliseconde intervallen. De timing en amplitude van deze piek neurale reacties kunnen informatie verschaffen over de corticale verwerkingssnelheid en rijping, evenals tekorten in corticale functie3,4,5.
CVEPs zijn specifiek voor het type visuele invoer dat aan de kijker wordt gepresenteerd. Met behulp van bepaalde stimuli in een cvep-paradigma is het mogelijk om de functie van verschillende visuele netwerken zoals de ventrale stroom te observeren, die betrokken zijn bij de verwerking van vorm en kleur, of parvocellular en magnocellular-input6,7, 8, en de dorsale stroom, die grotendeels beweging of magnocellular input9,10verwerkt. CVEPs die door deze netwerken zijn gegenereerd, zijn niet alleen nuttig bij het beter begrijpen van typische neurofysiologische mechanismen die onderliggend gedrag vertonen, maar ook in de gerichte behandeling van atypisch gedrag in klinische populaties. Uitgestelde CVEP-componenten in zowel de dorsale-als de ventrale netwerken zijn bijvoorbeeld gemeld bij kinderen met dyslexie, wat suggereert dat de visuele functie in beide netwerken moet worden gericht bij het ontwerpen van een interventieplan11.  Dus, CVEPs opgenomen via EEG bieden een krachtig klinisch instrument om zowel typische en atypische visuele processen te beoordelen.
In een recente studie werd een high-density EEG gebruikt om het schijnbare Motion-onset CVEPs bij typisch ontwikkelende kinderen te meten, met als doelvariabele CVEP-responsen en gerelateerde visuele corticale generatoren over ontwikkeling te onderzoeken. Deelnemers passief bekeken schijnbare bewegings stimuli12,13,14,15, die bestond uit zowel vormverandering en beweging, ontworpen om tegelijkertijd dorsale en ventrale stromen te stimuleren. Er werd vastgesteld dat ongeveer de helft van de kinderen reageerde met een CVEP golfvorm, of morfologie, bestaande uit drie pieken (P1-N1-P2, patroon A).  Deze morfologie is een klassieke CVEP reactie waargenomen in de literatuur. In tegenstelling, de andere helft van de kinderen gepresenteerd met een morfologisch patroon bestaande uit vijf pieken (P1-N1a-P2A-N1b-P2b, patroon B). Naar onze kennis zijn de robuuste voorvallen en vergelijking van deze morfologische patronen niet eerder besproken in de CVEP-literatuur bij kinderen of volwassen populaties, hoewel er variabele morfologie is waargenomen in zowel schijnbeweging als Motion-onset cveps14,16. Bovendien zouden deze morfologische verschillen niet blijken uit onderzoek met andere corticale functionele beoordelingsmethoden, zoals fMRI of PET, vanwege de geringe temporele oplossing van deze maatregelen.
Om de corticale generatoren van elke piek in cvep-patronen A en B te bepalen, werden bron lokalisatie analyses uitgevoerd, wat een statistische benadering is die wordt gebruikt om de meest waarschijnlijke corticale regio's die betrokken zijn bij de cvep-respons te schatten12,13 . Voor elke piek werden, ongeacht het morfologische patroon, primaire en hogere-orde visuele cortices geïdentificeerd als bronnen van het CVEP-signaal.  Zo blijkt dat het belangrijkste verschil ten grondslag van de CVEP-morfologie die wordt opgewekt door schijnbare beweging, is dat degenen met patroon B tijdens de verwerking extra keren de visuele corticale regio's activeren. Omdat dit soort patronen niet eerder in de literatuur zijn geïdentificeerd, blijft het doel van de extra visuele verwerking in die met CVEP patroon B onduidelijk.  Daarom is het volgende doel in deze onderzoekslijn om een beter begrip te krijgen van de oorzaak van de differentiële CVEP-morfologie en of dergelijke patronen betrekking kunnen hebben op visueel gedrag in zowel typische als klinische populaties.
De eerste stap in het begrijpen waarom sommige individuen een CVEP morfologie versus een ander kunnen aantonen, is om te bepalen of deze reacties intrinsiek of extrinsieke van aard zijn.  Met andere woorden, als een individu een patroon toont als reactie op een visuele stimulans, zullen ze dan reageren met een soortgelijk patroon voor alle stimuli?  Of is dit antwoord stimulus-afhankelijke, specifiek voor het visuele netwerk of netwerken geactiveerd?
Om deze vraag te beantwoorden, zijn twee passieve visuele paradigma's ontworpen, bedoeld om afzonderlijk specifieke visuele netwerken te activeren. De stimulans die in de eerste studie werd gepresenteerd, was bedoeld om zowel de dorsale als de ventrale stromen gelijktijdig te stimuleren; het was dus onbekend of een of beide netwerken betrokken waren bij het genereren van specifieke golfvorm morfologie. In de huidige methodologische benadering is het paradigma dat is ontworpen om de ventrale stroom te stimuleren, samengesteld uit sterk identificeerbare objecten in basis vormen van kwadraten en cirkels, waarbij het object-onset CVEPs wordt opgewekt. Het paradigma dat is ontworpen om de rugstroom te stimuleren, bestaat uit visuele bewegingen via een radiaal veld van coherente centrale dot-bewegings stippen met een vaste snelheid naar een fixatie punt, waarbij het Motion-onset CVEPs wordt opgewekt.
Een tweede vraag die ontstond als gevolg van de eerste studie was of differentiële VEP morfologie zou kunnen worden veroorzaakt door deelnemer anticipatie op aankomende stimuli13. Onderzoek heeft bijvoorbeeld aangetoond dat top-down corticale oscillerende activiteit die plaatsvindt voorafgaand aan een doelstimulus kan volgende cvep en gedragsmatige reacties te voorspellen tot op zekere hoogte17,18,19. Het schijnbare bewegings paradigma in de eerste studie gebruikte niet-gerandomiseerde frames van een radiale ster en cirkel met consistente Inter-stimulus intervallen (ISIs) van 600 MS. dit ontwerp kan de verwachting en voorspelling van de aanstaande stimulans hebben aangemoedigd, met resulterende oscillatoire activiteit die de daaropvolgende cvep morfologie12,13,19beïnvloedt.
Om dit probleem aan te pakken, zijn het visuele object en de bewegings paradigma's in het huidige protocol ontworpen met zowel consistente ISIs van dezelfde temporele waarde en willekeurige ISIs met verschillende temporele waarden (d.w.z. jitter).  Met deze benadering kan het mogelijk zijn om te bepalen hoe tijdelijke variatie de VEP-morfologie kan beïnvloeden binnen verschillende visuele netwerken. In totaal is het doel van het beschreven protocol om te bepalen of het visuele voorwerp en de bewegings stimuli gevoelig zouden zijn voor variaties in de CVEP-morfologie en of de temporele variatie van stimuli de kenmerken van de CVEP-respons zou beïnvloeden, inclusief piek latentie, amplitude en morfologie. Het doel van het huidige document is het bepalen van de haalbaarheid van de methodologische aanpak. Het is veronderstelde dat zowel visuele objecten als beweging variabele morfologie kunnen opwekken (dat wil zeggen, patronen A en B zullen worden waargenomen over onderwerpen in reactie op beide prikkels) en dat temporele variatie van invloed zou zijn op object-onset en Motion-onset CVEP-componenten.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1004px;" width="1004">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">E-Prime 2.0</td>
			<td style="width:240px;">Psychology Software Tools, Inc</td>
			<td style="width:269px;"></td>
			<td style="width:279px;">Used in data acquisition</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Net Amps 400</td>
			<td style="width:240px;">Electrical Geodesics, Inc</td>
			<td style="width:269px;"></td>
			<td>Used in data acquisition</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Net Station Acquisition V5.2.0.2</td>
			<td style="width:240px;">Electrical Geodesics, Inc</td>
			<td style="width:269px;"></td>
			<td>Used in data acqusition</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">iMac (27-inch)</td>
			<td style="width:240px;">Apple</td>
			<td style="width:269px;"></td>
			<td>Used in data acquisition</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Optiplex 7020 Computer</td>
			<td style="width:240px;">Dell</td>
			<td style="width:269px;"></td>
			<td>Stimulus computer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">HydroCel GSN EEG net</td>
			<td style="width:240px;">Electrical Geodesics, Inc</td>
			<td style="width:269px;"></td>
			<td>Used in data acqusition</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">1 ml pipette</td>
			<td style="width:240px;">Electrical Geodesics, Inc</td>
			<td style="width:269px;"></td>
			<td>Used to lower impedances</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Johnson&#39;s Baby Shampoo</td>
			<td style="width:240px;">Johnson &#38; Johnson</td>
			<td style="width:269px;"></td>
			<td>Used in impedance solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Potassium Chloride (dry)</td>
			<td style="width:240px;">Electrical Geodesics, Inc</td>
			<td style="width:269px;"></td>
			<td>Used in impedance solution</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Control III Disinfectant Germicide</td>
			<td style="width:240px;">Control III</td>
			<td style="width:269px;"></td>
			<td>Used in disinfectant solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">32-inch LCD monitor&#160;</td>
			<td style="width:240px;">Vizio</td>
			<td style="width:269px;"></td>
			<td>Used to present stimuli</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Matlab (R2016b)</td>
			<td style="width:240px;">MathWorks</td>
			<td style="width:269px;"></td>
			<td>Used in data analysis</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">EEGlab v14.1.2</td>
			<td style="width:240px;">Swartz Center for Computational Neuroscience, University of California, San Diego</td>
			<td style="width:269px;">https://sccn.ucsd.edu/eeglab/index.php</td>
			<td>Used in data analysis</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">BOSS Database</td>
			<td style="width:240px;">Bank of Standardized Stimuli</td>
			<td style="width:269px;">https://sites.google.com/site/bosstimuli/</td>
			<td>Used in generation of visual object stimuli&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Psychtoolbox-3</td>
			<td>Psychophysics Toolbox Version 3 (PTB-3)</td>
			<td style="width:269px;">http://psychtoolbox.org/</td>
			<td>Used in generation of visual motion stimuli</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

stimulus-specific cortical visual evoked potential morphological patterns

Dit artikel presenteert een methodologie voor de opname en analyse van corticale visuele Evoked mogelijkheden (cveps) in reactie op verschillende visuele stimuli met behulp van 128-kanaals high-density elektro encephalography (EEG). Het specifieke doel van de beschreven stimuli en analyses is om te onderzoeken of het haalbaar is om eerder gerapporteerde CVEP-morfologische patronen te repliceren die worden opgewekt door een schijnbare bewegings stimulans, ontworpen om gelijktijdig zowel ventrale als dorsale Central te stimuleren Visuele netwerken, met behulp van object-en bewegings stimuli, ontworpen om ventrale en dorsale visuele corticale netwerken afzonderlijk te stimuleren.  Vier visuele paradigma's worden gepresenteerd: 1. gerandomiseerde visuele objecten met consistente temporele presentatie. 2. gerandomiseerde visuele objecten met inconsistente tijdelijke presentatie (of jitter).  3. visuele beweging via een radiaal veld van coherente centrale stip beweging zonder jitter.  4. visuele beweging via een radiaal veld van coherente centrale stip beweging met jitter.  Deze vier paradigma's worden gepresenteerd in een pseudo-gerandomiseerde volgorde voor elke deelnemer.  Jitter wordt geïntroduceerd om te bekijken hoe mogelijke anticipatieve effecten de morfologie van de CVEP-reactie van het object-onset en de beweging-onset kunnen beïnvloeden.  EEG-gegevensanalyses worden gedetailleerd beschreven, met inbegrip van stappen van gegevensuitvoer uit en invoer naar signaal verwerkings platformen, slechte kanaal identificatie en-verwijdering, artefact afwijzing, middeling en categorisatie van gemiddelde morfologische patroon type op basis van latentie bereiken van component pieken. Representatieve gegevens tonen aan dat de methodologische aanpak inderdaad gevoelig is in het opwekken van differentieel object-onset en Motion-onset morfologische patronen en kan daarom nuttig zijn bij het aanpakken van het grotere onderzoek doel. Gezien de hoge temporele resolutie van EEG en de mogelijke toepassing van high-density EEG in bron lokalisatie analyses, is dit protocol ideaal voor het onderzoeken van afzonderlijke CVEP morfologische patronen en de onderliggende neurale mechanismen die deze differentiële reacties.

Figuur 3 en Figuur 4 tonen het representatieve object-onset en Motion-onset cvep resultaten van vijf deelnemers, van 19-24 jaar oud, die passief elk visueel paradigma bekeken. Dit ontwerp toegestaan observatie van CVEP reacties opgewekt door visuele objecten (met en zonder jitter) en visuele beweging (met en zonder jitter) zowel binnen als tussen onderwerpen volgens elke voorwaarde.  Deelnemer CVEPs werden gegroepeerd volgens het morfologische patroon opgewekt ...

Watch this Scientific Journal Video about Stimulus-specific Cortical Visual Evoked Potential Morphological Patterns at JoVE.com

Stimulus-specific Cortical Visual Evoked Potential Morphological Patterns

In dit artikel presenteren we een protocol voor het onderzoeken van differentiële corticale visuele Evoked potentiële morfologische patronen door stimulatie van ventrale en dorsale netwerken met behulp van high-density EEG. Visuele voorwerpen en bewegings stimulans paradigma's, met en zonder temporale jitter, worden beschreven. Visuele Evoked potentiële morfologische analyses worden ook geschetst.

Stimulus-specifieke corticale visuele Evoked potentiële morfologische patronen

This paper presents a methodology for the recording and analysis of cortical visual evoked potentials (CVEPs) in response to various visual stimuli using ...

Met behulp van dit protocol en toekomstige studies met grotere steekproefgroottes kan bepalen of variabele corticale visuele opgeroepen potentiële morfologie is afhankelijk van stimulus type, extrinsic, of de kijker, intrinsiek. Variabele visuele opgeroepen potentiële morfologie kan alleen worden bekeken met behulp van de hoge temporele resolutie van EEG, die ook kosteneffectief, niet-invasief, en vereist minimale opnametijd ten opzichte van andere methoden. Het aantonen van de procedure zal Mashhood Nielsen, de lab manager en een undergraduate research assistent van mijn laboratorium.Na het begeleiden van de deelnemer naar de EEG-opnameruimte, meet u de hoofdomtrek van de deelnemer in centimeters en selecteert u de juiste EEG-nettogrootte. Meet en markeer het middelpunt van de hoofdhuid voor de plaatsing van de referentieelektrode. Bereid een liter warm water gemengd met vijf milliliter baby shampoo en 1, 100 gram kaliumchloride.Plaats het EEG-net in de oplossing en laat het net vijf minuten in de oplossing weken. Schakel de stimuluspresentatiecomputer en de EEG-acquisitiecomputer in. Plaats een handdoek of ander absorberend materiaal rond de nek van de deelnemer om te voorkomen dat de oplossing op zijn of haar kleren druipt en de deelnemer instrueert zijn of haar ogen te sluiten.Houd vervolgens het EEG-net stevig vast met beide handen en plaats het op het hoofd van de deelnemer. Zorg ervoor dat het net symmetrisch op het hoofdhuidhoofd wordt geplaatst, met de referentieelektrode op het middellijnpunt van de hoofdhuid dat werd gemeten. Draai de kin en oculaire netlijnen aan om een veilige verbinding tussen de hoofdhuid en de elektroden te garanderen.Vraag de deelnemer of hij of zij zich op zijn gemak voelt en of er iets moet worden aangepast. Sluit het EEG-net aan op de versterker. Controleer op de juiste elektrode impedantiewaarden met een gemiddeld doel van 10 kiloohms.Om impedantiewaarden te verminderen, gebruikt u een pipet van één milliliter om de kaliumchlorideoplossing aan te brengen op de hoofdhuid en elektroden die een hoge impedantie hebben. Zet dit proces voort totdat er voldoende impedantiewaarden in de elektroden zijn bereikt. Instrueer de deelnemer om zich te concentreren op de visuele stimuli die op de monitor verschijnen.De kijkafstand is ongeveer 65 inch. Gebruik een pseudo random number generator om de volgorde van de presentatie voor de vier visuele paradigma's te bepalen en begin met de visuele taken en EEG-opname. Als de lopende EEG een hoge myogene of precies 60 hertz-activiteit vertoont, pauzeert u het experiment om de connectiviteit van de elektrodescalpische hoofdhuid opnieuw te controleren.Herhaal de visuele taken en EEG-opname voor het visuele objectparadigma, het visuele object met het temporele jitterparadigma, het visuele bewegingsparadigma en de visuele beweging met temporele jitterparadigma. Instrueren de deelnemers aan het einde van het experiment om zijn of haar ogen te sluiten om te voorkomen dat de oplossing in zijn of haar ogen komt bij het verwijderen van het net. Begin met het losmaken van de kin en oculaire netto lijnen.Verwijder vervolgens langzaam het net door de kinriem voorzichtig omhoog en over het hoofd van de deelnemer te trekken. Koppel het EEG-net los van de versterker. Begin het desinfectieproces door het plaatsen van de EEG-dop in en uit een emmer gevuld met water en spoelen onder een kraan.Bereid vervolgens de ontsmettingsmiddeloplossing door ongeveer twee liter water toe te voegen aan de ontsmettingsmiddelemmer en 15 milliliter ontsmettingsmiddel met het water te mengen. Dompel het uiteinde van de sensor van het net onder in het ontsmettingsmiddel. Stel een timer in voor twee minuten.Voortdurend duik het net op en neer. Laat het net nog acht minuten weken. Verwijder daarna de EEG-dop uit de ontsmettingsoplossing.Plaats het EEG-net in en uit de elektrodeemmer gevuld met water en onder stromend water om te spoelen. Herhaal de was vier keer en laat het net drogen. Om EEG-analyses te starten, met behulp van een one hertz high-pass filter, breng je EEG-bestanden naar MatLab voor analyse via de EEGLAB-toolbox.Kies de bestandsoptie in het vervolgkeuzemenu en klik op importgegevens. Selecteer met behulp van EEGLAB-functies en plug-ins in het menu. Klik vervolgens op de juiste exportbestandsindeling.Kies bewerken'in het vervolgkeuzemenu en selecteer kanaallocaties om kanaallocaties opnieuw toe te toewijzen op basis van het type elektrodemontage. Klik op zoeklocaties en selecteer de ellips om het pad van het elektrodemontagebestand van belang te lokaliseren. Als u pre- en postprikkeltijden wilt toewijzen, voert u een waarde van 0,1 seconden in het starttijdvak in.Als u gegevens wilt corrigeren volgens het interval van prestimulus, selecteert u prestimulus-basislijn correct'Slechte kanalen verwijderen met behulp van waarschijnlijkheid bij een drempel van 2,5 Z-score. Controleer de identificatie of verwijdering van slechte kanalen door alle elektroden in kaart te brengen. Verwijder indien nodig handmatig kanalen met gemiddelde spanningsversterkers buiten het bereik van 30 tot 30 microvolt.Voer vervolgens artefactafwijzing uit door waarden van 100 microvolt en 100 microvolt in te voeren en noteer de kanalen met spanningen buiten het bereik voor de gehele segmenten. Als ze 60% of meer van de afgewezen proeven vormen, verwijder deze slechte kanalen handmatig. Herhaal deze stap zo vaak als nodig is.Controleer na de verwijderingsstappen van het artefact dat minimaal 100 veegs worden geaccepteerd. Zet vervolgens de kanalen van belang in om morfologische patronen te categoriseren. Als cVEP-morfologie wordt gekenmerkt door een grote positieve piek op ongeveer 100 tot 115 milliseconden p1, gevolgd door een negatieve piek op ongeveer 140 tot 180 milliseconden n1, en een positieve piek op ongeveer 165 tot 240 milliseconden p2, kies Patroon A.If cVEP morphology wordt gekenmerkt door positieve en negatieve pieken op ongeveer 100 tot 115 milliseconden p1, 140 tot 180 milliseconden n1a , 180 tot 240 milliseconden p2a, 230 tot 280 milliseconden n1b, en 260 tot 350 milliseconden p2b, kies Patroon B.To maak een groep gemiddelde, toe te voegen individuele gegevenssets samen volgens de morfologische patroon visueel waargenomen.Het nieuw samengevoegde gegevenssetbestand een naam geven en opslaan. Het object begin cVEP resultaten van vijf deelnemers in de leeftijd van 19 tot 24 jaar, die passief bekeken elk visueel paradigma, worden verkregen. In de objecten zonder temporele jitter voorwaarde, twee deelnemers bleken te presenteren met Patroon A, terwijl drie gepresenteerd met patroon B.Evenzo, in de objecten met temporele jitter voorwaarde, twee onderwerpen gepresenteerd met Patroon A, en drie met Patroon B.It kan ook worden waargenomen dat jitter effecten amplitude en latentie in elk object begin cVEP patroon.Echter, in tegenstelling tot het object begin cVEPs, beweging begin cVEP morfologische patronen voor elke deelnemer waren consistent over jitter voorwaarde. Bovendien toont het patroon B-groepsgemiddelde geen duidelijk bewijs van de meerdere piekcomponenten, die doorgaans aanwezig zijn voor zowel met als zonder temporele jitter. Vergelijkbaar met de objecten paradigma, jitter in de beweging paradigma lijkt te beïnvloeden beweging begin cVEP kenmerken in beide morfologische patronen.Categorisering van cVEP morfologie wordt momenteel niet uitgevoerd. Maar morfologische patronen kunnen specifieke visuele corticale processen weerspiegelen. Overweging van deze patronen kan verduidelijken onderliggende neurofysiologische functie met betrekking tot gedrag.Magnetoencefalografie, of MEG, kan gratis tijdelijke informatie over visuele oproepen potentieel. Terwijl gelijktijdige FMRI-beoordeling een hoge ruimtelijke resolutie kan bieden met betrekking tot differentiële corticale netwerkactivering in verband met morfologie. Als elektroden verkeerd worden geplaatst en/of impedantie hoog is, zal de interpretatie van gegevens moeilijk en mogelijk zinloos zijn.Bij het desinfecteren van het net, vergeet niet om voorzichtig te zijn met het ontsmettingsmiddel, en krijg het niet dicht bij de ogen. Gooi het goed weg.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Physiological, Morphological and Neurochemical Characterization of Neurons Modulated by Movement

Fysiologische, morfologische en neurochemische Karakterisering van neuronen gemoduleerd door Movement

The role of individual neurons and their function in neuronal circuits is fundamental to understanding the neuronal mechanisms of sensory and motor ...

Determination of Mitochondrial Membrane Potential and Reactive Oxygen Species in Live Rat Cortical Neurons

Bepaling van de mitochondriale membraanpotentiaal en reactieve zuurstof in Live Rat corticale neuronen

Mitochondrial membrane potential (&Delta;&Psi;m) is critical for maintaining the physiological function of the respiratory chain to generate ATP.  A ...

Transretinal ERG Recordings from Mouse Retina: Rod and Cone Photoresponses

Transretinal ERG Opnames van Mouse Retina: staafjes en kegeltjes Photoresponses

There are two distinct classes of image-forming photoreceptors in the vertebrate retina: rods and cones. Rods are able to detect single photons of light ...

Functional Calcium Imaging in Developing Cortical Networks

Functionele Beeldvorming Calcium in ontwikkelingslanden Cortical Networks

A hallmark pattern of activity in developing nervous systems is spontaneous, synchronized network activity. Synchronized activity has been observed in ...

Extracting Visual Evoked Potentials from EEG Data Recorded During fMRI-guided Transcranial Magnetic Stimulation

Extraheren Visual evoked potentials van EEG-gegevens opgenomen tijdens fMRI-geleide transcraniële magnetische stimulatie

Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) is an effective method for establishing a causal link between a cortical area and cognitive/neurophysiological ...

Subtype-selective Electroporation of Cortical Interneurons

Subtype-selectieve Electroporatie van corticale Interneurons

The study of central nervous system (CNS) maturation relies on genetic targeting of neuronal populations. However, the task of restricting the expression ...

Simultaneous ex vivo Functional Testing of Two Retinas by in vivo Electroretinogram System

Simultaneous ex vivo Functional Testing of Two Retinas by in vivo Electroretinogram System

Simultaan<em&gt; Ex vivo</em&gt; Functioneel testen van Two netvliezen door<em&gt; In vivo</em&gt; Elektroretinogram System

An In vivo electroretinogram (ERG) signal is composed of several overlapping components originating from different retinal cell types, as well as noise ...

Visual Evoked Potential Recording in a Rat Model of Experimental Optic Nerve Demyelination

Visual Evoked Potential Opname in een rat model van Experimentele Optic Nerve Demyelinisatie

The visual evoked potential (VEP) recording is widely used in clinical practice to assess the severity of optic neuritis in its acute phase, and to ...

Simultaneous Recording of Electroretinography and Visual Evoked Potentials in Anesthetized Rats

Gelijktijdig opnemen van Electroretinografie en Visual evoked potentials in verdoofde ratten

The electroretinogram (ERG) and visual evoked potential (VEP) are commonly used to assess the integrity of the visual pathway. The ERG measures the ...

Visual Evoked Potential Recordings in Mice Using a Dry Non-invasive Multi-channel Scalp EEG Sensor

Visual Evoked potentiële opnamen in muizen met behulp van een niet-invasieve meerkanaals droge hoofdhuid EEG Sensor

For scalp EEG research environments with laboratory mice, we designed a dry-type 16 channel EEG sensor which is non-invasive, deformable, and re-usable ...