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

מחקר זה היה נתמך על ידי אוניברסיטת טקסס באוסטין מודי המכללה להענקת פרס הכנה ואוניברסיטת טקסס במשרד אוסטין של סגן נשיא המחקר מחקר מיוחד מענק.

כל השיטות המתוארות כאן אושרו על ידי מועצת הסקירה המוסדית (IRB) עבור מחקר האדם באוניברסיטת טקסס באוסטין.
1. מאפייני גירויים
<ol><li>יצירת גירויים אובייקט באמצעות תמונות קוד פתוח זמין דרך הבנק של גירויים סטנדרטית (בוס). מסד נתונים זה מורכב מתמונות סטנדרטיות המשמשות לאורך ניסויים ק...

<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>

המטרה של דו ח מתודולוגי זה הייתה להעריך את הכדאיות בהקלטת המבנה הדיפרנציאלי של CVEP באמצעות עצמים חזותיים וגירויים בתנועה במיוחד כדי לעורר בנפרד זרמים גטים ומוטים במשימות צפייה פסיבית6 ,7,8, שניהם עם ובלי וללא וריאציה של איסיס (להתעצבן)<sup clas...

אלקטרונצלוגרפיה (EEG) הוא כלי המציע גישה זולה ולא פולשנית למחקר של עיבוד קליפת המוח, במיוחד בהשוואה לשיטות הערכה קורטיקלית כגון דימות תהודה מגנטית תפקודית (fMRI), פליטת פוזיטרון טומוגרפיה ממוחשבת (PET), והדמיית זנסור (DTI)1. EEG מספק גם רזולוציה גבוהה בזמן, אשר לא ניתן להשיג בעת שימוש באמצעים כגון fMRI, PET, או DTI2. הרזולוציה הטמפורלית הגבוהה היא קריטית בעת בחינת תפקוד זמני מרכזי כדי להשיג דיוק אלפית שניה של מנגנונים נוירולוגיים הקשורים לעיבוד של קלט או אירועים ספציפיים.  במערכת הראייה המרכזית, הפוטנציאלים הראקליים בעלי מראה בקליפת המוח (CVEPs) הם גישה פופולרית בחקר תהליכים עצביים נעולים זמן בקליפת מוחין.  תגובות CVEP נרשמות וממוצעים על פני מספר משפטי אירוע, וכתוצאה מכך רכיבי שיא (g., P1, N1, P2) הנובעים במרווחי זמן ספציפיים של אלפית שניה. העיתוי ומשרעת של התגובות האלה עצבי שיא יכול לספק מידע על מהירות עיבוד קורטיקלית ובגרות, כמו גם החסרונות בתפקוד הקורטיקלית3,4,5.
CVEPs הם ספציפיים לסוג הקלט החזותי שהוצג בפני הצופה. באמצעות גירויים מסוימים בפרדיגמת cvep, ניתן להתבונן בתפקוד של רשתות חזותיות שונות כגון זרם הגחוני, המעורב בעיבוד הצורה והצבע, או הקלט התאי המגנאל6,7, 8, ואת הזרם הגבי, אשר מעבד בעיקר תנועה או ממגנט קלט הסלולר9,10. CVEPs שנוצר על ידי רשתות אלה היה שימושי לא רק בהבנת טוב יותר מנגנונים נוירולוגיים בבסיס התנהגות, אלא גם בטיפול ממוקד של התנהגויות טיפוסיות באוכלוסיות קליניות. לדוגמה, הרכיבים שאיחרו ב-CVEP ברשתות המוגבות והגאליות דווחו אצל ילדים עם דיסלקציה, דבר המעיד על כך שהפונקציה החזותית בשתי רשתות אלה צריכה להיות ממוקדת בעת תכנון תוכנית התערבות11.  לכן, CVEPs הקליט באמצעות EEG מציעים כלי קליני רב עוצמה שדרכו להעריך הן תהליכים חזותיים אופייני טיפוסי.
במחקר שנערך לאחרונה, בצפיפות גבוהה EEG שימש כדי למדוד את התנועה לכאורה התפרצות CVEPs בדרך כלל לפתח ילדים, עם המטרה של בחינת התגובות CVEP משתנה והקשורים גנרטורים בקליפת המוח החזותית על פני פיתוח. המשתתפים הנצפים בפסיביות את גירויים התנועה הגלויים12,13,14,15, שהיו בעלי שינוי צורה ותנועה משני הצדדים, שנועדו לעורר בו זרמים בעלי מראות ובתים. נמצא כי כמחצית הילדים הגיבו עם צורת בארה ב. ו., או מורפולוגיה, המורכב של שלוש פסגות (P1-N1-P2, תבנית A).  מורפולוגיה זו היא תגובת CVEP קלאסי הנצפים לאורך הספרות. לעומת זאת, החצי השני של הילדים שהוצגו עם תבנית מורפולוגית המורכבת מחמש פסגות (P1-N1a-P2a-N1b-P2b, תבנית B). לידיעתנו, ההתרחשות האיתנה וההשוואה של דפוסי מורפולוגיים אלה לא נדונו בעבר בספרות CVEP באוכלוסיות של ילדים או מבוגרים, למרות מורפולוגיה משתנה שצוין גם בתנועה לכאורה וגם . התפרצות תנועה14,16 יתר על כן, אלה הבדלים מורפולוגיים לא היה ברור במחקר באמצעות שיטות אחרות הערכה פונקציונלית הקליפה, כגון fMRI או PET, בשל הרזולוציה הטמפורלית נמוך של צעדים אלה.
כדי לקבוע את הגנרטורים הקורטיקליים של כל שיא ב-cvep תבניות A ו-B, ניתוח לוקליזציה של המקור בוצעו, שהיא גישה סטטיסטית המשמש להערכת האזורים הקורטיקליים ביותר המעורבים בתגובה cvep12,13 . עבור כל שיא, ללא קשר לתבנית מורפולוגית, מקורות חזותיים ראשיים ומסודרים יותר זוהו כמקורות של האות CVEP.  לפיכך, נראה כי ההבדל העיקרי בבסיס מורפולוגיה CVEP המ, מעורר על ידי תנועה לכאורה היא כי אלה עם תבנית B להפעיל אזורים בקליפת העין החזותית פעמים נוספות במהלך העיבוד. מכיוון שסוגים אלה של דפוסים לא זוהו בעבר בספרות, מטרת העיבוד החזותי הנוסף באלה עם תבנית CVEP B לא ברורה.  לפיכך, המטרה הבאה בתחום זה של מחקר היא להשיג הבנה טובה יותר של הגורם של מורפולוגיה CVEP הדיפרנציאלי והאם דפוסים כאלה עשויים להתייחס להתנהגות חזותית באוכלוסיות טיפוסיות וקליניות.
הצעד הראשון בהבנת מדוע אנשים מסוימים עשויים להדגים מורפולוגיה אחת של CVEP לעומת אחר היא לקבוע אם התגובות האלה הן פנימיות או מסוימות בטבע.  במילים אחרות, אם אדם מדגים תבנית אחת בתגובה לגירוי חזותי, האם הם יגיבו עם דפוס דומה לכל גירוי?  או האם תגובה זו תלויה בגירוי, ספציפית לרשת החזותית או לרשתות המופעלות?
כדי לענות על שאלה זו, תוכננו שתי תבניות חזותיות פסיביות, שנועדו להפעיל בנפרד רשתות חזותיות ספציפיות. הגירוי המוצג במחקר הראשוני נועד לעירור הזרמים הראשוניים והגניהם בו; לפיכך, לא היה ידוע אם אחת או שתיהן הרשתות היו מעורבות ביצירת מורפולוגיה ספציפית של צורת גל. בגישה מתודולוגיים הנוכחית, הפרדיגמה שנועדה לעורר את הזרם הגחוני מורכב מאובייקטים הניתנים לזיהוי מאוד בצורות בסיסיות של ריבועים ועיגולים, מעורר CVEPs העצם התפרצות. הפרדיגמה שנועדה לעורר את הזרם הגבי מורכב מתנועה חזותית דרך שדה רדיאלי של נקודות תנועה מרכזית קוהרנטית במהירות קבועה לכיוון נקודת קיבוע, מעורר CVEPs תנועה התפרצות.
שאלה שנייה שעלתה כתוצאה מהמחקר הראשוני, האם המבנה הדיפרנציאלי של VEP יכול לנבוע מציפייה לגירויים עתידיים13. למשל, מחקרים הראו כי מלמעלה למטה הפעילות הקורטיקלית המתרחשים לפני גירוי היעד עשוי לחזות בעקבות המחקר הבאים תגובות התנהגותיות במידה מסוימת17,18,19. הפרדיגמה לכאורה תנועה במחקר הראשון מועסקים מסגרות לא אקראי של כוכב רדיאלי ומעגל עם מרווחי בין גירוי עקבי (איסיס) של 600 ms. עיצוב זה יכול לעודד את הציפייה ואת החיזוי של הגירוי המתקרב, עם פעילות נדנוד כתוצאה מכך המשפיעים על מורפולוגיה הבאים של cvep12,13,19.
כדי לטפל בבעיה זו, האובייקט החזותי ותבניות התנועה בפרוטוקול הנוכחי עוצבו עם האיסיס העקבית של אותו ערך זמני והאיסיס האקראיים עם ערכי זמן שונים (כלומר, ריצוד).  באמצעות גישה זו, ייתכן שניתן יהיה לקבוע כיצד וריאציה טמפורלית יכולה להשפיע על מורפולוגיה VEP בתוך רשתות חזותיות נפרדות. בסך הכל, מטרת הפרוטוקול המתואר היא לקבוע אם האובייקט החזותי וגירויים התנועה יהיו רגישים לווריאציות במבנה CVEP והאם הווריאציה הטמפורלית של הצגת גירויים תשפיע על מאפייני תגובת CVEP, כולל השהיית שיא, משרעת ומורפולוגיה. לצורך העיתון הנוכחי, המטרה היא לקבוע את הכדאיות של הגישה מתודולוגיים. זה שיערו כי הן אובייקטים חזותיים ואת התנועה עשוי לעורר מורפולוגיה משתנה (כלומר, דפוסי A ו-B יהיו נצפו על פני נושאים בתגובה שני גירויים) ושונות הזמן ישפיע על התפתחות האובייקט התפתחות מרכיבי CVEP.

<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

נייר זה מציג מתודולוגיה להקלטה וניתוח של פוטנציאל ויזואלי מעורר בקליפת המוח (CVEPs) בתגובה גירויים חזותיים שונים באמצעות 128 ערוצים בצפיפות גבוהה (EEG). המטרה הספציפית של הגירויים והניתוחים המתוארים היא לבחון אם ניתן לשכפל בעבר דפוסים מורפולוגיים שדווחו קודם לכן על ידי גירוי תנועה לכאורה, שנועד לעורר בו זמנית את המרכז רשתות ויזואליות, שימוש באובייקטים וגירויים בתנועה שנועדו לעורר בנפרד רשתות בקליפת הקור ויזואלית.  ארבע תבניות חזותיות מוצגות: 1. אובייקטים חזותיים אקראיים עם מצגת טמפורלית עקבית. 2. אובייקטים חזותיים אקראיים עם מצגת טמפורלית לא עקבית (או רטט).  3. תנועה חזותית דרך שדה רדיאלי של תנועה מרכזית עקבית נקודה ללא להתעצבן.  4. תנועה חזותית דרך שדה רדיאלי של תנועה מרכזית נקודה קוהרנטית עם להתעצבן.  ארבע תבניות אלה מוצגות בסדר מדומה-אקראי עבור כל משתתף.  ריצוד הוא הציג כדי לראות כיצד ההשפעות הקשורות לאנטי-מקרוב עלול להשפיע על המבנה של התגובה של התפתחות האובייקט התפתחות CVEP.  ניתוח EEG מתוארים בפרוטרוט, כולל צעדים של ייצוא נתונים ויבוא ועד לפלטפורמות עיבוד אותות, זיהוי והסרה של ערוץ רע, דחיית חפץ, ממוצע וסיווג מורפולוגית ממוצעת של CVEP סוג תבנית המבוסס על טווחי השהיה של פסגות הרכיבים. נתוני הנציג להראות כי הגישה מתודולוגית הוא באמת רגיש בתוך התוצאה של התפרצות האובייקט הדיפרנציאלי התפתחות מורפולוגית התפתחות דפוסי ואולי, לכן, להיות שימושי בהתמודדות עם המטרה מחקר גדול. בהינתן הרזולוציה הטמפורלית הגבוהה של EEG ואת היישום האפשרי של EEG בצפיפות גבוהה בניתוח לוקליזציה במקור, פרוטוקול זה הוא אידיאלי עבור החקירה של דפוסי מורפולוגית ברורים ומנגנונים עצביים המשמשים לייצר תגובות הדיפרנציאליות הללו.

איור 3 ואיור 4 להראות את האובייקט המייצג-התחלתה ואת התנועה התפתחות תוצאות cvep של חמישה משתתפים, בגילאי 19-24 שנים, אשר הציג בפסיביות כל פרדיגמה חזותית. עיצוב זה התיר התבוננות של תגובות CVEP העולה על ידי אובייקטים חזותיים (עם וללא להתעצבן) ואת התנועה החזותית (עם ובל...

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

במאמר זה, אנו מציגים פרוטוקול לחקור קליפת המוח הדיפרנציאלית ויזואלית מעורר דפוסי מורפולוגיים פוטנציאליים באמצעות גירוי של רשתות הגסיביות והגאליות באמצעות EEG בצפיפות גבוהה. מתוארים הדימוי החזותי והגירוי בתנועה, עם ובלי רטט זמני. ניתוח חזותי מורפולוגיים פוטנציאליים גם מתוארים.

גירוי מדויק של קליפת העין הקורטיקלית פוטנציאל מורפולוגיים

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

שימוש בפרוטוקול זה ובמוקרים עתידיים עם גדלי מדגם גדולים יותר עשוי לקבוע אם מורפולוגיה פוטנציאלית של התפתחות קליפת המוח תלויה בסוג הגירוי, חיצוני או הצופה, מהותי. מורפולוגיה חזותית משתנה מעוררת ניתן לראות רק באמצעות רזולוציה זמנית גבוהה של EEG, שהוא גם חסכוני, לא פולשני, ודורש זמן הקלטה מינימלי לעומת מתודולוגיות אחרות. הדגימה להליך תהיה משהד נילסן, מנהלת המעבדה ועוזרת מחקר לתואר ראשון מהמעבדה שלי.לאחר ליווי המשתתף לחדר ההקלטות EEG, למדוד את היקף הראש של המשתתף בסנטימרים, ולבחור את גודל רשת EEG המתאים. למדוד ולסמן את נקודת האמצע של הקרקפת למיקום של אלקטרודה התייחסות. הכן ליטר אחד של מים חמים מעורבב עם חמישה מיליליטר של שמפו לתינוק 1, 100 גרם של אשלגן כלורי.מניחים את רשת EEG בפתרון ולאפשר לרשת להשרות את הפתרון במשך חמש דקות. הפעל את מחשב הצגת הגירוי ואת מחשב רכישת EEG. מניחים מגבת או חומר סופג אחר סביב צווארו של המשתתף כדי למנוע מהפתרון לטפטף על בגדיו ולהורות למשתתף לעצום את עיניו.לאחר מכן אחוז בחוזקה ברשת EEG בשתי הידיים והצב אותה על ראשו של המשתתף. ודא כי הרשת ממוקמת באופן סימטרי על ראש הקרקפת, עם אלקטרודה התייחסות בנקודת קו האמצע הקרקפת שנמדדה. הדק את קווי הסנטר והנטו העין כדי להבטיח חיבור מאובטח בין הקרקפת לאלקטרודות.שאל את המשתתף אם נוח לו, ואם יש להתאים משהו. חבר את רשת EEG למגבר. בדוק את ערכי מבוי סם האלקטרודה הנכון עם יעד ממוצע של 10 kiloohms.כדי להפחית את ערכי ההימנעות, השתמש פיפט מיליליטר אחד כדי להחיל את פתרון אשלגן כלורי על הקרקפת ואלקטרודות שיש להם מבוי סבלתי גבוה. המשך בתהליך זה עד להשגת ערכי מכשולים נאותים על פני האלקטרודות. הורה למשתתף להתמקד בגירויים החזותיים שיופיעו בצג.מרחק הצפייה הוא כ-65 אינץ'. השתמש במחולל מספרים אקראיים מדומה כדי לקבוע את סדר המצגת עבור ארבע הפרדיגמות החזותיות, ולהתחיל את המשימות החזותיות ואת הקלטת EEG. אם EEG מתמשך מראה פעילות מיוגנית גבוהה או בדיוק 60 הרץ, להשהות את הניסוי כדי לבדוק מחדש את קישוריות קרקפת האלקטרודה.חזור על המשימות החזותיות והקלטת EEG עבור פרדיגמת האובייקט החזותי, האובייקט החזותי עם פרדיגמת העצבים הזמנית, פרדיגמת התנועה החזותית והתנועה החזותית עם פרדיגמת רטט זמנית. בסיום הניסוי, הנחו את המשתתפים לעצום את עיניו על מנת למנוע מהפתרון להיכנס לעיניו בעת הסרת הרשת. התחל על ידי שחרור הקווים סנטר נטו עינית.ואז לאט להסיר את הרשת על ידי משיכת בעדינות את רצועת הסנטר למעלה ועל ראשו של המשתתף. נתק את רשת EEG מהמגבר. התחל את תהליך החיטוי על ידי הנחת כובע EEG פנימה ומבחוץ של דלי מלא מים שטיפה מתחת ברז.לאחר מכן, להכין את הפתרון חיטוי על ידי הוספת כשני ליטר מים לדלי חיטוי ערבוב 15 מיליליטר של חיטוי עם המים. לטבול את קצה החיישן של הרשת בחיטוי. הגדר שעון זמן לשתי דקות.צלילה מתמדת של הרשת למעלה ולמטה. השאירו את הרשת ספוגה לעוד שמונה דקות. לאחר מכן, הסר את מכסה ה- EEG מתספורת החיטוי.מניחים את רשת EEG פנימה ומבחוץ של דלי האלקטרודה מלא במים ותחת מים זורמים לשטוף. חוזרים על הכביסה ארבע פעמים ומאפשרים לרשת להתייבש באוויר. כדי להתחיל ניתוחי EEG, באמצעות מסנן אחד הרץ גבוה לעבור, להעביר קבצי EEG לתוך MatLab לניתוח באמצעות ארגז הכלים EEGLAB.בחרו באפשרות הקובץ מהתפריט הנפתח ולחצו על נתוני ייבוא. בחר באמצעות פונקציות ותוסמים של EEGLAB מהתפריט. לאחר מכן, לחץ על תבנית קובץ הייצוא המתאימה.בחרו 'עריכה' מהתפריט הנפתח ובחרו מיקומי ערוצים כדי להקצות מחדש מיקומי ערוצים בהתאם לסוג מונטאז' האלקטרודה. לחץ על לחפש מיקומים'ולבחור את האליפסה כדי לאתר את הנתיב של קובץ מונטאז ' אלקטרודה עניין. כדי להקצות שעות קדם-גירוי ופוסט-גירוי, הזן ערך של 0.1 שניות בתיבת זמן ההתחלה.כדי לתקן נתונים בסיסיים בהתאם למרווח prestimulus, בחר תקן תוכנית בסיסית של prestimulus'הסר ערוצים שגויים באמצעות הסתברות בסף ציון Z של 2.5. ודא זיהוי או הסרה של ערוצים רעים על-ידי התוויית כל האלקטרודות. במידת הצורך, הסר באופן ידני ערוצים עם משרעת מתח ממוצעת מחוץ לטווח של 30 עד 30 מיקרו-וולט.לאחר מכן, לבצע דחיית חפץ על ידי הזנת ערכים של 100 microvolts ו 100 microvolts, ולציין את הערוצים עם מתחים מחוץ לטווח עבור המקטעים כולו. אם הם מהווים 60% או יותר מהניסויים שנדחו, הסר באופן ידני ערוצים אלה. חזור על שלב זה פעמים רבות ככל הנדרש.בעקבות שלבי הסרת החפץ, ודא כי מינימום של 100 מטאטא מתקבלים. לאחר מכן, התווה את ערוצי העניין כדי לסווג דפוסים מורפולוגיים. אם מורפולוגיה cVEP מאופיינת בשיא חיובי גדול בערך 100 עד 115 אלפיות שנייה p1, ואחריו שיא שלילי בערך 140 עד 180 אלפיות שנייה n1, ושיא חיובי בערך 165 עד 240 אלפיות שנייה p2, בחר תבנית A.If מורפולוגיה cVEP מאופיין פסגות חיוביות ושליליות בערך 100 עד 115 אלפיות שנייה p1, 140 עד 180 אלפיות שניה n1a , 180 עד 240 אלפיות שניה p2a, 230 עד 280 אלפיות שניה n1b, ו 260 עד 350 אלפיות שניה p2b, בחר תבנית B.To ליצור ממוצע קבוצה, לצרף ערכות נתונים בודדים יחד על פי התבנית המורפולוגית שנצפו חזותית.תן שם לקובץ ערכת הנתונים הממוזג החדש ושמור אותו. תוצאות cVEP תחילת האובייקט של חמישה משתתפים בגילאי 19 עד 24 שנים, אשר צפו באופן פסיבי כל פרדיגמה חזותית, מתקבלים. באובייקטים ללא מצב רטט זמני, שני משתתפים נמצאו להציג עם תבנית A, בעוד שלושה הציג עם תבנית B.Similarly, באובייקטים עם מצב רטט זמני, שני נושאים שהוצגו עם תבנית A, ושלושה עם תבנית B.It ניתן גם לראות כי עצבנות אפקטים משרעת ורוחב בכל אובייקט תחילת דפוס cVEP.עם זאת, בניגוד ל- cVEPs תחילת האובייקט, דפוסים מורפולוגיים cVEP תחילת תנועה עבור כל משתתף היו עקביים על פני מצב רטט. יתר על כן, הממוצע הקבוצתי Pattern B אינו מראה ראיות ברורות לרכיבי השיא המרובים, הקיימים בדרך כלל הן עם והן ללא עצבנות זמנית. בדומה לפרדיגמה של האובייקטים, נראה כי רטט בפרדיגמת התנועה משפיע על מאפייני cVEP של תחילת התנועה בשני הדפוסים המורפולוגיים.סיווג של מורפולוגיה cVEP אינו מבוצע כעת. אבל דפוסים מורפולוגיים יכולים לשקף תהליכים קליפת המוח חזותיים ספציפיים. התחשבות בדפוסים אלה עשויה להבהיר את התפקוד הנוירופיזיולוגי הבסיסי הקשור להתנהגות.מגנטונצפלוגרפיה, או MEG, עשוי לספק מידע זמני חינם לגבי פוטנציאל לעורר חזותית. בעוד הערכת FMRI בו זמנית יכולה לספק רזולוציה מרחבית גבוהה לגבי הפעלת רשת קליפת המוח דיפרנציאלית הקשורה למורפולוגיה. אם אלקטרודות ממוקמות באופן בלתי הולם ו /או מכשולים גבוהים, הפרשנות של נתונים תהיה קשה ואולי חסרת משמעות.בעת חיטוי הרשת, זכור להיזהר עם החיטוי, ולא לקבל את זה קרוב לעיניים. השלך את זה כמו שצריך.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Physiological, Morphological and Neurochemical Characterization of Neurons Modulated by Movement

אפיון פיזיולוגיים, מורפולוגי והעצבית של נוירונים מווסתת על ידי תנועת

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

קביעת מיטוכונדריאלי המינים ממברנה פוטנציאליים הריאקטיבי חמצן בנוירונים חולדה חיה קליפתיים

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 הקלטות של רשתית עכבר: רוד Photoresponses חרוט

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

סידן הדמיה תפקודית בפיתוח רשתות קליפתיים

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

חילוץ פוטנציאלים עוררים חזותיים מEEG נתונים שנרשמו במהלך גירוי מגנטי Transcranial מודרך-fMRI

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

Electroporation תת סוג סלקטיבי של בקליפת המוח 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

בו זמנית<em&gt; Vivo לשעבר</em&gt; בדיקות פונקציונליות של שתי הרשתיות על ידי<em&gt; In vivo</emמערכת electroretinogram&gt;

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

הקלטת פוטנציאל עוררה חזותית במודל עכברוש של demyelination עצב אופטי הניסויי

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

הקלטה בו זמנית של Electroretinography ופוטנציאלים חזותיים מעוררים אצל חולדות הרדימו

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

חזותי הקלטות פוטנציאליים עורר בעכברים באמצעות ערוץ מרובה לא פולשנית יבש בקרקפת EEG חיישן

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 ...