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

Это исследование было поддержано Техасским университетом в Остине колледж связи Грант Подготовка Премии и Техасского университета в Остине офис вице-президента по исследованиям специальных исследований Грант.

Все методы, описанные здесь, были одобрены Институциональным наблюдательным советом (IRB) по исследованиям в области человека в Техасском университете в Остине.
1. Характеристики стимулов
<ol><li>Создавайте раздражители объектов с помощью изображений с открытым исходным ко...

<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>

Цель этого методологического отчета состояла в том, чтобы оценить целесообразность записи дифференциальной морфологии CVEP с помощью визуальных объектов и стимулов движения, специально разработанных для отдельного стимулирования вентральных и торцев ывательных потоков в задачах пас?...

Электроэнцефалография (ЭЭГ) является инструментом, который предлагает недорогой и неинвазивный подход к изучению корковой обработки, особенно по сравнению с методами корковой оценки, такими как функциональная магнитно-резонансная томография (МРТ), позитронное излучение томография (ПЭТ) и диффузионная тензорная визуализация (DTI)1. ЭЭГ также обеспечивает высокое временное разрешение, которое невозможно достичь при использовании такихмер, как МРТ, ПЭТ или DTI 2. Высокое временное разрешение имеет решающее значение при изучении центральной временной функции для получения миллисекундной точности нейрофизиологических механизмов, связанных с обработкой конкретных входных данных или событий.  В центральной зрительной системе, корковые визуальные вызванные потенциалы (CVEPs) являются популярным подходом в изучении запертых во времени нервных процессов в коре головного мозга.  Ответы CVEP регистрируются и усредняются в течение ряда испытаний событий, в результате чего пиковые компоненты (например, P1, N1, P2) возникают с определенными миллисекундными интервалами. Сроки и амплитуда этих пиковых нейронных реакций могут предоставить информацию о скорости и созревании корковой, а также дефицит в корковой функции3,4,5.
CVEPs специфичны для типа визуального ввода, представленного зрителю. Используя определенные стимулы в парадигме CVEP, можно наблюдать функцию различных визуальных сетей, таких как брюшной поток, участвующих в обработке формы и цвета, или парвоцеллюлярный и магноцеллюлярный вход6,7, 8, и торсальный поток, который в значительной степени обрабатывает движение или магно-клеточный вход9,10. CVEPs, генерируемые этими сетями, были полезны не только в лучшем понимании типичных нейрофизиологических механизмов, лежащих в основе поведения, но и в целенаправленном лечении нетипичного поведения в клинических популяциях. Например, задержки CVEP компонентов в как дорсальных и брюшных сетей были зарегистрированы у детей с дислексией, что свидетельствует о том, что зрительная функция в обеих этих сетях должны быть направлены при разработке плана вмешательства11.  Таким образом, CVEPs, записанные с помощью ЭЭГ, предлагают мощный клинический инструмент, с помощью которого можно оценить как типичные, так и нетипичные визуальные процессы.
В недавнем исследовании, высокой плотности ЭЭГ был использован для измерения очевидного движения начала CVEPs в обычно развивающихся детей, с целью изучения переменных ответов CVEP и связанных с ними зрительных корковых генераторов по всей разработке. Участники пассивно рассматривали видимые стимулы движения12,13,14,15, которые состояли как из изменения формы, так и движения, предназначенные для одновременного стимулирования торцевых и вентральных потоков. Было установлено, что примерно половина детей ответили cvEP волновой формы, или морфологии, состоящий из трех пиков (P1-N1-P2, шаблон А).  Эта морфология является классическим ответом CVEP наблюдается во всей литературе. В отличие от этого, другая половина детей, представленных с морфологической картины состоит из пяти пиков (P1-N1a-P2a-N1b-P2b, шаблон B). Насколько нам известно, надежное возникновение и сравнение этих морфологических закономерностей ранее не обсуждалось в литературе CVEP ни у детей, ни у взрослого населения, хотя переменная морфология была отмечена как в явном движении, так и в движения начала CVEPs14,16. Кроме того, эти морфологические различия не были бы очевидны в исследованиях с использованием других методов корковой функциональной оценки, таких как МРТ или ПЭТ, из-за низкого временного разрешения этих мер.
Для определения корковых генераторов каждого пика в моделях CVEP A и B были проведены анализы локализации источников, что является статистическим подходом, используемым для оценки наиболее вероятных корковых регионов, участвующих в ответе CVEP12,13 . Для каждого пика, независимо от морфологического шаблона, в качестве источников сигнала CVEP были определены первичные и более высокие зрительные кортики.  Таким образом, кажется, что основное различие, лежащее в основе морфологии CVEP, вызванное очевидным движением, состоит в том, что те, у кого есть шаблон B, активируют зрительные корковые области дополнительно во время обработки. Поскольку эти типы шаблонов ранее не были идентифицированы в литературе, цель дополнительной визуальной обработки в тех, с CVEP шаблон B остается неясным.  Таким образом, следующая цель в этой линии исследований заключается в том, чтобы лучше понять причину дифференциальной морфологии CVEP и могут ли такие модели относиться к визуальному поведению как в типичных, так и в клинических популяциях.
Первый шаг в понимании того, почему некоторые люди могут продемонстрировать один CVEP морфологии по сравнению с другим, чтобы определить, являются ли эти ответы являются внутренней или экстринсической природы.  Другими словами, если человек демонстрирует один шаблон в ответ на визуальный стимул, будут ли они реагировать с аналогичным шаблоном на все стимулы?  Или этот ответ зависит от стимула, специфичный для визуальной сети или сетей, активированных?
Чтобы ответить на этот вопрос, были разработаны две пассивные визуальные парадигмы, предназначенные для отдельной активации конкретных визуальных сетей. Стимул, представленный в первоначальном исследовании, был разработан для одновременного стимулирования как торсальных, так и брюшных потоков; таким образом, неизвестно, участвуют ли одна или обе сети в создании специфической морфологии волн. В нынешнем методологическом подходе парадигма, предназначенная для стимулирования брюшного потока, состоит из высоко идентифицируемых объектов в основных формах квадратов и кругов, вызывая объектное начало CVEPs. Парадигма, предназначенная для стимулирования тонального потока, состоит из визуального движения через радиальное поле согласованных центральных точек движения точек на фиксированной скорости к точке фиксации, вызывая начало движения CVEPs.
Второй вопрос, который возник в результате первоначального исследования, был ли дифференциал ВЕП морфологии может быть связано с участником ожидания предстоящих стимулов13. Например, исследования показали, что сверху вниз корковой осцилляторной активности, происходящих до целевого стимула может предсказать последующие CVEP и поведенческие реакции в некоторой степени17,18,19. Очевидная парадигма движения в первом исследовании использовали нерандомизированные кадры радиальной звезды и круга с последовательными интервалами между стимулами (ISIs) 600 ms. Эта конструкция, возможно, способствовала ожиданию и предсказанию предстоящего стимула, с в результате колебания активности, влияющих на последующие МОРФОЛОГия CVEP12,13,19.
Для решения этой проблемы визуальные объекты и парадигмы движения в текущем протоколе разработаны как с последовательными ИСИ одинакового временного значения, так и с рандомизированными ИСИ с различными временными значениями (т.е. с испугом).  Используя этот подход, можно определить, как временные изменения могут повлиять на морфологию VEP в различных визуальных сетях. В целом, цель описанного протокола состоит в том, чтобы определить, будет ли визуальный объект и стимулы движения чувствительны к изменениям в морфологии CVEP и повлияет ли временное изменение представления стимулов на характеристики реакции CVEP, включая пиковую задержку, амплитуду и морфологию. Для целей настоящего документа цель заключается в определении осуществимости методологического подхода. Предполагается, что как визуальные объекты, так и движение могут вызвать переменную морфологию (т.е. шаблоны A и B будут наблюдаться между субъектами в ответ на оба раздражители) и что временное изменение повлияет на объектное начало и начало движения компонентов 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

В настоящем документе представлена методология записи и анализа корковых визуальных вызванных потенциалов (CVEPs) в ответ на различные зрительные стимулы с использованием 128-канальной электроэнцефалографии высокой плотности (ЭЭГ). Конкретная цель описанных стимулов и анализов заключается в изучении того, возможно ли воспроизвести ранее зарегистрированные морфологические модели CVEP, вызванные явным стимулом движения, призванным одновременно стимулировать как брюшной, так и дорсальный центральный визуальные сети, использующие объекты и стимулы движения, предназначенные для отдельного стимулирования вентральных и дорсальных зрительных корковых сетей.  Представлены четыре визуальные парадигмы: 1. Рандомизированные визуальные объекты с последовательной временной презентацией. 2. Рандомизированные визуальные объекты с непоследовательным височной презентацией (или испугом).  3. Визуальное движение через радиальное поле последовательного движения центральной точки без испуга.  4. Визуальное движение через радиальное поле когерентного движения центральной точки с испугом.  Эти четыре парадигмы представлены в псевдорандомизированном порядке для каждого участника.  Jitter вводится для того, чтобы увидеть, как возможные упреждающие эффекты могут повлиять на морфологию начала объекта и начала движения CVEP ответ.  Анализ данных ЭЭГ подробно описан, включая этапы экспорта данных с и импорта на платформы обработки сигналов, плохую идентификацию и удаление каналов, отторжение артефактов, усреднение и классификацию среднего морфологического CVEP тип шаблона, основанный на диапазонах задержки пиков компонентов. Репрезентативные данные показывают, что методологический подход действительно чувствителен в деле получения дифференциальных закономерностей и начала движения морфологических моделей CVEP и, следовательно, может быть полезен для решения более широкой цели исследования. Учитывая высокое временное разрешение ЭЭГ и возможное применение ЭЭГ высокой плотности в анализе локализации источников, этот протокол идеально подходит для исследования различных морфологических моделей CVEP и основных нейронных механизмов, которые генерируют эти дифференциальные ответы.

На рисунке 3 и рисунке 4 показаны репрезентативные результаты CVEP и начала движения пяти участников в возрасте 19-24 лет, которые пассивно рассматривали каждую визуальную парадигму. Такая конструкция позволяла наблюдать за реакциями CVEP, вызванными визуаль?...

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

В этой работе мы представляем протокол для исследования дифференциальных корковых визуальных вызванных потенциальных морфологических моделей путем стимуляции брюшной и дорсальной сетей с использованием ЭЭГ высокой плотности. Визуальные объекты и движения стимул парадигмы, с и без временного испуг, описаны. Также излагаются визуальные вызванные потенциальные морфологические анализы.

Стимул-специфический Кортикальный визуальный вызванный потенциальные морфологические шаблоны

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

Использование этого протокола и будущих исследований с большими размерами выборки может определить, является ли переменная корковая визуальная вызванная потенциальная морфология зависит от типа стимула, внешний, или зритель, внутренне. Переменная визуальная вызванная потенциальная морфология может рассматриваться только с помощью высокого временного разрешения ЭЭГ, который также является экономически эффективным, неинвазивным и требует минимального времени записи по сравнению с другими методологиями. Демонстрацией процедуры будет Mashhood Nielsen, руководитель лаборатории и научный сотрудник из моей лаборатории.Сопроводив участника в зал записи ЕГЭ, измерьте окружность головы участника в сантиметрах и выберите соответствующий чистый размер ЭЭГ. Измерьте и отметьте середину кожи головы для размещения эталонного электрода. Приготовьте один литр теплой воды, смешанной с пятью миллилитров детского шампуня и 1100 граммов хлорида калия.Поместите ЭЭГ-сетку в раствор и позвольте сети впитаться в раствор в течение пяти минут. Включите компьютер презентации стимулов и компьютер для приобретения ЭЭГ. Поместите полотенце или другой абсорбентный материал на шею участника, чтобы предотвратить капание раствора на его или ее одежду и поручить участнику закрыть глаза.Затем твердо схвять ЭЭГ сетку обеими руками и поместить его на голову участника. Убедитесь, что сеть расположена симметрично на голове головы, со эталонным электродом в средней точке кожи головы, которая была измерена. Затяните подбородок и глазные линии сетки, чтобы обеспечить безопасную связь между кожей головы и электродами.Спросите участника, если он или она комфортно, и если что-нибудь должно быть скорректировано. Подключите сеть ЭЭГ к усилителю. Проверьте наличие надлежащих значений электрода с средней целью 10 килохм.Чтобы уменьшить значения импеданса, используйте одноми миллилитрную пипетку, чтобы нанесите раствор хлорида калия на кожу головы и электроды, которые имеют высокую зависимость. Продолжайте этот процесс до тех пор, пока не будут достигнуты адекватные значения неустумности через электроды. Поручите участнику сосредоточиться на визуальных стимулах, которые появятся на мониторе.Расстояние просмотра составляет около 65 дюймов. Используйте псевдо-генератор случайных чисел, чтобы определить порядок представления для четырех визуальных парадигм, и начать визуальные задачи и записи ЭЭГ. Если продолжающийся ЭЭГ показывает высокую миогенную или ровно 60 герц активности, приостановить эксперимент, чтобы перепроверить подключение кожи головы электрода.Повторите визуальные задачи и записи ЭЭГ для парадигмы визуального объекта, визуальный объект с временной парадигмы испуга, парадигмы визуального движения, и визуальное движение с временной парадигмы испуга. По завершении эксперимента поручить участникам закрыть глаза, чтобы предотвратить проникновение раствора в глаза при удалении сетки. Начните с ослабления подбородка и глазных линий сетки.Затем медленно снимите сетку, аккуратно потянув подбородок ремень вверх и над головой участника. Отключите сеть ЭЭГ от усилителя. Начните процесс дезинфекции, поместив крышку ЭЭГ в и из ведра, наполненного водой и полоскания под краном.Затем приготовьте дезинфицирующее средство, добавив около двух литров воды в дезинфицирующее ведро и смешивая 15 миллилитров дезинфицирующего средства с водой. Погрузите сенсорный конец сетки в дезинфицирующее средство. Установите таймер на две минуты.Непрерывно окунать сеть вверх и вниз. Оставьте чистую замачивания еще на восемь минут. После этого снимите крышку ЭЭГ с дезинфицирующего раствора.Поместите ЭЭГ сетку в и из электрода ведро заполнены водой и под проточной водой для полоскания. Повторите стирку четыре раза и дайте сетке высохнуть. Для начала анализа ЭЭГ, используя один герц высокого прохода фильтра, передача ЭЭГ файлов в MatLab для анализа через набор инструментов EEGLAB.Выберите параметр файла из меню падения и нажмите на данные об импорте. Выберите с помощью функций EEGLAB и плагинов из меню. Далее нажмите на соответствующий формат экспортного файла.Выберите edit'from меню падения вниз, и выберите места канала для переназначения местоположения канала в зависимости от типа электромонтажа. Нажмите на искать места и выбрать эллипс, чтобы найти путь электрод монтаж файл интереса. Чтобы назначить время предварительного и пост-стимула, введите значение 0,1 секунды в поле времени старта.Чтобы базовые правильные данные в соответствии с интервалом prestimulus, выберите предварительный базовый correct'Remove плохие каналы, используя вероятность на пороге 2,5 балла. Проверка идентификации или удаления плохих каналов путем построения всех электродов. При необходимости вручную снимите каналы со средними амплитудами напряжения за пределами диапазона от 30 до 30 микровольт.Затем выполните отторжение артефактов, введя значения 100 микровольт и 100 микровольт, и обратите внимание на каналы с напряжением вне диапазона для всех сегментов. Если они составляют 60% или более отклоненных испытаний, вручную удалите эти плохие каналы. Повторите этот шаг столько раз, сколько необходимо.Следуя шагам удаления артефакта, убедитесь, что принято не менее 100 зачисток. Затем навещаем каналы, представляющие интерес для классификации морфологических моделей. Если морфология cVEP характеризуется большим положительным пиком на уровне примерно 100-115 миллисекунд p1, следуют отрицательный пик примерно на 140 до 180 миллисекунд n1, и положительный пик примерно на 165 до 240 миллисекунд p2, выбрать шаблон A.If cVEP морфология характеризуется положительными и отрицательными пиками примерно от 100 до 115 миллисекунд p1, от 140 до 180 миллисекунд n1a , от 180 до 240 миллисекунд p2a, от 230 до 280 миллисекунд n1b, и от 260 до 350 миллисекунд p2b, выберите шаблон B.To создайте среднее групповое, притягать отдельные наборы данных вместе в соответствии с морфологическим шаблоном визуально наблюдаемых.Назовите и сохраните недавно объединенный файл набора данных. Получены результаты объекта cVEP пяти участников в возрасте от 19 до 24 лет, которые пассивно просматривали каждую визуальную парадигму. В объектах без временного состояния испуга, два участника были найдены представить с шаблоном А, в то время как три представлены с шаблоном B.Similarly, в объектах с временным состоянием испуга, два предмета, представленные с шаблоном А, и три с шаблоном B.It также могут наблюдаться, что амплитуда и задержка нервного эффекта в каждом объекте начала cVEP шаблон.Однако, в отличие от объекта начала cVEPs, движение начала cVEP морфологических моделей для каждого участника были последовательными через испуг состоянии. Кроме того, среднее значение группы шаблона B не показывает четких доказательств нескольких пиковых компонентов, обычно присутствующих как с временным испугом, так и без него. Подобно парадигме объектов, дрожь в парадигме движения, как представляется, влияет на начало движения cVEP характеристики в обоих морфологических моделей.Категоризация морфологии cVEP в настоящее время не выполняется. Но морфологические модели могут отражать специфические зрительные корковые процессы. Рассмотрение этих моделей может прояснить основные нейрофизиологические функции, связанные с поведением.Магнитоэнцефалография, или МЭГ, может предоставить бесплатную временную информацию о визуальном вызвать потенциалы. В то время как одновременная оценка FMRI может обеспечить высокое пространственное разрешение, касающееся дифференциальной активации корковых сетей, связанных с морфологией. Если электроды расположены ненадлежащим образом и/или затруднения высоки, интерпретация данных будет трудной и, возможно, бессмысленной.При дезинфекции сетки, не забудьте быть осторожным с дезинфицирующим средством, и не получить его близко к глазам. Утилизировать его должным образом.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Physiological, Morphological and Neurochemical Characterization of Neurons Modulated by Movement

Физиологические, морфологические и нейрохимические Характеристика нейронов модулируется движением

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

Определение Митохондриальная мембранного потенциала и активных форм кислорода в Живом Крыса корковых нейронов

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 записи ЭРГ от мыши Retina: палочек и колбочек 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

Функциональной визуализации кальция в развивающихся Корковая сетей

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

Извлечение зрительных вызванных потенциалов из ЭЭГ данные, записанные во МРТ-управляемой транскраниальной магнитной стимуляции

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

Класс-селективный Электропорация корковых интернейронов

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

Одновременный<em&gt; Экс естественных условиях</em&gt; Функциональное тестирование двух сетчатки по<em&gt; В естественных условиях</em&gt; Система электроретинограммы

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

Визуальный вызванных потенциалов Запись в крысиной модели экспериментальной зрительного нерва демиелинизация

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

Одновременная запись электроретинография и визуальных Вызванные Потенциалы в анестезированных крыс

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

Визуальные вызвала потенциальных записей в мышей с использованием сухой неинвазивные многоканальный скальпа ЭЭГ датчик

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 ...