Name: detecting pre-stimulus source-level effects on object perception with magnetoencephalography
Uploaded: 2019-07-26T15:00:00
Duration: 9 min 25 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Detecting Pre-Stimulus Source-Level Effects on Object Perception with Magnetoencephalography at JoVE.com

وقد تم دعم هذا العمل من قبل صندوق العلوم النمساوي FWF، تصوير العقل: الاتصال والوظائف المعرفية العليا، W 1233-G17 (إلى E.R.) والمجلس الأوروبي للبحوث منحWIN2CON، ERC StG 283404 (إلى N.W.). ويود المؤلفان أن ينوه بدعم نادية مولر - فوغل، ونيكولاس بيتفيلد، ومانفريد سيفتر للمساهمات في هذا البروتوكول.

<ol>
	<li>Arieli, A., Sterkin, A., Grinvald, A., Aertsen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+of+ongoing+activity:+explanation+of+the+large+variability+in+evoked+cortical+responses.">Dynamics of ongoing activity: explanation of the large variability in evoked cortical responses.</a> Science. 273 (5283), 1868-1871 (1996).</li><li>Boly, M., 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=Baseline+brain+activity+fluctuations+predict+somatosensory+perception+in+humans.">Baseline brain activity fluctuations predict somatosensory perception in humans.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104 (29), 12187-12192 (2007).</li><li>Rahn, E., Ba&#351;ar, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prestimulus+EEG-activity+strongly+influences+the+auditory+evoked+vertex+response:+a+new+method+for+selective+averaging.">Prestimulus EEG-activity strongly influences the auditory evoked vertex response: a new method for selective averaging.</a> The International Journal of Neuroscience. 69 (1-4), 207-220 (1993).</li><li>Sup&#232;r, H., van der Togt, C., Spekreijse, H., Lamme, V. A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Internal+state+of+monkey+primary+visual+cortex+(V1)+predicts+figure-ground+perception.">Internal state of monkey primary visual cortex (V1) predicts figure-ground perception.</a> The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 23 (8), 3407-3414 (2003).</li><li>Frey, J. N., 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+Tactile+Window+to+Consciousness+is+Characterized+by+Frequency-Specific+Integration+and+Segregation+of+the+Primary+Somatosensory+Cortex.">The Tactile Window to Consciousness is Characterized by Frequency-Specific Integration and Segregation of the Primary Somatosensory Cortex.</a> Scientific Reports. 6, 20805 (2016).</li><li>Leonardelli, 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=Prestimulus+oscillatory+alpha+power+and+connectivity+patterns+predispose+perceptual+integration+of+an+audio+and+a+tactile+stimulus.">Prestimulus oscillatory alpha power and connectivity patterns predispose perceptual integration of an audio and a tactile stimulus.</a> Human Brain Mapping. 36 (9), 3486-3498 (2015).</li><li>Leske, S., 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=Prestimulus+Network+Integration+of+Auditory+Cortex+Predisposes+Near-Threshold+Perception+Independently+of+Local+Excitability.">Prestimulus Network Integration of Auditory Cortex Predisposes Near-Threshold Perception Independently of Local Excitability.</a> Cerebral Cortex. 25 (12), 4898-4907 (2015).</li><li>Weisz, N., 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=Prestimulus+oscillatory+power+and+connectivity+patterns+predispose+conscious+somatosensory+perception.">Prestimulus oscillatory power and connectivity patterns predispose conscious somatosensory perception.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 111 (4), 417-425 (2014).</li><li>Busch, N. A., Dubois, J., VanRullen, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+phase+of+ongoing+EEG+oscillations+predicts+visual+perception.">The phase of ongoing EEG oscillations predicts visual perception.</a> The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 29 (24), 7869-7876 (2009).</li><li>Mathewson, K. E., Gratton, G., Fabiani, M., Beck, D. M., Ro, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=To+see+or+not+to+see:+prestimulus+alpha+phase+predicts+visual+awareness.">To see or not to see: prestimulus alpha phase predicts visual awareness.</a> The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 29 (9), 2725-2732 (2009).</li><li>Blake, R., Logothetis, N. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visual+competition.">Visual competition.</a> Nature Reviews Neuroscience. 3 (1), 13-21 (2002).</li><li>Van Veen, B. D., van Drongelen, W., Yuchtman, M., Suzuki, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Localization+of+brain+electrical+activity+via+linearly+constrained+minimum+variance+spatial+filtering.">Localization of brain electrical activity via linearly constrained minimum variance spatial filtering.</a> IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 44 (9), 867-880 (1997).</li><li>Bastos, A. M., Schoffelen, J. -. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Tutorial+Review+of+Functional+Connectivity+Analysis+Methods+and+Their+Interpretational+Pitfalls.">A Tutorial Review of Functional Connectivity Analysis Methods and Their Interpretational Pitfalls.</a> Frontiers in Systems Neuroscience. 9, 175 (2015).</li><li>Rubin, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Synsoplevede Figurer. , (1915).</li><li>Balderston, N. L., Schultz, D. H., Baillet, S., Helmstetter, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+to+detect+amygdala+activity+with+magnetoencephalography+using+source+imaging.">How to detect amygdala activity with magnetoencephalography using source imaging.</a> Journal of Visualized Experiments. (76), e50212 (2013).</li><li>Kleiner, M., 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=What's+new+in+psychtoolbox-3.">What's new in psychtoolbox-3.</a> Perception. 36 (14), 1-16 (2007).</li><li>Oostenveld, R., Fries, P., Maris, E., Schoffelen, J. -. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FieldTrip:+Open+source+software+for+advanced+analysis+of+MEG,+EEG,+and+invasive+electrophysiological+data.">FieldTrip: Open source software for advanced analysis of MEG, EEG, and invasive electrophysiological data.</a> Computational Intelligence and Neuroscience. 2011, 156869 (2011).</li><li>Rassi, E., Wutz, A., Mueller-Voggel, N., Weisz, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pre-stimulus+feedback+connectivity+biases+the+content+of+visual+experiences.">Pre-stimulus feedback connectivity biases the content of visual experiences.</a> BioRxiv. , (2019).</li><li>Nolte, G., 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=Identifying+true+brain+interaction+from+EEG+data+using+the+imaginary+part+of+coherency.">Identifying true brain interaction from EEG data using the imaginary part of coherency.</a> Clinical Neurophysiology: Official Journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology. 115 (10), 2292-2307 (2004).</li><li>Maris, E., Oostenveld, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonparametric+statistical+testing+of+EEG-+and+MEG-data.">Nonparametric statistical testing of EEG- and MEG-data.</a> Journal of Neuroscience Methods. 164 (1), 177-190 (2007).</li><li>Hesselmann, G., Kell, C. A., Eger, E., Kleinschmidt, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spontaneous+local+variations+in+ongoing+neural+activity+bias+perceptual+decisions.">Spontaneous local variations in ongoing neural activity bias perceptual decisions.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (31), 10984-10989 (2008).</li><li>Kanwisher, N., McDermott, J., Chun, M. 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+fusiform+face+area:+a+module+in+human+extrastriate+cortex+specialized+for+face+perception.">The fusiform face area: a module in human extrastriate cortex specialized for face perception.</a> The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 17 (11), 4302-4311 (1997).</li><li>Morey, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Confidence+Intervals+from+Normalized+Data:+A+correction+to+Cousineau.">Confidence Intervals from Normalized Data: A correction to Cousineau.</a> Tutorials in Quantitative Methods for Psychology. 4 (2), 61-64 (2008).</li><li>Miller, E. K., Nieder, A., Freedman, D. J., Wallis, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+correlates+of+categories+and+concepts.">Neural correlates of categories and concepts.</a> Current Opinion in Neurobiology. 13 (2), 198-203 (2003).</li><li>Kreiman, G., Koch, C., Fried, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Category-specific+visual+responses+of+single+neurons+in+the+human+medial+temporal+lobe.">Category-specific visual responses of single neurons in the human medial temporal lobe.</a> Nature Neuroscience. 3 (9), 946-953 (2000).</li></ol>

وليس لدى أصحاب البلاغ ما يكشفون عنه.

تقديم حافز فريد يمكن تفسيره على أنه أكثر من كائن واحد مع مرور الوقت، ولكن ككائن واحد فقط في أي وقت من الأوقات، يسمح بالتحقيق في آثار ما قبل التحفيز على إدراك الكائن. في هذا طريق واحدة يمكن أن يربط [بر-وونك] دماغ حالات إلى تقارير ذاتيّة من ال يتصوّر أشياء. في بيئة المختبر، توفر الصور الغامضة التي يمكن تفسيرها بإحدى طريقتين، مثل وهم زهرية روبن، حالة مثالية تسمح بتباينات مباشرة في نشاط الدماغ بين نوعين من التجارب: تلك المتصورة بطريقة واحدة (على سبيل المثال، "الوجه" ) وتلك التي ينظر إليها في الاتجاه الآخر (على سبيل المثال، 'زهرية').
إن تقديم هذه المحفزات بإيجاز (<200 مللي ثانية) يضمن أن يرى الناس واحدًا فقط من التفسيرين المحتملين للحافز في محاكمة معينة، وأن يبلغوا عن ذلك. موازنة (بالتناوب عشوائيا) بين المزهرية السوداء / وجوه بيضاء وزهرية بيضاء / وجوه سوداء إصدارات التحفيز عبر المشاركين يقلل من تأثير ميزات التحفيز منخفضة المستوى على التحليل اللاحق. تقديم قناع مباشرة بعد التحفيز يمنع الصور اللاحقة من تشكيل وتحيز ردود المشاركين. لأن تحليل الفترة بعد بداية التحفيز ليست ذات فائدة، لا حاجة إلى مطابقة بين ميزات التردد المنخفض للتحفيز والقناع. وأخيراً، فإن تناوب أزرار الاستجابة عبر المشاركين (على سبيل المثال، اليسار للإناء، والحق في الوجه، أو العكس بالعكس) يمنع النشاط بسبب إعداد المحرك من العوملة في التناقضات.
وبالنظر إلى دقة الملي ثانية من MEG، فإن فترة ما قبل التحفيز التي لا تقل عن 1 ثانية كافية لتقدير مقاييس مثل القدرة الطيفية والاتصال. وبالنظر إلى قصر مدة كل تجربة ناتجة عن ذلك، يمكن استيعاب عدد كبير من التجارب في جلسة تجريبية، مما يضمن نسبة عالية من الإشارة إلى الضوضاء عند متوسط إشارات MEG عبر التجارب.
وقد ثبت أن المناطق الحساسة للفئات المحددة ذات الأهمية نشطة أثناء تصور الكائن24و25 . فعلى سبيل المثال، تفيد التقارير على نطاق واسع بأن وكالة مصائد الأسماك تشارك في تصور الوجه22. وللتحقيق في آثار النشاط المقاس الناجم عن مصادر محددة، يمكن للمرء أن يعيد بناء بيانات MEG. وللتحقيق في الربط بين المصادر، من الضروري إعادة بناء المصادر. ولتيسير تحليل البيانات المصدرية، يمكن تمثيل البيانات ذات المستوى المصدر أحادي التجربة بـ "أجهزة استشعار افتراضية". تمثيل البيانات بهذه الطريقة يمكّن المرء من تحليل بيانات مصدر تجربة واحدة بنفس الطريقة بالضبط في مساحة المصدر ومساحة أجهزة الاستشعار (أي باستخدام نفس وظائف التحليل، على سبيل المثال باستخدام مربع أدوات Fieldtrip). ثم يتيح هذا اختبار الفرضيات حول نشاط مناطق محددة من المصالح بطريقة مباشرة.
في حين ثبت أن قوة ما قبل التحفيز المذبذب ة تؤثر على الكشف عن التحفيز بالقرب من العتبة الإدراكية (المتصورة مقابل غير المتصورة)، ما إذا كان يؤثر على محتوى ما ينظر إليه هو أقل شهرة. هنا قارنا قوة ما قبل التحفيز المذبذب في FFA بين التجارب التي أبلغ الناس الوجه مقابل زهرية، ولم نجد أي اختلافات إحصائية. اختبرنا في وقت لاحق ما إذا كان الاتصال بين V1 وFFA يؤثر على التقرير الإدراكي القادم، ووجدنا أن تجارب الوجه سبقتها زيادة الاتصال بين V1 وFFA في نطاق تردد ألفا حوالي 700 مللي ثانية قبل ظهور التحفيز. أن وجدنا أي تأثير في قوة ألفا، ولكن بدلا من ذلك في الاتصال في الفرقة ألفا، ويشير إلى أنه في حين أن قوة ألفا قبل التحفيز قد تؤثر على الكشف عن التحفيز7،8، فإنه لا يؤثر بالضرورة على تصنيف الكائن. ولذلك تبين نتائجنا أنه من أجل فهم أكثر اكتمالا للديناميات المتذبذبة التي تسبق إدراك الكائن وتأثيرها اللاحق على إدراك الأجسام، فإن مجرد تحليل القوة المتذبذبة في المناطق ذات الأهمية ليس كافيا. بل يجب أن يؤخذ في الاعتبار الربط بين المناطق ذات الأهمية، لأن التقلبات المستمرة في قوة هذه الصلات يمكن أن تحيّز التصور اللاحق18. وأخيرا، على الرغم من الاستبانة المكانية الأقل من الأمثل لـ MEG، فإن بروتوكولنا يبين أن المرء قادر على تحديد المناطق ذات الأهمية بوضوح والتحقيق في علاقاتها. يمكن أن تحل MEG محل تخطيط الدماغ الكهربائي (EEG) لأنها توفر دقة مكانية فائقة، ويمكن أن تحل محل التصوير بالرنين المغناطيسي للوظيفة لأنها توفر دقة زمنية فائقة. ولذلك، MEG جنبا إلى جنب مع إعادة بناء المصدر هو مناسب بشكل مثالي للتحقيق في العمليات العصبية السريعة والمترجمة.

حالات الدماغ السابقة عرض المحفزات تؤثر على الطريقة التي ينظر بها المحفزات وكذلك الاستجابات العصبية المرتبطة التصور1،2،3،4. على سبيل المثال، عندما يتم تقديم التحفيز مع كثافة قريبة من عتبة الإدراك (بالقرب من العتبة)، يمكن أن تؤثر القوة التذبذبية العصبية قبل التحفيز، والمرحلة، والاتصال على ما إذا كان سيتم تصور التحفيز القادم أو لا ينظر إليه5 ،6،7،8،9،10. ويمكن لإشارات ما قبل التحفيز هذه أن تؤثر أيضاً على جوانب أخرى من الإدراك، مثل محتوى الأجسام الإدراكية.
تقديم الناس مع صورة غامضة والتي يمكن تفسيرها في واحدة من طريقتين هو وسيلة مثالية للتحقيق في تصور الكائن11. ويرجع ذلك إلى أن المحتوى الذاتي للإدراك يمكن أن يكون واحدا من كائنين، في حين أن التحفيز الفعلي لا يزال دون تغيير. وبالتالي يمكن للمرء أن يقيم الاختلافات في إشارات الدماغ المسجلة بين التجارب التي أبلغ الناس عن إدراك واحد مقابل التفسير الممكن الآخر للتحفيز. وبالنظر إلى التقارير، يمكن للمرء أيضا التحقيق في ما إذا كانت هناك أي اختلافات في حالات الدماغ قبل ظهور التحفيز.
التصوير المغناطيسي للدماغ (MEG) هو تقنية تصوير عصبي وظيفية تسجل المجالات المغناطيسية التي تنتجها التيارات الكهربائية في الدماغ. في حين أن مستوى الأوكسجين في الدم تعتمد (BOLD) الاستجابات حل في مقياس زمني من ثانية, MEG يوفر قرار ميلي ثانية، وبالتالي يسمح التحقيق في آليات الدماغ التي تحدث في جداول زمنية سريعة جدا. ميزة ذات صلة من MEG هو أنه يسمح بتوصيف حالات الدماغ من فترات قصيرة من البيانات المسجلة، وهذا يعني يمكن تقصير التجارب التجريبية بحيث العديد من التجارب تناسب دورة تجريبية. وعلاوة على ذلك، تسمح MEG بإجراء تحليلات لمجال التردد يمكن أن تكشف عن نشاط متذبذب.
بالإضافة إلى الدقة الزمنية العالية، تقدم MEG دقة مكانية جيدة. مع مصدر إعادة إنشاء تقنيات12، يمكن للمرء أن مشروع البيانات على مستوى الاستشعار إلى مصدر الفضاء. ثم يتيح هذا اختبار فرضيات حول نشاط مناطق محددة من المصالح. وأخيرا، في حين أن الإشارات في الفضاء الاستشعار مترابطة للغاية، وبالتالي لا يمكن تقييم الاتصال بين أجهزة الاستشعار بدقة، وإعادة بناء المصدر يسمح لتقييم الاتصال بين المناطق ذات الأهمية لأنه يقلل من الارتباطات بين إشارات المصدر13. ويمكن حل تقديرات الاتصال هذه في كل من مجالات الوقت والتردد.
وبالنظر إلى هذه المزايا، فإن MEG مناسبة بشكل مثالي للتحقيق في آثار التحفيز المسبق على إدراك الأجسام في مناطق محددة ذات أهمية. وسوف نوضح في هذا التقرير كيفية تصميم مثل هذه التجربة والإعداد لاقتناء MEG، فضلا عن كيفية تطبيق إعادة بناء المصادر وتقييم النشاط المذبذب والاتصال.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1273px;" width="1273">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:199px;">Data analysis sowftware</td>
			<td style="width:404px;">Elekta Oy, Stockholm, SWEDEN</td>
			<td style="width:164px;">NM23321N</td>
			<td style="width:507px;">Elekta standard data analysis software including MaxFilter release 2.2&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Data analysis workstation</td>
			<td>Elekta Oy, Stockholm, SWEDEN</td>
			<td>NM20998N</td>
			<td>MEG recoding PC and software</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Head position coil kit</td>
			<td>Elekta Oy, Stockholm, SWEDEN</td>
			<td>NM23880N</td>
			<td>5 Head Position Indicator (HPI) coils&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Neuromag TRIUX</td>
			<td>Elekta Oy, Stockholm, SWEDEN</td>
			<td>NM23900N</td>
			<td>306-channel magnetoencephalograph system</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:199px;">Polhemus Fastrak 3D</td>
			<td style="width:404px;">Polhemus, VT, USA</td>
			<td></td>
			<td>3D head digitization system</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">PROPixx</td>
			<td>VPixx Technologies Inc., QC, CANADA</td>
			<td>VPX-PRO-5001C</td>
			<td>Projector and data acquisition system</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">RESPONSEPixx</td>
			<td>VPixx Technologies Inc., QC, CANADA</td>
			<td>VPX-ACC-4910</td>
			<td>MEG-compatible response collection handheld control pad system</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Screen</td>
			<td>VPixx Technologies Inc., QC, CANADA</td>
			<td>VPX-ACC-5180</td>
			<td>MEG-compatible rear projection screen with frame and stand</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">VacuumSchmelze AK-3</td>
			<td>VacuumSchmelze GmbH &#38; Co. KG, Hanau, GERMANY</td>
			<td>NM23122N</td>
			<td>Two-layer magnetically-shielded room</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:199px;">Software</td>
			<td style="width:404px;"></td>
			<td style="width:164px;">Version</td>
			<td style="width:507px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Fieldtrip</td>
			<td>Open Source</td>
			<td>FTP-181005</td>
			<td>fieldtriptoolbox.org</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Matlab</td>
			<td>MathWorks, MA, USA</td>
			<td>R2018b</td>
			<td>mathworks.com/products/matlab</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Psychophysics Toolbox</td>
			<td>Open Source</td>
			<td>PTB-3.0.13</td>
			<td>psychtoolbox.org</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

detecting pre-stimulus source-level effects on object perception with magnetoencephalography

قبل التحفيز نشاط الدماغ المذبذب يؤثر على الإدراك المقبل. ويمكن لخصائص هذا النشاط قبل التحفيز التنبؤ بما إذا كان سيتم تصور حافز قريب من العتبة أم لا، ولكن هل يمكن أيضا التنبؤ بأي من المحفزات المتنافسة ذات المحتويات الإدراكية المختلفة؟ المحفزات البصرية الغامضة، والتي يمكن رؤيتها بإحدى طريقتين ممكنتين في كل مرة، هي مناسبة بشكل مثالي للتحقيق في هذه المسألة. التصوير المغناطيسي للدماغ (MEG) هو تقنية قياس عصبية فسيولوجية تسجل الإشارات المغناطيسية المنبعثة نتيجة لنشاط الدماغ. يسمح الاستبانة الزمنية للميلي ثانية من MEG لتوصيف حالات الدماغ المذبذب من أقل من 1 ثانية من البيانات المسجلة. تقديم شاشة فارغة حوالي 1 ثانية قبل ظهور التحفيز غامضة وبالتالي يوفر نافذة زمنية يمكن للمرء أن يحقق في ما إذا كان النشاط المذبذب قبل التحفيز التحيزات محتوى التصور المقبل، كما هو مبين من قبل المشاركين التقارير. الاستبانة المكانية لـ MEG ليست ممتازة، ولكنها كافية لتوطين مصادر نشاط الدماغ على مقياس سنتيمتر. ثم يسمح إعادة بناء المصدر لنشاط MEG باختبار فرضيات حول النشاط المذبذب لمناطق محددة ذات أهمية، فضلاً عن الاتصال بالوقت والتردد بين المناطق ذات الأهمية. البروتوكول الموصوف يتيح فهم أفضل لتأثير النشاط الدماغي التلقائي والمستمر على الإدراك البصري.

قدمنا الوهم روبن الوجه / زهرية للمشاركين لفترة وجيزة ومرارا وتكرارا، وطلب منالمشاركين للإبلاغ عن الإدراك (الوجه أو زهرية؟) بعد كل محاكمة (الشكل 1). وقد سبقت كل محاكمة ما لا يقل عن 1 ق من شاشة فارغة (مع الصليب التثبيت)؛ وكان هذا الفاصل الزمني قبل التحفيز من الفائدة.
وسألنا عما إذا كانت القوة المتذبذبة قبل التحفيز في المناطق ذات الأهمية أو الربط قبل التحفيز بين المناطق ذات الأهمية قد أثرت على التقرير الإدراكي للحوافز الغامضة المقبلة. ولذلك، وكخطوة أولى، توقعنا بياناتنا على مصدر الفضاء بحيث يمكننا استخراج إشارات من ROIs ذات الصلة.
استناداً إلى المؤلفات السابقة التي تحقق في تصور الوجه والكائن مع كل من المحفزات الغامضة21 و22 التي لا لبس فيها، حددنا أن FFA هي عائد الاستثمار لدينا. وقامنا بعد ذلك بتحليل المكونات الطيفية ذات التردد المنخفض (1-40 هرتز) للإشارة المصدرية لـ FFA وقارننا التقديرات الطيفية من التجارب التي أُبلغ عنها بأنها "وجه" مع التقديرات المأخوذة من التجارب التي أُبلغ عنها على أنها 'مزهرية'. ولم يكشف اختبار تبديل قائم على المجموعات، يُجمع على الترددات 1-40 هرتز، وتباين القوة الطيفية في التجارب التي أبلغ فيها الناس عن وجه مقابل مزهرية، عن وجود اختلافات كبيرة بين نوعي التجربة. ومع ذلك، وصفيا، أظهرت أطياف الطاقة ذروة النطاق ألفا المذبذب المتوقع في نطاق 8-13 هرتز، وإلى حد أقل نشاطالنطاق بيتا في نطاق 13-25 هرتز (الشكل 2).
بعد أن لم نجد أي اختلافات في القوة الطيفية قبل التحفيز، قمنا بعد ذلك بالتحقيق فيما إذا كانت هناك اختلافات في الاتصال قبل التحفيز بين أنواع التجارب. بالإضافة إلى FFA، قررنا V1 أن يكون عائد الاستثمار الثاني لدينا بسبب مشاركتها في كل مكان في الرؤية. بناء على نتائج تحليل الطاقة، حددنا الترددات 8-13 هرتز لتكون ترددات اهتمامنا. لقد حسبنا الجزء الوهمي من الملاءمة بين ثاني أكسيد الفائدة، بشكل منفصل لتجارب الوجه والمزهريات، وقمنا بمتوسط النتيجة عبر ترددات الاهتمام. يعكس هذا التدبير تزامن المرحلة المذبذبة بين مناطق الدماغ ويتحكم بتحفظ ضد آثار التوصيل الحجمي في مصادر MEG المعاد بناؤها19، لذلك كان الأسلوب المفضل لتقييم اقتران وظيفي. كشف اختبار تبديل قائم على المجموعات، تتجمع على مدى النقاط الزمنية -1 إلى 0 ق، والتناقض الوهمي المتناقض بين V1 وFFA في التجارب حيث أبلغ الناس الوجه مقابل زهرية، أن التجارب مواجهة كان أقوى قبل التحفيز الاتصال مقارنة مع التجارب زهرية، حوالي 700 مللي ثانية قبلظهور التحفيز (الشكل 3).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60120/60120fig1.jpg"> الشكل 1 مثال على البنية التجريبية والبيانات الأولية. اللوحة السفلية: تبدأ التجربة بعرض صليب التثبيت. بعد 1 إلى 1.8 ثانية، يظهر التحفيز روبن ل 150 مللي ثانية تليها قناع ل 200 مللي ثانية، ثم تظهر شاشة استجابة لحث المشاركين على الاستجابة مع 'الوجه' أو 'زهرية'. اللوحة العليا: بيانات خام متعددة القنوات من مشارك مثال، ومقفلة زمنياً لبدء التحفيز ومتوسطها عبر التجارب. هذا هو مخطط لتسليط الضوء على البيانات في نافذة تحليل ما قبل التحفيز (-1 ق إلى 0 ق؛ أبرز باللون الوردي)، والتي ستكون الفاصل الزمني المستهدف للتحليل. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60120/60120fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60120/60120fig2.jpg"> الشكل 2 قوة طيفيّة في [فّا]. تقديرات الطاقة الطيفية من إشارات FFA المحلية المصدر على الوجه والمزهريات التجارب. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60120/60120fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60120/60120fig3.jpg"> الشكل 3 الاتصال بين V1 وFFA. جزء وهمي من الانسجام بين إشارات V1 المترجمة المصدر وFFA على الوجه والمزهرية المحاكمات، في نطاق التردد من 8-13 هرتز المناطق المظللة تمثل الخطأ القياسي للمتوسط للتصاميم داخل المواضيع23. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60120/60120fig3large.jpg" target="_blank">الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Detecting Pre-Stimulus Source-Level Effects on Object Perception with Magnetoencephalography at JoVE.com

Detecting Pre-Stimulus Source-Level Effects on Object Perception with Magnetoencephalography

توضح هذه المقالة كيفية إعداد تجربة تسمح بالكشف عن تأثيرات مستوى المصدر قبل التحفيز على إدراك الكائن باستخدام تخطيط الدماغ المغناطيسي (MEG). وهو يغطي المواد التحفيزية، والتصميم التجريبي، وتسجيل MEG، وتحليل البيانات.

الكشف عن الآثار قبل التحفيز على مستوى المصدر على إدراك الأجسام مع تخطيط الدماغ المغناطيسي

Pre-stimulus oscillatory brain activity influences upcoming perception. The characteristics of this pre-stimulus activity can predict whether a ...

يسمح هذا الأسلوب التغييرات السريعة وعابرة في الاتصال الدماغ يمكن التقاطها قبل أن يتم عرض الكائنات، وتأثير هذه التغييرات على تصور الكائن. الميزة الرئيسية لـ MEG على EEG هي أن المجال المغناطيسي للدماغ غير مضطرب من الرأس ، مما يتيح إعادة بناء مصدر أعلى دقة وتقديرات أفضل للاتصال. تبدأ بتسجيل دقيقة واحدة من البيانات MEG فارغة في كيلوهيرتز واحد.مراقبة الإشارات من 102 المغنطيسية و 204 مقياس جرادياري مُوضع بشكل متعامد في 102 موقع مختلف عن طريق تصور جميع الإشارات في الوقت الحقيقي على كمبيوتر الاستحواذ. لن تقاضينا؟ وهنا- التالي، الحصول على موافقة مستنيرة من المشاركين وفقا لإعلان هلسنكي وجعلهم يوقعون على النموذج الذي يتضمن بيانا يسمح بمعالجة البيانات الشخصية.هل هناك أي جسم معدني من جسمك؟ ولكن يمكنك القيام بذلك عندما تكون في الداخل أيضا. بعد ذلك، قم بتزويدهم بملابس غير مغناطيسية وتأكد من عدم وجود أجسام معدنية في أجسامهم أو على أجسامهم.اطلب منهم ملء استبيان مجهول المصدر لضمان ذلك والتأكد من أنهم لا يملكون أي معايير استبعاد أخرى وتوثيق تفاصيل مثل الوهن ومستوى الراحة. حسناً، مثالي، شكراً لك هنا. مقعد المشارك على كرسي غير المغناطيسي ومن ثم نعلق خمسة رئيس مؤشر مؤشر لفائف الرأس إلى الرأس مع لاصقة، واثنين فوق عين واحدة، واحدة فوق العين الأخرى، واحد وراء كل أذن.ضع جهاز استشعار التتبع لنظام الرقمنة بقوة على رأس المشارك واثبته على النظارات لتحقيق أقصى قدر من الاستقرار. بعد ذلك ، رقمنة المعالم التشريحية ، ونقاط ما قبل الأوريكومي اليسرى والأيمانية والناوية ، وضمان أن النقاط قبل auricular هي متناظرة. أيضا، رقمنة المواقف لفائف HPI الخمسة باستخدام قلم 3D رقمية.الآن، رقمنة تصل إلى 300 نقطة على طول فروة الرأس وتعظيم تغطية شكل الرأس. تغطية المناطق المحددة جيدا من فروة الرأس على صور MR، فوق inion على الظهر والناسيم على الجبهة، فضلا عن جسر الأنف. سيتم استخدام هذه النقاط للتسجيل المشترك إلى صورة تشريحية.عند هذه النقطة، قم بإزالة النظارات باستخدام مستشعر التعقب واربط أقطاب كهربائية يمكن التخلص منها فوق وتحت العين اليمنى لمراقبة حركات العين الرأسية. كما نعلق أقطاب كهربائية على يمين العين اليمنى وإلى يسار العين اليسرى لرصد حركات العين الأفقية. قم بتوصيل أقطاب كهربائية إضافية تحت الترقوة اليمنى وأسفل القلب لمراقبة معدل ضربات القلب.الإشارة في هذه المناطق قوية، لذلك التحقق من المعاوقة غير ضروري. أيضا، إرفاق القطب كأرض تحت الرقبة. الرجاء. الآن، مرافقة المشارك إلى غرفة محمية MEG وإرشادهم للجلوس على كرسي ميج.قم بتوصيل الأسلاك HPI تسخير والأقطاب الكهربائية المتاح في نظام MEG. ثم رفع كرسي بحيث رئيس المشارك تلامس الجزء العلوي من خوذة وضمان المشارك مريحة. هل هذا جيد الآن؟Yes.Perfect.Begin عن طريق توجيه المشارك إلى التحديق بشكل سلبي في شاشة فارغة لمدة خمس دقائق أثناء تسجيل بيانات MEG حالة الراحة في كيلوهيرتز واحد. الحفاظ على معدل أخذ العينات في كيلو هرتز واحد طوال التجربة. ثم إرشاد المشاركين من متطلبات المهمة وجعلهم تنفيذ 20 تجارب الممارسة.لذا الآن سنذهب و نحظى بجلسة تدريب ونتأكد من أن كل شيء على ما يرام حسنًا. حسنًا؟ ابدأ التجربة من خلال عرض التعليمات أولاً، وإخبار المشارك بالزر الذي يجب الضغط عليه عندما يرون الوجوه وزر الضغط عليه عندما يرون إناء.إنشاء تجربة واحدة مع أربعة أحداث والتي سيتم تطبيقها على كافة التجارب في هذا الترتيب: تثبيت الصليب، صورة روبن، قناع، و موجه استجابة. في بداية كل كتلة، قبل أن تبدأ المهمة، ابدأ في قياس بيانات MEG وسجل الموضع الأولي لموقف رئيس المشارك فيما يتعلق بـ MEG. تأكد من مراقبة المشارك عبر الفيديو أثناء التجربة.في النظام MEG، انقر فوق الانتقال للبدء. عندما يسأل مربع الحوار ما إذا كان سيتم حذف بيانات HPI أو إضافتها إلى التسجيل، افحص إشارة ملفات HPI، وانقر فوق قبول لتسجيل موضع الرأس الأولي. بعد ذلك، انقر فوق تسجيل الخام لبدء تسجيل بيانات MEG.في بداية كل تجربة، قم بعرض تقاطع التثبيت لفترة زمنية متغيرة من ثانية إلى 1.8 ثانية. ثم عرض الصورة روبن 150 مللي ثانية. بعد ذلك، قم بإزالة صورة Rubin وعرض القناع 200 مللي ثانية، متبوعاً بسؤال يدفع المشارك إلى الاستجابة خلال ثانيتين.برمج فترة الاستجابة بحيث إذا كان المشاركون يستجيبون خلال ثانيتين، تبدأ التجربة التالية. وإلا، ابدأ المحاكمة التالية بعد ثانيتين. حفظ توقيت جميع الأحداث الأربعة وكذلك خيار الاستجابة وتوقيته.مراقبة إشارات MEG عن طريق تصور لهم في الوقت الحقيقي على جهاز الكمبيوتر اقتناء. عند اكتمال التجربة، قم بمرافقة المشارك خارج الغرفة المحمية وساعده في فصل أجهزة الاستشعار. تحليل البيانات المكتسبة عن طريق إجراء تحليل تردد الوقت على كل من المناطق ذات الاهتمام بشكل منفصل عن نوعي التجارب باستخدام التعليمات البرمجية التي تظهر على الشاشة هنا.أولاً، تنفيذ تحويل تردد زمني متعدد التناقص استناداً إلى الضرب في مجال التردد. أيضا، تعيين الخيار تفتق إلى dpss لاستخدام منفصلة متقّف متضّق متتابعات prolate متتابعة وتحديد الترددات من الفائدة من ثمانية إلى 13 هرتز. بعد ذلك، تعيين عرض الإطار الزمني إلى 200 مللي ثانية ومعلمة تجانس أربع هيرتز.تعيين خيار keeptrials إلى نعم لإرجاع تقديرات الوقت تردد من التجارب واحدة. تعيين الإخراج إلى fourier للعودة أطياف فورييه معقدة. إجراء تحليل الاتصال على بيانات تردد الوقت الناتجة باستخدام التعليمات البرمجية التي تظهر على الشاشة هنا، باستخدام الإعدادات المعروضة لإرجاع الجزء الوهمي من الاتساق.كرر الإجراء لكل مشارك قبل حساب متوسط أطياف التماسك عبر الترددات والمشاركين ورسم قيم التناسق التخيلية ذات المتوسط الكبير الناتج كدالة للوقت. هنا ، نرى مثالا هيكل المحاكمة والبيانات الخام. تبدأ التجربة بعرض صليب التثبيت.بعد 1 إلى 1.8 ثانية، يظهر حافز روبن لمدة 150 مللي ثانية، يليه قناع لمدة 200 مللي ثانية. ثم تظهر شاشة استجابة تدفع المشاركين إلى الاستجابة بالوجه أو المزهرية. أعلاه، نرى بيانات أولية متعددة القنوات من مشارك مثال، مغلق الوقت إلى بداية التحفيز ومتوسط عبر التجارب.وستكون هذه البيانات في إطار التحليل قبل التحفيز الفاصل الزمني المستهدف للتحليل. هنا، نرى تقديرات الطاقة الطيفية من إشارات منطقة الوجه fusiform المصدر المترجمة على الوجه والمزهرية التجارب. يُظهر هذا الشكل الجزء الوهمي من الاتساق بين القشرة البصرية المترجمة المصدر وإشارات منطقة الوجه الفوسيفورم في تجارب الوجه والمزهرية، في نطاق التردد من ثمانية إلى 13 هرتز.تمثل المناطق المظللة الخطأ القياسي للوسط للتصميم داخل المواضيع. MEG هو وسيلة سلبية ، مثل الكثير من التقاط الغيتار الكهربائي. كما أن الجهاز يتحمل خطر التعرض للتلف من قبل المشاركين، على عكس الطرائق الأخرى.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

State-Dependency Effects on TMS:  A Look at Motive Phosphene Behavior

التبعية للدولة التأثيرات على TMS : نظرة على سلوك الدافع وبصة

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate ...

Creating Objects and Object Categories for Studying Perception and Perceptual Learning

إنشاء كائنات وفئات كائن لدراسة الإدراك الحسي والتعلم

In order to quantitatively study object perception, be it perception by biological systems or by machines, one needs to create objects and object ...

Using Affordable LED Arrays for Photo-Stimulation of Neurons

بأسعار معقولة باستخدام صفائف الصمام لتحفيز الخلايا العصبية ، صور

Standard slice electrophysiology has allowed researchers to probe individual components of neural circuitry by recording electrical responses of single ...

Selective Viral Transduction of Adult-born Olfactory Neurons for Chronic in vivo Optogenetic Stimulation

Selective Viral Transduction of Adult-born Olfactory Neurons for Chronic in vivo Optogenetic Stimulation

الفيروسية تنبيغ الانتقائي للبالغين المولودين في الخلايا العصبية الشمية لالمزمنة في الجسم الحي تحفيز Optogenetic

Local interneurons are continuously regenerated in the olfactory bulb of adult rodents1-3. In this process, called adult neurogenesis, neural stem cells ...

MPI CyberMotion Simulator: Implementation of a Novel Motion Simulator to Investigate Multisensory Path Integration in Three Dimensions

MPI سيبرموتيون محاكي: تنفيذ جهاز محاكاة الحركة الرواية المعنية بالتحقيق في مسار التكامل متعدد الحواس في ثلاثة أبعاد

Path integration is a process in which self-motion is integrated over time to obtain an estimate of one's current position relative to a starting point 1. ...

Visualizing the Effects of a Positive Early Experience, Tactile Stimulation, on Dendritic Morphology and Synaptic Connectivity with Golgi-Cox Staining

تصور الآثار المترتبة على تجربة إيجابية في وقت مبكر، اللمس تحفيز، على مورفولوجيا شجيري ومتشابك الربط مع جولجي كوكس تلطيخ

To generate longer-term changes in behavior, experiences must be producing stable changes in neuronal morphology and synaptic connectivity. Tactile ...

Whole Mount Immunolabeling of Olfactory Receptor Neurons in the Drosophila Antenna

Whole Mount Immunolabeling of Olfactory Receptor Neurons in the Drosophila Antenna

كله من جبل Immunolabeling الشم مستقبلات الخلايا العصبية في<em&gt; ذبابة الفاكهة</em&gt; الهوائي

Odorant molecules bind to their target receptors in a precise and coordinated manner. Each receptor recognizes a specific signal and relays this ...

Effects of Transcranial Alternating Current Stimulation on the Primary Motor Cortex by Online Combined Approach with Transcranial Magnetic Stimulation

آثار Transcranial التحفيز التيار المتردد في القشرة الحركية الأولية بنهج موحد على الإنترنت مع التحفيز المغناطيسي Transcranial

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) is a neuromodulatory technique able to act through sinusoidal electrical waveforms in a specific ...

Combining Optogenetics with Artificial microRNAs to Characterize the Effects of Gene Knockdown on Presynaptic Function within Intact Neuronal Circuits

الجمع بين أوبتوجينيتيكس ميكرورناس الاصطناعية لتوصيف "تأثيرات الجينات ضربة قاضية" في وظيفة Presynaptic داخل "الدوائر العصبية سليمة"

The purpose of this protocol is to characterize the effect of gene knockdown on presynaptic function within intact neuronal circuits. We describe a ...

Effects of Blast-induced Neurotrauma on Pressurized Rodent Middle Cerebral Arteries

آثار Neurotrauma الناجمة عن الانفجار على القوارض المضغوط الأوسط الشرايين الدماغية

Though there have been studies on the histopathological and behavioral effects of blast exposure, fewer have been dedicated to blast&#39;s cerebral ...