Name: event related potentials (erps) and other eeg based methods for extracting biomarkers of brain dysfunction: examples from pediatric attention deficit/hyperactivity disorder (adhd)
Uploaded: 2020-03-12T12:00:00
Duration: 10 min 2 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Event Related Potentials ERPs and other EEG Based Methods for Extracting Biomarkers of Brain Dysfunction: Examples from Pediatric Attention Deficit/Hyperactiv

Ogrim G. har inget att avslöja. Kropotov J.D. var chef för laboratoriet vid Institutet för den mänskliga hjärnan, St Petersburg när och var WinEEG-programmet utvecklades. Han har inga ekonomiska intressen i systemet.

Diagnoser inom psykiatrin bygger på observerat beteende. I de flesta fall måste ett visst antal symtom observeras i olika inställningar i 6 månader eller mer. En viktig del av diagnosprocessen är att utesluta somatisk etiologin. Dessutom måste andra psykiatriska diagnoser övervägas. Ganska ofta symptomen av intresse kan vara en del av en annan diagnostisk kategori. Om flera symtom överlappar andra sjukdomar måste prövningsläkaren avgöra om denna andra sjukdom är en komorbid eller differentialdiagnos.
De kliniska verktyg som finns tillgängliga är diagnostiska intervjuer, betygsskalor, medicinsk och utvecklingshistoria, psykologiska tester och direkta observationer. De flesta av dessa metoder är ganska subjektiva; starkt påverkad av uppgiftslämnaren och den professionella. Betygsskalor från föräldrar och lärare visar vanligtvis ganska blygsamma korrelationer (r = 0,3 - 0,5).
I de representativa resultaten hävdar vi att de underliggande mekanismerna i ADHD förmodligen skiljer sig från patient till patient. Brist på (språk) förståelse, problem med självmotivation, känslighet för externa distraktorer, etc. kan alla leda till symtom på ouppmärksamhet. De EEG-baserade metoder som beskrivs i detta dokument kan hjälpa till att lösa några av dessa utmaningar. Problemet med subjektiva tolkningar saknas. De erp-metoder som beskrivs verkar avslöja underliggande psykologiska operationer som arbetsminne, åtgärdhämning, övervakning, responsberedning, etc. med specifika hjärnstrukturer. Underskotten i dessa mekanismer är inte begränsade till specifika diagnostiska kategorier. Vi tror att i framtiden, behandling (medicinering, neurofeedback, kognitiv träning, tDCS, ...) kommer att fokusera på sådana kognitiva och /eller känslomässiga operationer och deras underliggande hjärnan mekanismer och inte på de nuvarande diagnostiska kategorierna.
Ett syfte med en diagnos är att bestämma de bästa behandlingarna. För att utvärdera effekterna av behandling är självrapporterade och observerade förbättringar naturligtvis avgörande. Sådana rapporter kan till viss del representera placeboeffekter, dock, och bör stödjas av (partiell) normalisering av underliggande hjärndysfunktioner återspeglas i till exempel förändringar i ERP komponenter. Denna kombination av subjektiva och objektiva mått på behandlingseffekter är viktig i både klinik och forskning.
Av skäl som de som nämns ovan är det ingen överraskning att personer med samma diagnoser ofta inte svarar på samma medicinska behandlingar. I personlig medicin diagnoser kompletteras med empiriskt baserade mått på svar förutsägelse för att precisera den bästa behandlingen för den enskilda patienten. I detta dokument har vi beskrivit vår forskning om förutsägelse av stimulerande medicinering svar i pediatrisk ADHD. Att hitta tillförlitliga prediktorer för positiv respons på antidepressiv medicin är kanske ännu viktigare eftersom den tid som behövs för att utvärdera svaren är lång, liksom titreringsperioden. De förfaranden som beskrivs i detta dokument kan bidra till den pågående EEG och ERP baserad forskning på förutsägelse av medicinering effekter i depression53.
De EEG-baserade metoder som beskrivs är icke-invasiva och prisvärda, och väl lämpade för forskning samt för kliniskt arbete.

Under 2008, initierat av NIMH, publicerades projektet Research Domain Criteria (RDoC)1, i syfte att hitta ett biologiskt giltigt ramverk för förståelsen av psykiska störningar. I 2013, Us Food and Drug Administration (FDA) godkänt den första EEG-baserade biomarkör av ADHD för att bedöma ADHD hos patienter från 6 till 17 år. Det neuropsykiatriska EEG-baserade bedömningsstödet (NEBA) registrerar EEG i 15-20 min. Det är baserat på uträkningen av theta / beta förhållandet visar sig vara högre hos barn och ungdomar med ADHD än i typiskt utveckla barn2. Nyligen genomförda publikationer tycker att detta förhållande inte fångar alla ADHD3.
Ett stort antal publikationer inom klinisk neurovetenskap visar att nedsatt kognitiv kontroll representerar ett vanligt inslag i många psykiska störningar, inklusive ADHD, schizofreni, depression och OCD4,5. Teoretiskt består kognitiv kontroll av hypotetiska operationer som gör det möjligt för människor att anpassa flexibelt till mål och sammanhang. Två olika kategorier av kognitiv kontroll, proaktiv och reaktiv kontroll, har beskrivits6. Vårt primära fokus ligger på det reaktiva läget för kognitiv kontroll. Proaktiv kognitiv kontroll inkluderar arbetsminne (dvs. upprätthålla sensoriska och motoriska händelser i sekunder). Reaktiv kognitiv kontroll omfattar övervakning, detektion av konflikt7,,8, och åtgärdhämning (för granskning se9,10).
GO/NOGO-paradigmet är känsligt för kognitiv kontroll11,12,13,14,15. GO stimuli framkalla positiva fluktuationer från parietal hjärnområden. (P3 GO). De främre distribuerade positiva N2- och P3 NOGO-vågorna, som framkallas av NOGO stimuli, är förknippade med upptäckt av konflikt- och åtgärdshämning16,17,18,19. N2 vågen har förståtts som en indikator på hämning av åtgärder, men uppdaterad forskning visar att N2 vågen är associerad med sällsynta GO stimuli och upptäckt av konflikt20. Åtgärdhämning är kopplad till P3 NOGO-vågen vid frontcentraler.
N2/P3 dikotomi kanske inte är korrekt. Det har ifrågasatts av en uppfattning att ERP vågor, särskilt de som representerar kognitiv kontroll, är summor av flera källor som kan överlappa på platser och tid14,21.
För att skilja källorna till ERP vågor, flera metoder för blind källa separation har använts15,22,23,24. I studier vid Institutet för den mänskliga hjärnan, St Petersburg, N2d NOGO våg har förmultnat. Dolda komponenter upptäcktes. Dessa komponenter hade distinkta kretsmönster och funktionella betydelser. Endast en av dem var associerad med upptäckt av konflikt14,15,25,26. I de flesta vuxna studier av ADHD, P3 NOGO är mindre i jämförelse med matchade friska kontroller27,28,29,30,31,32.
Hjärnan operationer som äger rum under uppgifter kognitiv kontroll verkar inte vara korrekt förklaras av N2/P3 dikotomi när ERPs i GO / NOGO paradigm analyseras14,15. Flera metoder som syftar till att skilja dolda komponenter från ERP vågor har använts (för granskning se21). Vissa studier har använt oberoende komponentanalys (ICA) för ERPs i patientgrupper som patienter med schizofreni29, och vuxna med ADHD33,34, försöker diskriminera patienter från kontroller utan diagnoser.
I (Yeredor, 2010,25 p.75) föreslås och anpassas en ny metod för erp. Det är en metod för blind källseparation, baserad på ett förfarande för gemensam diagonalisering av korsvariansmatriser. För att studera de funktionella betydelserna av sådana latenta komponenter som tillämpar denna metod i cued GO / NOGO paradigm, en studie från Institute of the Human Brain genomfördes nyligen26. I denna studie manipulerades åtgärdshämningsåtgärderna och konfliktdetekteringsoperationerna oberoende av ändringar av go/NOgo-uppgiften. En dold komponent, som tros återspegla upptäckt av konflikter, hittades. En N2-liknande respons och fronttopografi kännetecknas denna komponent35. I försök som kräver hämning av förberedda åtgärder sågs en central topografi och P3-liknande svar.
I denna publikation har de rapporterade studierna använt den traditionella ERP-metoden. Tillämpningen av ICA, eller förfarandet för gemensam diagonalisering av korsvariansmatriser25 (sidan 75) har hittills inte gjorts. I allmänhet, resultaten bygger på de olika metoderna håller med varandra, men metoderna för att upptäcka latenta komponenter verkar vara mer rent förknippade med distinkta neuropsykologiska funktioner. Syftet med detta dokument är att erbjuda en detaljerad beskrivning av WinEEG-metoden. Fokus ligger på ERPs, men EEG-spektra och beteendedata från GO/NOGO-uppgiften ingår också i de studier som beskrivs för att illustrera WinEEG-metoden.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>amplifier +</td>
			<td><a href="http://www.mitsar-medical.com/" target="_blank">www.mitsar-medical.com</a></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Body harness, different sizes</td>
			<td>Electro-Cap International, Inc</td>
			<td>E3 SM; E3 M; E3 L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ear electrodes 9 mm sockets</td>
			<td>Electro-Cap International, Inc</td>
			<td>E5-9S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrocaps 19 channel different sizes</td>
			<td>Electro-Cap International, Inc</td>
			<td>E1 SM; E1 M; E1 M/SM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrocaps 19 channel different sizes</td>
			<td>Electro-Cap International, Inc</td>
			<td>E1 L/M; E1 L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrogel for electrocaps</td>
			<td>Electro-Cap International, Inc</td>
			<td>E9; E10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HBi database</td>
			<td><a href="http://www.hbimed.com/" target="_blank">www.hbimed.com</a></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Head size measure band</td>
			<td>Electro-Cap International, Inc</td>
			<td>E 12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle syringe kit</td>
			<td>Electro-Cap International, Inc</td>
			<td>E7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nuprep EEG and ECG skin prep gel</td>
			<td>Electro-Cap International, Inc</td>
			<td>R7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ten20 EEG conductive paste</td>
			<td>Electro-Cap International, Inc</td>
			<td>R5-4T</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>WinEEG program</td>
			<td><a href="http://www.mitsar-medical.com/" target="_blank">www.mitsar-medical.com</a></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

event related potentials (erps) and other eeg based methods for extracting biomarkers of brain dysfunction: examples from pediatric attention deficit/hyperactivity disorder (adhd)

Neuropsykiatriska diagnoser som ADHD är baserade på subjektiva metoder som intervjuer, betygsskalor och observationer. Det finns ett behov av mer hjärnbaserade kosttillskott. Stimulerande läkemedel är den vanligaste behandlingen för ADHD. Kliniskt användbara prediktorer för svar har hittills inte rapporterats. Syftet med detta dokument är att beskriva EEG-baserade metoder vi tillämpar för att extrahera potentiella biomarkörer för hjärndysfunktion. Exempel avser biomarkörer för pediatrisk ADHD, och förutsägelse av medicinering svar. Tyngdpunkten ligger på händelserelaterade potentialer.
En nitton kanal EEG registreras under en 3 min ögon-öppnade uppgift, en 3 min ögonslutna uppgift, och en 20 min cued visuella GO / NOGO uppgift (VCPT). ERPs registreras under den här aktiviteten. Målet med ERP-protokollet är att extrahera biomarkörer för förmodade hjärndysfunktioner som avsevärt skiljer mellan en patientgrupp och friska kontroller. Protokollet omfattar inspelning under standardförhållanden och artefaktkorrigering. ERP-vågor kan användas eller omvandlas till latenta komponenter. Komponenterna i patientgruppen jämförs med kontroller, empatikomponenter som, jämfört med jämförda, uppvisar relativt högeffektsstorlekar. Undergrupper av patienterna väljs på grundval av klusteranalysen inom komponenternas utrymme. Behandlingsförfarande (såsom medicinering, tDCS eller neurofeedback protokoll) kan tillämpas och förändringar i komponenter relaterade till behandling i undergrupperna observeras, utgör grunden för kliniska rekommendationer.
De metoder som beskrivs tillämpades i en studie av 87 pediatriska ADHD-patienter. Indexet för medicinering svar diskriminerade betydligt mellan responders och icke-responders med en stor, och kliniskt meningsfull effekt storlek (d = 1,84). I en pågående studie där ADHD-barn jämförs med matchade kontroller diskriminerar flera variabler signifikant mellan patienter och kontroller. Det globala indexet kommer att överstiga d = 0,8. De EEG-baserade metoder som beskrivs här kan vara kliniskt meningsfulla.

Förutsägelse av medicinering svar i pediatrisk ADHD ADHD är en vanlig neuropsykiatrisk barnsjukdom36. Det kännetecknas av symtom på ouppmärksamhet tillsammans med symtom på hyperaktivitet och impulsivitet. Nedskrivningar i skol-, hem- och fritidsmiljöer är vanliga. Hos barn i skolåldern är den uppskattade prevalensen 5–7 procent. Samsjuklighet är vanliga. Medicinsk behandling, med hjälp av stimulantia baserade på metylfenidat (MPH) eller dextroamfetamin (DEX), används ofta. Positiva effekter av stimulerande medicinering (minskning av rastlöshet, hyperaktivitet och impulsivitet och förbättrad uppmärksamhet) rapporteras hos 70% av patienterna. Flytta från medicinering baserat på MPH till DEX kan öka positiva effekter till 80%37,38. Frontal-striatal kretsar verkar aktiveras av stimulantia39.
Det finns ingen allmänt accepterad definition av ett läkemedelssvar som är kliniskt meningsfullt. Tillämpa betygskalor, jämföra baslinje poäng med poäng på medicinering, är den vanligaste metoden. I vissa studier används en 25% eller 50% minskning av poäng som definition av svar. I andra studier används poäng som inte överstiger 1 SD över populationsmedelvärdet40,41. Kliniskt används ett övergripande beslut baserat på alla relevanta tillgängliga data. För att utvärdera biverkningar, såsom aptitlöshet, sömnlöshet, ökad irritabilitet, eller ångest, är viktigt37,42.
Användningen av betygsskalor kan kritiseras av flera skäl. Små korrelationer (0,30-0,50) mellan lärare och förälder poäng rapporteras i flera studier48. Sökandet efter kliniskt användbara prediktorer för svar motiveras av ett stort antal icke-responders, informanter som inte håller med, och det faktum att alla kan ha några blygsamma effekter av förbättrad uppmärksamhet när små doser av stimulantia används. Publicerad forskning om prediktorer av svar inkluderar ADHD subtyp, demografi, komorbida störningar, genvariabler, betyg på betygskalor, neuropsykologiska testresultat, och EEG / ERP variabler43,44,45,46. Vår publikation 201647 sammanfattar studier som har tillämpat ERPs för att förutsäga medicinering svar.
I tidigare studier analyserar vi d-data från den visuella GO/NOGO-uppgiften (dvs. uppmärksamhetstestdata, EEG-spektra och ERPs). I en studie fann vi 3 variabler som bidrar avsevärt till förutsägelse av biverkningar. Dessa variabler kombinerades till ett index som ansågs kliniskt meningsfullt42. I en studie om kliniska effekter, med samma metoder, ansågs förutsägelseindex också vara kliniskt användbart48. Effekterna av en enda dos av stimulerande läkemedel på medicinering responders (REs) och icke-responders (icke-REs) undersöktes i en tredje studie47. Testproceduren slutfördes två gånger, det första testet utan medicinering och det andra testet en timme efter att ha fått en försöksdos. Baserat på betygsskalor och intervjuer efter en 4-veckors medicineringstudie klassificerades patienterna som res eller icke-res. Vårt fokus låg på förändringar i kognitiva ERPs och betyg uppmärksamhet test. Vi fann att effekterna på P3 NOGO komponenten var betydligt annorlunda i de två grupperna, med en stor effekt storlek(d = 1,76). En betydande ökning av komponentamplituden sågs i res men inte i icke-REs. Förutsägelser om svar baserat på två tester förbättrades jämfört med prognoser baserade endast på test 1.
I vår senaste studie utvecklade vi två globala index, en för förutsägelse av kliniska vinster och en för förutsägelse av biverkningar. Som beskrivits ovan kombinerade vi variabler som diskriminerade avsevärt mellan jämförda grupper med en blygsam eller stor effektstorlek. Varje variabel viktades i enlighet med effektstorleken. Vi undersökte variabler från alla tre WinEEG-domäner: EEG-spektra, ERPs och beteende. Följande variabler kombinerades: Test 1: P3NOGO amplitud och theta/alpha ratio; skillnader mellan test 2 och test 1: Utelämnandefel, reaktionstidsvariationer, kontingent negativ variation (CNV) och P3NOGO-amplitud. Effektstorleken på den globala skalan var d = 1,86. Noggrannheten var 0,92. Prediktion av biverkningar baserades på 4 variabler: Test 1: RT, Test 2: nyhet komponent, alfa toppfrekvens, och förändringar reaktionstid (Test 2 - Test 1). Den globala skalan d var 1,08 och noggrannhet var 0,7849.
Några preliminära resultat I en pågående studie jämför vi en grupp på 61 ADHD-patienter i åldern 9-12 år och en grupp av 67 åldersmatchade friska kontroller (HC). De slutliga statistiska analyserna har hittills inte slutförts. Nedan presenterar vi de preliminära resultaten från WinEEG bedömning.
Beteendemässigt visade ADHD-gruppen ett ouppmärksamhetsmönster med statistiskt (på p<0.001) fler utelämnande fel jämfört med friska kontroller (HC) grupp (13,7% vs 4,8%) åtföljs av ett uppmärksamhetsmönster uttryckt i statistiskt högre (p<0.001) variabilitet av reaktionstid (151 ms jämfört med 125 ms).
De viktigaste resultaten av att jämföra erp-vågformer mellan de två grupperna visas i figur 5 och figur 6. Figur 5 visar ERP korrelerar av dysfunktion av proaktiv kognitiv kontroll i ADHD-gruppen. Två index för proaktiv kognitiv kontroll (P3 cue våg och CNV våg) minskas i ADHD-gruppen i jämförelse med HC-gruppen. Figur 6 visar ERP korrelerar av dysfunktion av reaktiv kognitiv kontroll i ADHD-gruppen. Två index för reaktiv kognitiv kontroll (N2 NOGO och P3 NOGO) reduceras i ADHD-gruppen jämfört med HC-gruppen.
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60710/60710fig5.jpg"> Figur 5: Grand genomsnittliga ERP vågmönster (a) och motsvarande kartor (b) i proaktiv kognitiv kontroll i ADHD och hälsosam kontroll (HC) grupper. (a)ERPs mätt vid P3 i ADHD-grupp (grön linje) och HC-grupp (röd linje) och deras skillnad (ADHD-HC) våg (blå linje). Blå vertikala staplar under kurvorna indikerar nivån av statistisk betydelse för skillnaden (små staplar - p<0,05, mellanstaplar - p<0,01, stora staplar - p<0.001). Pilar indikerar de klassiska vågorna - P3 cue och CNV (kontingent negativ variation). b)Kartor över p3- och CNV-vågornas maximikartor för de två grupperna. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60710/60710fig5large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60710/60710fig6.jpg"> Figur 6: Grand genomsnittliga ERP vågmönster (a) och motsvarande kartor (b) i reaktiv kognitiv kontroll i ADHD och friska kontroll (HC) grupper. a)ERPs mätt vid Fz och Cz ADHD grupp (grön linje) och HC grupp (röd linje) och deras skillnad (ADHD-HC) våg (blå linje). Blå vertikala staplar under kurvorna anger nivån på den statistiska betydelsen av skillnaden (små staplar - p<0,05, mellanstaplar - p<0,01, stora barer - p<0,001). Pilar indikerar de klassiska vågorna - N2 NOGO och P3 NOGO. b)Kartor över maximierna av amplituder för N2 NOGO- och P3 NOGO-vågor för de två grupperna. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60710/60710fig6large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>
Som man kan se ADHD-gruppen visar hypo-funktion av flera operationer av kognitiv kontroll. Dessa operationer sker i olika tidsfönster och på olika rumsliga platser. En viss patient kan ha endast en hypo-fungerande som anger källan till den individuella sjukdomen och hur dess korrigering.
Klinisk signifikans För att beräkna en kliniskt användbar biomarkör för en heterogen diagnos såsom ADHD, flera variabler som skiljer sig avsevärt mellan ADHD och kontroller måste kombineras. Effektstorleken(d)för ett index bör vara över d = 0,8. Ett viktigt nästa steg kommer att vara att tillämpa detta index när ADHD jämförs med kliniska kontroller.

Watch this Scientific Journal Video about Event Related Potentials ERPs and other EEG Based Methods for Extracting Biomarkers of Brain Dysfunction: Examples from Pediatric Attention Deficit/Hyperactiv

Event Related Potentials ERPs and other EEG Based Methods for Extracting Biomarkers of Brain Dysfunction: Examples from Pediatric Attention Deficit/Hyperactivity Disorder ADHD

EEG-metoder tillämpas för att extrahera biomarkörer för hjärnandysfunktioner. Fokus ligger på händelserelaterade potentialer med flera kanaler som registrerats i en cued GO/NOGO-aktivitet. Icke-hjärnartefakter korrigeras och ERPs jämförs med normativa data. Exempel avser biomarkörer för ADHD-diagnos och förutsägelse av medicinering svar.

Händelserelaterade potentialer (ERPs) och andra EEG-baserade metoder för att extrahera biomarkörer för hjärndysfunktion: Exempel från Pediatric Attention Deficit/Hyperactivity Disorder (ADHD)

Neuropsychiatric diagnoses like ADHD are based on subjective methods like interviews, rating scales and observations. There is a need for more brain-based ...

Jämföra EEG spektra och händelserelaterade potentialer, ERPS, med en databas kan ge viktig information om hjärnans funktion. Fördelarna med dessa tekniker är att de är noninvasive, prisvärd, och kan relatera till ett stort antal vetenskapliga studier. Demonstrerar dessa tekniker kommer att vara Maria Danielsen, en psykologikandidat som har arbetat som tekniker på vår klinik i cirka två år.För att skapa en motsvarande EEG-datafil, i programvaran klickar du på Fil och ny. Ämnets kort kommer att visas på skärmen. Efter att ha fyllt i all lämplig information, mäta nasion-inion avstånd på huvudet av ämnet.Centret av frontalpolen elektroder bör falla på en horisontell linje 10%av detta avstånd ovanför nasion. Applicera huden prep gel till örsnibberna och fyll öronelektrodkoppar med ledande elektrodgel. Fäst öronelektroderna och placera locket symmetriskt på huvudet med frontalpolens elektroder placerade i mitten av frontalpolen.Dra locket nedåt så långt som möjligt för att säkra den nära huvudet och placera linningen runt bröstet. Fäst tryckknapparna som är anslutna till locket till detta band för att förhindra att locket och elektroderna rör sig under provning och anslut kapslingskabeln och öronkablarna till förstärkaren. Klicka därefter på WinEEG-menykontrollen av impedansikonen och fyll sprutan med gel.Använd sprutan för att fylla alla elektrodhålen. Impedansen är okej när de svarta cirklarna är gula. Utrustningen är klar när alla 20 av hålen har en gul färg och färgskillnaden mellan enskilda hål är liten.När utrustningen har placerats korrekt klickar du på startknappen för att initiera EEG-övervakningen och informera motivet om att testet kommer att ta cirka en timme. Be motivet att koppla av i den bekväma stolen med slutna ögon och klicka på den röda cirkeln för att förvärva EEG. Efter att ha klickat på nästa, välj ögon stängda för att starta registreringen.Efter tre minuter klicka på paus och be motivet att öppna sina ögon medan du kopplar av och tittar på skärmen framför dem. Klicka sedan på den röda cirkeln för att fortsätta registreringen. Klicka på stopp och spara efter ytterligare tre minuter.Innan du startar en EEG-inspelning, har motivet hålla en knapp omkopplare i sin högra hand och öppna uppgiftsmenyn. Välj VCPT på den sekundära datorn framför ämnet. Informera motivet att bilder kommer i par med den första bilden följs av den andra efter en sekund och att efter tre sekunder, ett nytt par kommer att visas efter samma mönster.Instruera motivet att klicka på musknappen så snabbt som möjligt varje gång AA-kombinationen där de två djuren är identiska visas. Instruera motivet att inte trycka på musknappen på AP-, PP- eller AH-kombinationer. Säg åt motivet att ignorera de slumpmässiga ljuden i PH-kombinationer.När du har levererat instruktionerna trycker du på Retur för att köra uppgiften i cirka två till fem minuter för att träna ämnet på go/nogo-uppgiften. I slutet av träningsuppgiften väljer du alternativet växla till slavläge. Starta experimentet genom att välja alternativet EEG-anskaffning på inspelningsmenyn på huvuddatorn.På inspelningsmenyn väljer du stimulanspresentationsprogram. Alternativet för stimuli presentationsprogram kommer att markeras. Välj VCPT och starta stimuli-presentationerna på den sekundära datorn.När alla 400 testversioner har slutförts trycker du på paus, stoppar och sparar innan registreringen avslutas. För att ta bort ögonrörelseartefakter från datan, vänsterklicka på tidsfältet i början av fragmentet för att välja EEG-fragment av intresse och högerklicka på tidsfältet i slutet av fragmentet. Hela fragmentet kommer att markeras i gult.För att möjliggöra jämförelse av de enskilda spektra- och händelserelaterade potentialerna med HBI-referensdatabasen, välj den oberoende komponentanalysmetoden och välj de kretsmönster som är associerade med ögonblinkningar och horisontella ögonrörelser. Klicka sedan på OK för att acceptera valen och implementera procedur för markeringsartefakter från analysmenyn. För att beräkna EEG-spektra, välj ögon stängda eller ögon öppnas i analysmenyn för att välja EEG-spektrum och fragment av intresse och klicka på OK. Sedan i analysmenyn väljer jämförelse för att jämföra de enskilda spektra med databasen.Om du vill beräkna de händelserelaterade potentialerna väljer du en EEG VCPT-fil i det gemensamma genomsnittliga montaget och klickar på compute ERP på analysmenyn. Klicka på OK. Ett fönster som visar parametrar för ERP-uträkningar kommer att visas. Från de fyra små fönstren ovanför grafen märkt en, två, tre och fyra, välj komponenten av intresse i ett fönster och alternativet ingen i de andra.Välj tidsintervallet för intresse på den högra lodräta menyn. Om du vill kartlägga vågen för händelserelaterade potentialer högerklickar du vid den valda tiden längs x-axeln i valfri graf. Släpp sedan och välj Lägg till karta.Motsvarande kartor kommer att visas längst ner på sidan. Om du vill visa antalet utelämnanden, provisioner, genomsnittlig reaktionstid för a-a GO och variabiliteten i realtid högerklickar du i fönstret händelserelaterade potentialer och väljer groups info. A-a GO-raden visar antalet brister, reaktionstid och reaktionstidsvariabilitet.Raden a-p NoGO visar antalet provisionsfel. Välj jämförelse under analys. Välj sedan motivets fil och jämförelsefilen i det högra fönstret och klicka på OK. Om du vill jämföra de händelserelaterade potentialerna med referensdatabasen väljer du jämförelse av resultat från analysmenyn och väljer ämnets fil och HBI-databasen.Högerklicka sedan vid tidspunkten och kanal av intresse för att erhålla signifikansnivån för avvikelsen från referensen. Om du vill välja grupper för utvärdering av den händelserelaterade potentiella skillnaden klickar du på pilen vid ett. Om du vill ha referenshändelserelaterade potentialer klickar du på två.Om du vill se skillnaden klickar du på tre. För aktiv grupp fyra väljer du ingen. Om du vill definiera tidsintervallet för intresse anger du tidsintervallet från och varaktigheten i millisekunder.Placera sedan markören vid tidpunkten och kanal av intresse och högerklicka för att välja lägg till karta. En karta som visar avvikelsen från referensen kommer att visas. Andra filer i stället för HBI-databasen kan väljas för jämförelser.Här, händelse-relaterade potentiella korrelat av dysfunktion av proaktiv kognitiv kontroll i den representativa ADHD-gruppen visas. Två index för proaktiv kognitiv kontroll minskades i ADHD-gruppen jämfört med en sund kontrollgrupp i denna analys. I denna figur, händelse-relaterade potentiella korrelat av dysfunktion av reaktiv kognitiv kontroll i ADHD-gruppen kan observeras.Två index för reaktiv kognitiv kontroll reducerades också i ADHD-försökspersonerna jämfört med den friska kontrollgruppen. För att säkra en högkvalitativ registrering, minimera muskel- och rörelseartefakterna så mycket som möjligt. En säker anslutning mellan uppgiften och WinEEG-datorn är kritisk.Även om dessa metoder är en del av en total klinisk undersökning för att generera hypotes, kan de inte ersätta metoder som kliniska intervjuer, medicinska undersökningar, neuropsykologiska tester eller observationer.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Event Related Potentials (ERPs) and other EEG Based Methods for Extracting Biomarkers of Brain Dysfunction: Examples from Pediatric Attention Deficit/Hyperactivity Disorder (ADHD)

High Density Event-related Potential  Data Acquisition in Cognitive Neuroscience

High Density Händelse-relaterade Potentiella Datainsamling i kognitiv neurovetenskap

Functional magnetic resonance imaging (fMRI) is currently the standard method of evaluating brain function in the field of Cognitive Neuroscience, in part ...

Combining Computer Game-Based Behavioural Experiments With High-Density EEG and Infrared Gaze Tracking

Kombinera Datorspel-Based beteendevetenskap experiment med High-Density EEG och Infraröd Gaze spårning

Experimental paradigms are valuable insofar as the timing and other parameters of their stimuli are well specified and controlled, and insofar as they ...

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

Kartläggning Kortikala Dynamics med samtidig MEG / EEG och anatomiskt-begränsade Minsta-norm uppskattningar: en auditiv uppmärksamhet Exempel

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

Applications of EEG Neuroimaging Data: Event-related Potentials, Spectral Power, and Multiscale Entropy

Tillämpningar av EEG neuroimaging Data: Händelse-relaterade potentialer, Spectral makt och Multiscale Entropy

When considering human neuroimaging data, an appreciation of signal variability represents a fundamental innovation in the way we think about brain ...

In vivo Postnatal Electroporation and Time-lapse Imaging of Neuroblast Migration in Mouse Acute Brain Slices

In vivo Postnatal Electroporation and Time-lapse Imaging of Neuroblast Migration in Mouse Acute Brain Slices

In vivo Postnatal elektroporation och Time-lapse avbildning av neuroblast migration i mus Akut hjärnan skivor

The subventricular zone (SVZ) is one of the main neurogenic niches in the postnatal brain. Here, neural progenitors proliferate and give rise to ...

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

Extrahera Visual Evoked Potentials från EEG uppgifter som registrerats under fMRI-guidad transkraniell magnetisk stimulering

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

Somatosensory Event-related Potentials from Orofacial Skin Stretch Stimulation

Somatosensoriska händelserelaterade potentialer från Orofacial Skin Stretch Stimulering

Cortical processing associated with orofacial somatosensory function in speech has received limited experimental attention due to the difficulty of ...

New Methods to Study Gustatory Coding

Nya metoder för att studera gustatorisk kodning

The sense of taste allows animals to detect chemicals in the environment, giving rise to behaviors critical for survival. When Gustatory Receptor Neurons ...

Acute In Vivo Electrophysiological Recordings of Local Field Potentials and Multi-unit Activity from the Hyperdirect Pathway in Anesthetized Rats

Acute In Vivo Electrophysiological Recordings of Local Field Potentials and Multi-unit Activity from the Hyperdirect Pathway in Anesthetized Rats

Akut<em&gt; In vivo</em&gt; Elektrofysiologiska inspelningar av lokala fältpotentialer och multifunktionsaktivitet från Hyperdirect-vägen i bedövade råttor

Converging evidence shows that many neuropsychiatric diseases should be understood as disorders of large-scale neuronal networks. To better understand the ...

How to Find Effects of Stimulus Processing on Event Related Brain Potentials of Close Others when Hyperscanning Partners

Hur att hitta effekter av Stimulus bearbetning på händelse relaterade hjärnan potentialer av nära andra när Hyperscanning Partners

The partners of each pair must be able to pass the McGill Friendship Questionnaire without communicating. Each partner is then seated in front of a screen ...