Usando los potenciales EEG relacionados con eventos (ERPs), que investigan los efectos de los medicamentos antipsicóticos en activaciones cerebrales semánticas anormales en individuos sanos con rasgos esquizotípicos. Utilizamos ERPs para rastrear los cambios distintos en la actividad cerebral, una idea de los procesos cognitivos asociados con la categorización semántica vertimiento.
Dentro del campo de la neurociencia cognitiva, la resonancia magnética funcional (fMRI) es un método popular de visualizar el funcionamiento del cerebro. Esto es en parte debido a su excelente resolución espacial, que permite a los investigadores a identificar áreas del cerebro asociadas con los procesos cognitivos específicos. Sin embargo, en la búsqueda para localizar las funciones cerebrales, es relevante tener en cuenta que muchos, y los procesos cognitivos, motrices sensoriales tienen distinciones temporales que son imprescindibles para capturar, un aspecto que se deja incumplida por resolución temporal subóptima de fMRI. Para entender mejor los procesos cognitivos, por lo que es ventajoso utilizar el potencial (ERP) de grabación de eventos relacionados como un método de recopilación de información sobre el cerebro. Algunas de sus ventajas son su resolución temporal fantástica, que ofrece a los investigadores la capacidad de seguir la actividad del cerebro hasta la milésima de segundo. También directamente los índices de ambos potenciales postsinápticos excitatorios e inhibitoriospor el cual se realizan la mayoría de los cálculos del cerebro. Esto se encuentra en contraste con fMRI, que captura un índice de la actividad metabólica. Además, el método de ERP no invasiva no requiere una condición contraste: ERPs primas pueden ser examinadas por sólo una condición experimental, una distinción de resonancia magnética funcional, donde las condiciones de control deben ser sustraídos de la condición experimental, lo que lleva a la incertidumbre en la asociación con observaciones experimentales o contrastar las condiciones. A pesar de que está limitado por su pobre resolución espacial y subcortical actividad, utilidad grabaciones ERP, relación costo-efectividad, y las ventajas asociadas ofrecen sólida justificación para su uso en la neurociencia cognitiva para seguir los cambios temporales rápidos en la actividad neuronal. En un esfuerzo por fomentar el aumento de su uso como método de formación de imágenes de investigación, y para garantizar la recogida de datos sea correcta y precisa, el presente artículo se describen – en el marco de un paradigma de uso de categorización semántica para examinar los efectos de los antipsicóticoss y la esquizotipia en la N400 – el procedimiento y los aspectos clave relacionados con la adquisición de datos de ERP.
Aunque los avances de neuroimagen han aumentado sin lugar a dudas nuestra comprensión de las funciones del cerebro, estos avances tienen un énfasis en gran medida estática en la elucidación de las estructuras del cerebro. Esto deja posteriormente las características temporales dinámicas de las redes cerebrales relativamente envueltos en la oscuridad, como los métodos de neuroimagen que se ocupan de estos aspectos temporales, como la resonancia magnética funcional y la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS), producen resoluciones temporales que son insuficientes en comparación con la de EEG. Por tanto, es pertinente para entender mejor y emplear el uso de la grabación ERP, que es capaz de producir grandes cantidades de información significativa que de otro modo serían desconocido. Grabación ERP es una herramienta de análisis no invasivo que permite a los neurocientíficos cognitivos para rastrear las modulaciones temporales rápidas de la actividad neuronal que se suscitaron por, procesos sensoriales, motoras y cognitivas. Se trata de la colocación de electrodos en el cuero cabelludo para capturar las respuestas postsinápticas eléctricas de gran npoblaciones euronal 2 a eventos o estímulos específicos. ERPs son cambios electroencefalográficos que son tiempo-bloqueado para sensoriales, motoras, cognitivas o eventos, y se cree que representan la suma de los potenciales postsinápticos producidos durante el procesamiento de la información 3. Estas formas de onda de ERP se caracterizan por su latencia, amplitud, polaridad, y distribución del cuero cabelludo, proporcionando una rica variedad de datos neurológico que puede estimular una mayor comprensión de las conexiones neuronales que contribuyen a la cognición.
El objetivo de la grabación de ERP y la electroencefalografía (EEG) es la obtención de información sobre los procesos neuronales fundamentales que intervienen en orden superior, las operaciones cognitivas complejas 4. ERPs se definen por su fluctuación negativa o positiva, así como su ubicación en el cuero cabelludo y el tiempo en el que aparecen después de la aparición del estímulo. Varios ERPs se han asociado con diferentes aspectos de laprocesamiento cognitivo. Por ejemplo, hemos estado buscando en el relacionado con el evento potencial cerebral N400 5, una forma de onda negativa que se suscitó a 400 ms después de la aparición de estímulos significativos, tales como palabras 6, y cuya distribución en el cuero cabelludo se sabe que dependen de la categoría semántica de estos estímulos. El N400 es un índice de activaciones semánticas, y los estudios han demostrado que tiene una amplitud mayor para las palabras que activan más representaciones, tales como palabras concretas (por ejemplo., Plátano) que activan ambas representaciones visuales y verbales, que para las palabras abstractas (por ejemplo, , idea), que activan sólo representaciones verbales 7,8. La investigación también apoya la idea de que incluso los síntomas leves de la esquizofrenia, medida por escalas de esquizotipia, se asocian con la activación semántica anormalmente excesiva de la N400 9. Como tal, estamos explorando si la medicación antipsicótica, lo que disminuye la presentación de los síntomas esquizofrénicos, normaliza sí anormalactivaciones mánticos de la N400 en individuos sanos con niveles altos de esquizotipia. Aquí, el uso de ERP en un paradigma de categorización semántica es ventajoso para el estudio de los efectos de los antipsicóticos en el N400.
Como la grabación de ERP es un método no invasivo y relativamente económico para evaluar el funcionamiento de los nervios, que se puede aplicar en una amplia gama de dominios, como lo demuestra el gran número de estudios de ERP en la neurociencia cognitiva, la neurología, la neuropsicología, la psicolingüística y la psicología cognitiva . Su versatilidad permite a los investigadores a hacer preguntas de investigación pertinentes sobre el tiempo relativo de eventos neuronales en una gran variedad de dominios, incluyendo el lenguaje, la cognición y el estudio de diversos trastornos psiquiátricos como la esquizofrenia 10, el trastorno afectivo bipolar, la depresión y el trastorno de dependencia del alcohol , y que ofrece ventajas sustanciales sobre los métodos alternativos de neuroimagen, como funcional de imágenes por resonancia magnética (fMRI). Algunos de estos incluyen su excelente resolución temporal, que aclara la actividad cerebral hasta la milésima de segundo. Grabación ERP también directamente índices potenciales postsinápticos excitatorios (EPSPS) y los potenciales postsinápticos inhibitorios (IPSPs) a través del cual se llevan a cabo muchos cálculos del cerebro, algo que no hace resonancia magnética funcional. Otra de las ventajas de la grabación ERP es que ofrece la posibilidad de distinguir la actividad inhibitoria (hyperpolarizations neuronales) de la actividad excitatoria (despolarización neuronal), mientras que en la resonancia magnética funcional, mayores señales no se diferencian claramente entre estos dos. Además, el método de ERP no requiere una condición contraste: ERPs primas pueden ser examinadas por sólo una condición experimental, una distinción de resonancia magnética funcional, donde las condiciones de control deben ser sustraídos de la condición experimental, lo que lleva a la incertidumbre en la asociación de las observaciones con las condiciones experimentales o de contraste. Utilidad grabaciones ERP, relativarentabilidad y ventajas asociadas ofrecen sólida justificación para el uso de los ERP en la neurociencia cognitiva como una manera de realizar un seguimiento de los cambios temporales rápidos en la actividad neuronal. Seguido es una guía paso a paso a los conceptos básicos de la ejecución de un experimento EEG y grabación potenciales relacionados con eventos.
En nuestra investigación de los efectos de la medicación antipsicótica en la N400, se encontró que en la condición placebo, N400s anteriores eran más grandes en los individuos con alta esquizotipia que en los sujetos con baja esquizotipia. En la condición de medicamento, sin embargo, N400s fronto-centro fue más pequeño, pero sólo en los individuos con alta esquizotipia. Por lo tanto, el medicamento se le ve a disminuir estos grandes N400s fronto-central en individuos esquizotípicos altos, lo que confirma investigaciones anteriores que ilustra más pequeños N400s anteriores en pacientes esquizofrénicos tratados con medicamentos antipsicóticos, en relación con los pacientes que recibieron un placebo 11,12. En los individuos con baja esquizotipia, no hubo efecto de la medicación. Estos resultados se obtuvieron con la correcta aplicación del protocolo, y hablan de la importancia de la recopilación de datos claros y precisos.
Para asegurar resultados precisos y válidos, hay algunos puntos críticos a tener en cuenta. Aobtener una buena señal, es crucial que la tapa esté perfectamente en forma y colocado de manera que los electrodos sagital son exactamente en el medio y que la impedancia se ajusta. Una tapa que es demasiado grande puede reducir la calidad de la grabación, ya que será mucho más difícil de reducir impedancias 13. También es importante que los participantes entienden que deben evitar el movimiento excesivo, parpadeando, o flexionar sus músculos de la cara y de la mandíbula, ya que estas acciones van a introducir cambios en los rastros EEG y, potencialmente, hacer que la interpretación de datos muy difícil 14. Después del experimento, el equipo debe limpiarse adecuadamente para garantizar que los electrodos no estén bloqueados con residuos de gel, lo que podría afectar el futuro colección de señales.
Si hay problemas en la señal, como el ruido o líneas planas, asegúrese de que los electrodos tanto en la tierra y de referencia están conectados correctamente. La reducción de la impedancia de estos electrodos puede reducir el ruido, así que sihay problemas en la conectividad, vuelva a aplicar el gel y volver a cero el cuero cabelludo debajo de los electrodos. Si hay myograms, permitir que el sujeto se relaje antes de continuar. En el diseño del experimento, es relevante para la grabación ERP que el diseño experimental representa temporización aspectos, tales como la duración de la presentación del estímulo y períodos de tiempo breves que permiten que el participante a parpadear.
Antes de comenzar un experimento EEG, es importante comprender las limitaciones asociadas. El relativamente pobre resolución espacial puede ser algo a considerar, así como la dificultad de utilizar EEG para dilucidar la actividad subcortical. El ruido introducido por parpadea y la actividad muscular también es desventajoso, y las señales neuronales obtenidos están manchadas a medida que pasan a través del líquido cefalorraquídeo, meninges, y el cráneo. Estas limitaciones pueden ser tratados con métodos alternativos de neuroimagen independiente- como fMRI, NIRS & #8211; o mediante la combinación de EEG con estos enfoques alternativos. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, estos enfoques también tienen sus propias limitaciones. Las condiciones de contraste necesarios y la falta de línea de base y la polaridad en fMRI son ejemplos notables. Con respecto a las técnicas de imagen del cerebro alternativas, la grabación ERP tiene muchas ventajas- más particularmente su resolución temporal notable, que está en el nivel de milisegundos. También es no invasivo y mínimamente incómodo para el participante, y no está asociado con los riesgos o peligros significativos. Grabación ERP es económicamente sólido, especialmente en comparación con otras técnicas de neuroimagen como la resonancia magnética funcional (fMRI) y la tomografía por emisión de positrones (PET) 15. Ofrece una mirada a los eventos neuronales que se producen en los procesos cognitivos, sensoriales y motoras, y en el futuro, se podría aplicar a explorar los procesos preconscientes.
The authors have nothing to disclose.
Los autores desean agradecer el cerebro y el comportamiento Research Foundation por su generoso apoyo.
EEG acquisition software (Scan 4.5) | Neuroscan | http://www.neuroscan.com/scan.cfm | |
Digital EEG Amplifier (NuAmp) | Neuro Scan Labs | http://www.neuroscan.com/documents/AF573-01%20CURRY%20NuAmpsExpressPRESSD4.pdf | |
2 computers | |||
Matlab | The MathWorks, Inc | http://www.mathworks.com/products/matlab/ | |
EEGLab Matlab toolbox | http://sccn.ucsd.edu/eeglab/ | ||
ERPLAB Toolbox | http://erpinfo.org/erplab | ||
Stimulus generation software | E-Prime | ||
ECI Electrode cap | Electro-cap International, Inc | http://www.electro-cap.com/index.cfm/caps/ | |
Special Head Measuring Tape (4 Colour ribbon) | Electro-cap International, Inc | http://www.electro-cap.com/index.cfm/supplies/ | |
Disposable Sponge Disks | Electro-cap International, Inc | http://www.electro-cap.com/index.cfm/supplies/ | |
EEG Abrasive Skin Prepping Gel (Nuprep) | Weaver and Company | http://www.weaverandcompany.com/nuprep.html | |
Body harness | Electro-cap International, Inc | http://www.electro-cap.com/index.cfm/supplies/ | |
Cap straps | Electro-cap International, Inc | http://www.electro-cap.com/index.cfm/supplies/ | |
Electro-gel | Electro-cap International, Inc | ||
Blunt needle (BD Vacutainer PrecisionGlide Multiple Sample Needle) | Becton, Dickinson and Company | 367211; see http://www.bd.com/resource.aspx?IDX=7559 | |
Syringe | Electro-cap International, Inc | http://www.electro-cap.com/index.cfm/supplies/ | |
2 Ear Electrodes | Electro-cap International, Inc | http://www.electro-cap.com/index.cfm/supplies/ | |
Alcohol wipes | |||
Red pencil | |||
Cotton swabs | |||
Facilities and supplies for participants to wash their hair after the experiment- sink, shampoo, comb, towels, hair dryer |