イベント関連の脳波電位(ERP)を用いて、我々は統合失調形質を有する健康な個体における異常なセマンティックな脳活性化に対する抗精神病薬の効果を調べる。私たちは、セマンティックの分類に関連付けられた認知プロセスへの洞察を流して、脳活動における明確な変化を追跡するためにERPを使用しています。
認知神経科学の分野内では、機能的磁気共鳴画像法(fMRI)は、脳機能を可視化する一般的な方法である。これは、研究者が特定の認知プロセスに関連する脳領域を識別することができ、優れた空間分解能の一部である。しかし、脳機能をローカライズするための探求には、多くの認知、感覚、および運動プロセスは、fMRIの最適以下の時間分解能によって満たされていない残っている側面をキャプチャすることが不可欠である時間的な区別があることに留意することが適切である。優れた認知プロセスを理解するためには、脳の情報を収集する方法として、事象関連電位(ERP)の記録を利用することが有利である。その利点のいくつかは、研究者、ミリ秒までの脳の活動を追跡する機能を提供し、その幻想的な時間分解能が含まれる。また、直接索引の両方興奮性と抑制性シナプス後電位これにより、ほとんどの脳の計算が行われる。これは、代謝活性の指標をキャプチャfMRIのとは対照的に座っている。また、非侵襲的なERPの方法は、コントラスト状態を必要としない:生のERPは、ひとつの実験条件について検査することができ、制御の条件は、実験またはで観察を関連付けるの不確実性をもたらす実験条件から差し引かなければならないのfMRIとの区別を条件を対比。それは、その貧弱な空間的および皮質下の活動の分解能によって制限されている間、ERPの録音 'ユーティリティ、相対的な費用対効果、および関連する利点は、神経活動の急速な時間的変化を追跡するための認知神経科学におけるその使用のための強力な理論的根拠を提供します。研究イメージング法としての使用の増加を促進する、適切かつ正確なデータ収集を確実にするための努力において、本物品は、概説する – パラダイムの枠組みの中で抗精神病薬の効果を調べるためにセマンティック分類を使用してsおよびN400にschizotypy – プロシージャとERPのデータ収集に関連した重要な側面。
ニューロイメージングの進歩は紛れもなく、脳の機能の理解を増強しているが、これらの進歩は、脳の構造を解明する上で、主に静的な重点を持っている。これはその後、そのようなfMRIの近赤外分光法(NIRS)、これらの時間的側面に対処EEGに比べて不十分である時間分解能を生成ない神経画像法のような比較的不分明に包ま脳ネットワークの動的な時間的な特徴を残す。そうでなければ未知であると意味のある膨大な量の情報を生成することである、より良いERP記録の使用を理解し、採用することが適切である。 ERPの記録は、認知神経科学、認知、感覚、および運動プロセスによって誘発される神経活動の迅速な一時的な変調を追跡することを可能にする非侵襲的な分析ツールです。これは、大規模なn個の電気シナプス後応答をキャプチャするために頭皮に電極を配置することを含む特定のイベントまたは刺激にeuronal集団2。 ERPは、タイムロック感覚、運動、または認識事象にある脳波の変化であり、情報処理3中に生成シナプス後電位の合計を表すと考えられている。これらのERP波形は認知に貢献した神経の接続へのさらなる洞察を刺激することができる神経学的データの豊富な配列を提供し、彼らの待ち時間、振幅、極性、及び頭皮分布によって特徴づけられる。
ERP記録脳波(EEG)の目的は、高次に関与する基本的神経プロセス、複雑な認知機能の操作4についての情報を得ることである。 ERPは、それらの負または正の変動だけでなく、頭皮上の位置と、それらが刺激の開始後に表示される時間によって定義される。様々な事象関連電位は、さまざまな側面に関連している認知処理。例えば、我々はN400イベント関連脳電位5、400ミリ秒などの意味カテゴリに依存するように分布頭皮に知られている言葉6などの意味のある刺激の発症後に誘発される負の波形を見てきたこれらの刺激の。 N400は、意味論的活性化の指標であり、研究では、そのような具体的な言葉( 例えば 、バナナ)より抽象的な単語について、両方の視覚と口頭表現を活性化する( 例えば 、より表現を活性化する単語の大きな振幅を有することが示されている唯一の口頭表現7,8を活性化し 、アイデア)、。研究はまた、統合失調症の症状は軽度であっても、schizotypyスケールによって測定されるように、N400 9の異常に過剰な意味論的活性化と関連していること。考えを支持このように、我々は統合失調症の症状のプレゼンテーションを減少させる抗精神病薬は、異常なSEを正規化するかどうか模索しているschizotypy高レベルの健康な個体ではN400のmanticアクティベー。ここで、セマンティック分類パラダイムにおけるERPの使用は、N400に対する抗精神病薬の効果を研究するために有利である。
ERP記録は、神経機能を評価するための非侵襲的かつ比較的経済的な方法であるように、認知神経科学、神経学、神経心理学、心理言語学、認知心理学ERP研究のかなりの数によって証明されるように、領域の広い範囲で適用することができる。その汎用性は、言語、認知、および統合失調症、双極性感情障害、うつ病など様々な精神疾患10の研究、およびアルコール依存の障害を含むドメインの多種多様な、ニューラルイベントの相対的なタイミングについての関連研究の質問をする研究者を可能に、およびこのような上げ機能として神経画像の代替法にわたって実質的な利点を提供するional磁気共鳴画像法(fMRI)。これらのいくつかは、ミリ秒までの脳の活動を解明し、その優れた時間分解能を含む。 ERPの記録も直接インデックス興奮性シナプス後電位(EPSPS)と多くの脳の計算が実行されるときに通過する抑制性シナプス後電位(IPSPsの)、fMRIをしておりません何か。 ERP記録の他の利点は、fMRIの中で、一方、より大きな信号が明らかにこれら二つの間で区別されていない、興奮性活性(神経細胞の脱分極)の阻害活性(神経細胞の過分極)を区別する可能性を提供することである。生のERPはちょうど1実験条件について検討することができる、制御条件が、実験やコントラスト条件での観測を関連付けるの不確実性につながる、実験条件から差し引かなければならないのfMRI区別:さらに、ERPの方法はコントラスト条件を必要としません。 ERPの録音 'ユーティリティ、相対的費用対効果と関連する利点は、神経活動の急速な時間的変化を追跡する方法として、認知神経科学におけるERPの使用のための強力な理論的根拠を提供します。脳波実験を実行し、事象関連電位を記録することの基礎についてステップバイステップガイドがあるが続く。
N400上の抗精神病薬の効果の我々の調査では、我々はプラセボ状態で、前方N400sが低schizotypyの被験者に比べて高いschizotypy有する個体において大きかったことがわかった。しかし投薬状態では、前頭中央N400sはなく、唯一の高schizotypyを持つ個人で、小さかった。したがって、薬はプラセボ11,12を受けた患者と比較して抗精神病薬で治療統合失調症患者、小さく前方N400sを示す先行研究を確認し、高い統合失調個人、これらの大前頭中央N400sを減少させることが見られた。低schizotypyを持つ個体では、投薬の効果はなかった。これらの知見は、プロトコルの適切な実装を用いて得られた、明確かつ正確なデータを収集することの重要性を話した。
正確で有効な結果を確保するために、心に留めておくべきいくつかの重要なポイントがあります。へ良好な信号を得る、それは矢状電極が真ん中に正確にされ、そのインピーダンスが調整されるように、キャップがぴったりとフィットし、置かれていることが重要です。これはインピーダンス13を減少させるためにはるかに困難であるように大きすぎるキャップは、記録品質を低下させることができる。これは、参加者は、彼らがこれらのアクションは、EEGトレースの変化を紹介し、潜在的に14個のデータの解釈が非常に困難になりますので、点滅、または自分の顔と顎の筋肉を曲げ、過度の運動を避ける必要があることを理解することも重要です。実験の後、機器が正常に電極が将来の信号収集に影響を与える可能性ゲル残基でブロックされていないことを保証するために洗浄されなければならない。
そのようなノイズやフラットラインなどの信号に問題がある場合、両方のグランド電極と参照電極が正しく接続されていることを確認してください。ので、もしこれらの電極のインピーダンスを低減することは、ノイズを低減することができ接続性の問題、ゲルおよび再スクラッチ電極の下に頭皮を再適用があります。 myogramsがある場合、被験者は先に進む前にリラックスすることができます。実験の設計では、ERPは、刺激提示の期間および参加者が点滅することを可能に短い期間などの側面のタイミングのための実験計画アカウント、ことを記録するために適切である。
EEG実験を開始する前に、関連する制限を理解することが重要である。比較的乏しい空間分解能は考慮すべきもの、ならびに皮質下活動を解明するためにEEGを使用することの難しさであってもよい。点滅し、筋活動によって導入されるノイズも不利であり、それらは脳脊髄液、髄膜、頭蓋骨を通過するようにして得られた神経信号が汚れている。これらの制限は、そのようなfMRIの、NIRS&#などの代替神経画像法independently-で対処することができる8211;またはこれらの代替アプローチと脳波を組み合わせることで。しかし、前述したように、これらのアプローチは、独自の制限を行う。必要なコントラスト状態とfMRIのベースラインと極性の欠如は顕著な例である。代替的な脳画像化技術に関しては、ERPの記録が多くadvantages-最も特にミリ秒のレベルであり、その顕著な時間分解能を有している。また、非侵襲的かつ参加者の最小限の不快感であり、任意の有意なリスクまたは危険性と関連していない。 ERP記録は、機能的磁気共鳴画像法(fMRI)及び陽電子放出断層撮影(PET)15のような他の神経画像技術と比較する場合は特に、経済的に健全である。それは、認知、感覚、および運動のプロセスで発生する神経イベントに外観を提供し、将来的には、前意識のプロセスを探求するために適用することができた。
The authors have nothing to disclose.
著者は、彼らの寛大な支援のための脳と行動研究財団を承認したいと思います。
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 |