Olay-İlişkili Potansiyeller ve Semantik Kategorizasyon kullanma N400 üzerinde Antipsikotikler ve şizotipinin Etkilerinin Araştırılması
Summary
Kullanarak olay-ilişkili EEG potansiyeller (ERP), biz şizotipal özelliklerin sağlıklı bireylerde anormal anlamsal beyin etkinleştirmelerde antipsikotik ilaçların etkilerini araştırmak. Biz anlamsal sınıflandırma ile ilişkili bilişsel süreçler içgörü dökülme, beyin aktivitesinde belirgin değişiklikleri izlemek için OBP kullanın.
Abstract
Bilişsel nörobilim alanı içinde, fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) beyin fonksiyonlarını görselleştirme popüler bir yöntemdir. Bunun nedeni araştırmacılar, belirli bilişsel süreçler ile ilişkili beyin alanları belirlemesine olanak sağlar mükemmel uzaysal çözünürlüğü, bir parçası olduğunu. Ancak, beyin fonksiyonları lokalize arayışı içinde, birçok bilişsel, duyusal ve motor süreçler, fMRI en optimal zamansal çözünürlükte gerçekleştiremediği sol bir yönünü yakalamak için zorunlu olan temporal ayrımlar var unutmayın alakalı. Daha iyi bilişsel süreçleri anlamak için, beyin hakkında bilgi toplama yöntemi olarak olay-ilişkili potansiyel (ERP) kayıt yararlanmak için avantajlı olmaktadır. Avantajları bazı araştırmacılara aşağı milisaniye beyin aktivitesini takip yeteneği verir onun fantastik zamansal çözünürlüğe içerir. Ayrıca doğrudan endeksleri hem eksitatör ve inhibitör post-sinaptik potansiyellerhangi çoğu beyin hesaplamalar yapılmaktadır. Bu metabolik aktivite endeksi yakalar fMRI, aksine oturur. Bundan başka, invazif olmayan bir ERP bir yöntem, bir kontrast durum gerektirmez: ham ERP deney gözlemlerini ilişkilendirme belirsizlik yol açan tek bir deneysel koşul, kontrol koşullar, deney durumdan çıkartılması gereken fMRI'da bir ayrım için incelenebilir veya koşulları kontrast. Onun kötü uzaysal ve subkortikal etkinlik kararı ile sınırlı iken, ERP Recordings 'programı, göreceli maliyet-etkililik ve ilişkili avantajları nöral aktivitede hızlı zamansal değişiklikleri izlemek için bilişsel nörobilim kullanımı için güçlü bir gerekçe sunar. Uygun ve doğru veri toplanmasını sağlayacak bir araştırma görüntüleme yöntemi olarak kullanımı artış teşvik ve çabası içinde, mevcut makale açıklayacağım – bir paradigma çerçevesinde antipsikotik etkilerini incelemek için semantik kategorizasyon kullanaraks ve şizotipi N400 üzerinde – prosedür ve ERP veri toplama ile ilgili anahtar yönleri.
Introduction
Nöro gelişmeler inkar edilemez beyin fonksiyonları anlamamıza artmış olmasına rağmen, bu gelişmeler beyin yapılarını açıklık üzerinde büyük ölçüde statik ağırlıklıdır. Bu sonradan, böyle fMRI ve yakın-kızılötesi spektroskopi (NIRS) olarak bu zamansal yönlerini ele EEG kıyasla yetersiz olan temporal çözünürlük üretmek yok beyin görüntüleme yöntemleri gibi, nispeten bilinmezlik içinde kefen beyin ağlarının dinamik zamansal özelliklerini bırakır. Bunu daha iyi anlamak ve başka bilinmeyen olacaktır anlamlı bilgilerin büyük miktarda üretmek mümkün ERP kayıt kullanımını istihdam böylece ilgili olduğunu. ERP kayıt bilişsel sinirbilimciler bilişsel, duyusal ve motor süreçlerle ortaya sinirsel aktivitenin hızlı zamansal modülasyon izlemenize olanak sağlayan non-invaziv bir analitik araçtır. Büyük n elektrik postsinaptik cevapları yakalamak için kafa derisi üzerinde elektrotlar yerleştirerek içerirbelirli olaylar ya da uyaranlara 2 euronal popülasyonları. ERP zaman kilitli duyusal, motor veya bilişsel olaylara olan elektroensefalografi değişiklikler ve bilgi işleme 3 sırasında üretilen postsinaptik potansiyellerin toplamı olduğuna inanılmaktadır. Bu ERP dalga biliş katkıda nöral bağlantıların içine daha fazla fikir uyarabilir nörolojik zengin bir veri dizi sağlayan, onların gecikme, genlik, polarite, ve kafa derisi dağılımı ile karakterizedir.
ERP kayıt ve elektroensefalografi hedefi (EEG), daha yüksek bir sırada yer temel nöral süreçleri, karmaşık bilişsel işlemleri 4 hakkında bilgi elde etmektir. ERP, negatif ya da pozitif dalgalanma, yanı sıra kafa derisi üzerindeki konumu ve uyarının başlamasından sonra ortaya edildiği süre ile tanımlanır. Çeşitli ERP farklı yönleri ile ilişkilendirilmiştirbilişsel işleme. Örneğin, biz N400 olay-ilişkili beyin potansiyelinin 5, 400 ms gibi semantik kategorisine bağlıdır dağıtım kafa derisi üzerinde bilinen kelimelerin 6, ve gibi anlamlı uyaran başlangıcından sonra ortaya bir negatif dalga bakarak edilmiştir Bu uyaranların. N400 anlamsal aktivasyonlar bir endeks olup, çalışmalar bu tür somut kelimeler (örn., Muz) daha soyut sözcükleri, hem görsel hem de sözel temsillerini aktive (örn gibi daha temsilleri, aktive kelimeler için daha büyük bir genlik sahip olduğunu göstermiştir sadece sözlü beyanda 7,8 etkinleştirmek, fikir). Araştırmalar ayrıca şizotipi ölçekleri ile ölçülen olarak şizofreni, hatta hafif semptomları, N400 9 anormal aşırı anlamsal aktivasyonu ile ilişkili olduğu fikrini desteklemektedir. Gibi, biz şizofrenik belirti sunum azalır antipsikotik ilaç, anormal se normalleştirir olmadığını araştırıyorşizotipinin düzeyi yüksek olan sağlıklı bireylerde N400 ve kehanete aktivasyonlar. Burada, semantik bir sınıflandırma paradigmada ERP kullanımı N400 antipsikotik etkisini incelemek için avantajlıdır.
ERP kayıt non-invaziv ve nispeten ekonomik yöntem sinir işleyişini değerlendirmek için olduğu gibi bilişsel nörobilim, nöroloji, nöropsikoloji, ruhbilim ERP çalışmalarının önemli sayıda ve bilişsel psikoloji ile kanıtlandığı gibi, bu etki geniş bir yelpazede uygulanabilir . Çok yönlülüğü dil, bilişsel, ve şizofreni, bipolar affektif bozukluk, depresyon gibi çeşitli psikiyatrik bozuklukların 10 çalışmada, alkol bağımlılığı bozukluğu dahil olmak üzere etki büyük bir çeşitlilik, nöral olayların göreceli zamanlaması hakkında ilgili araştırma soruları sormak için müfettişler sağlar bu ve bu gibi funct gibi nörogörüntülemenin alternatif yöntemler üzerinde önemli avantajlar sunuyoruğratarak manyetik rezonans görüntüleme (fMRI). Bunlardan bazıları aşağı milisaniye beyin aktivitesini elucidates mükemmel zamansal çözünürlük içerir. ERP kayıt doğrudan endeksleri eksitatör post-sinaptik potansiyeller (EPSP'ler) ve birçok beyin hesaplamaların yapıldığı, hangi aracılığıyla inhibitör post-sinaptik potansiyeller (IPSPs), fMRI yapmaz bir şey. ERP kaydının diğer bir avantajı, fMRI'da ise, daha fazla sinyaller açık bir şekilde bu ikisi arasında farklılık göstermez, uyarıcı etkinliği (hiperpolarize) inhibitör aktivitesi (nöronal hiperpolarizasyonu) ayırt ihtimalini sunmasıdır. Deneysel veya kontrast şartlara gözlemlerin birleştirilmesi belirsizlik yol açan, ham ERP sadece bir deney koşulu kontrol koşullar, deney durumdan çıkartılması gereken fMRI'da bir ayrım için incelenebilir: Bundan başka, ERP yöntem, bir kontrast durum gerektirmez. ERP Recordings 'programı, bağılmaliyet-etkililik ve ilişkili avantajları nöral aktivitede hızlı zamansal değişiklikleri izlemek için bir yol olarak bilişsel nörobilim alanında ERP kullanımı için güçlü bir gerekçe sunar. EEG deney çalışan ve olay-ilişkili potansiyeller kayıt temelleri bir adım-adım kılavuz izledi.
Protocol
Representative Results
Discussion
N400 üzerinde antipsikotik ilaçların etkileri bizim soruşturma, biz plasebo durumda, ön N400s düşük şizotipinin olan kişilerde daha yüksek şizotipinin olan bireylerde daha büyük bulundu. Ancak ilaç durumda, frontoetmoid merkezi N400s ama sadece yüksek şizotipinin ile bireylerde, daha küçüktür. Böylece, ilaç plasebo 11,12 alan hastalara göre antipsikotik ilaçlarla tedavi şizofreni hastalarında, daha küçük ön N400s gösteren önceki araştırmaları doğrulamaktadır yüksek şizotipik bireylerde, bu büyük frontoetmoid merkezi N400s azaldığı gözlenmiştir. Düşük şizotipi olan kişilerde, ilaç hiçbir etkisi yoktu. Bu bulgular protokolün düzgün bir şekilde uygulanması ile elde edilen, açık ve kesin veri toplama önemine konuşmak edildi.
Doğru ve geçerli sonuçların sağlanması için, akılda tutulması gereken birkaç kritik nokta vardır. Içinİyi bir sinyal almak, bu sagital elektrot tam ortasında bulunan ve empedans ayarlanır, böylece kapak geçecek şekilde ve yapılmış olması önemlidir. Bu empedanslarını 13 azaltmak çok daha zor olacak gibi çok büyük bir kap, kayıt kalitesini düşürebilir. Bu katılımcılar bu eylemler EEG izleri değişiklikleri tanıtmak ve potansiyel 14 veri yorumlama çok zor yapacak, yanıp sönen, ya da yüz ve çene kasları esneme, aşırı hareketi önlemek gerektiğini anlamak da önemlidir. Deneyden sonra, donanımları düzgün elektrotlar gelecek sinyal toplama etkileyebilir jel kalıntısı ile bloke edilmemesini sağlamak için temizlenmesi gerekir.
Bu tür gürültü ya da düz çizgiler olarak sinyal sorunlar varsa, zemin ve referans hem de elektrotlar düzgün bağlandığından emin olun. Bu elektrotların direnci azaltır, bu yüzden, gürültü azaltabilirbağlantı sorunları, jel ve yeniden çizilmeye elektrotlar altında derisi yeniden vardır. Myograms varsa, konu devam etmeden önce dinlenmek için izin verir. Deney tasarımında, deneysel tasarım gibi uyaran sunum ve katılımcı yanıp izin kısa süreler süresi gibi yönlerini, zamanlama hesapları bu ERP kayıt için geçerlidir.
EEG deney başlamadan önce, ilgili sınırlamaları anlamak önemlidir. Nispeten zayıf uzaysal çözünürlüğü göz önünde bir şey gibi subkortikal aktivitesi aydınlatmak için EEG kullanılarak zorluğu olabilir. Yanıp söner ve kas aktivitesi tarafından tanıtıldı gürültü de dezavantajlı olduğunu ve onlar beyin omurilik sıvısı, meninkslerin ve kafatası geçerken elde sinir sinyalleri lekesi var. Bu sınırlamalar gibi fMRI, NIRS & # gibi bağımsız bir şekilde alternatif beyin görüntüleme yöntemleri ile ele alınabilir8211; veya bu alternatif yaklaşımları ile EEG birleştirerek. Ancak, daha önce de belirtildiği gibi, bu yaklaşımlar da, kendi sınırlamaları taşırlar. Gerekli kontrast koşulları ve fMRI başlangıca ve kutupluluk eksikliği önemli örneklerdir. Alternatif beyin görüntüleme teknikleri ile ilgili olarak, ERP kayıt birçok advantages- en fazla özellikle milisaniye seviyesinde olan dikkate değer bir zamansal çözünürlüğü vardır. Ayrıca non-invaziv ve katılımcı için minimal rahatsız olduğunu, ve herhangi bir önemli risk ve tehlikelerden ile ilişkili değildir. ERP kayıt gibi fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) ve pozitron emisyon tomografisi (PET) 15 gibi diğer beyin görüntüleme teknikleri ile karşılaştırıldığında, özellikle ekonomik sesidir. Bu, bilişsel, duyusal ve motor süreçlerin meydana nöral olayların içine bir görünüm sunuyor, ve gelecekte, bilinç öncesi süreçleri keşfetmek için uygulanabilir.
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarlar cömert destek için Beyin ve Davranış Araştırmaları Vakfı kabul etmek istiyorum.
Materials
| 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 |
Riferimenti
- Debruille, J. B., Rodier, M., Prevost, M., Lionnet, C., Molavi, S. Effects of a small dose of olanzapine on healthy subjects according to their schizotypy: an ERP study using a semantic categorization and an oddball task. Europeam Neuropsychopharmacology. 23 (5), 339-350 (2013).
- Bressler, S. L., Arbib, M. A. . The Handbook of Brain Theory and Neural Networks. , 412-415 (2002).
- Peterson, N. N., Schroeder, C. E., Arezzo, J. C. Neural generators of early cortical somatosensory evoked potentials in the awake monkey. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 96 (3), 248-260 (1995).
- Blackwood, D. H., Muir, W. J. Cognitive brain potentials and their application. The British Journal of Psychiatry Supplement. 9, 96-100 (1990).
- Debruille, J. B. The N400 potential could index a semantic inhibition. Brain Research Reviews. 56 (2), 472-477 (2007).
- Kutas, M., Hillyard, S. A.Event-Related Brain Potentials (ERPs) Elicited by Novel Stimuli during Sentence Processing. Annals of the New York Academy of Sciences. 425 (1), 236-241 (1984).
- Holcomb, P. J., Kounios, J., Anderson, J. E., West, W. C. Dual-coding, context-availability, and concreteness effects in sentence comprehension: an electrophysiological investigation. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition. 25, 721-742 (1999).
- Renoult, L., Brodeur, M. B., Debruille, J. B. Semantic processing of highly repeated concepts presented in single-word trials: electrophysiological and behavioral correlates. Biological Psychology. 84, 206-220 (2010).
- Prevost, M., et al. Schizotypal traits and N400 in healthy subjects. Psychophysiology. 47, 1047-1056 (2010).
- Sur, S., Sinha, V. K. Event-related potential: An overview. Industrial Psychiatry Journal. 18 (1), 70-73 (2009).
- Condray, R., Siegle, G. J., Cohen, J. D., van Kammen, D. P., Steinhauer, S. R. Automatic activation of the semantic network in schizophrenia: evidence from event-related brain potentials. Biological Psychiatry. 54, 1134-1148 (2003).
- Condray, R., Steinhauer, S. R., Cohen, J. D., van Kammen, D. P., Kasparek, A. Modulation of language processing in schizophrenia: effects of context and haloperidol on the event-related potential. Biological Psychiatry. 45, 1336-1355 (1999).
- Light, G. A., et al. Electroencephalography (EEG) and event-related potentials (ERPs) with human participants. Current Protocols in Neuroscience. , 21-24 (2010).
- Luck, S. J. . An Introduction to the Event-Related Potential Technique. , (2005).
- Luck, S. J. . An Introduction to the Event-Related Potential Technique. , (2005).
