Electroencephalography הקלטה במקביל במהלך Transcranial זרם חילופין גירוי (TACs)

ניסויי הנהלים להקים במקביל TACs-EEG מתוארים כאן. נפנה עתה לדון בשיקולים להתקנה של הקלטות TACs-EEG, ששני השיקולים הראשונים הם חיוניים להקלטות במקביל TACs-EEG מוצלחים.

הימנעות אלקטרודה TACs-EEG גישור באמצעות ג'ל

זה חיוני כדי למנוע גישור בין אלקטרודות EEG וTACs באמצעות ג'ל EEG הדולף, כגישור מייד מרווה את הערוץ בהתאמה של מגבר EEG. מסיבה זו הצמיגות של ג'ל EEG היא פרמטר קריטי עבור הקלטת TACs-EEG מוצלחת. לעולם אל תשתמש בג'ל EEG נוזל, כמו סיכוני ג'ל EEG נוזל לברוח מן האלקטרודה TACs וגשר עם אלקטרודות EEG סמוכות. במקביל, יש ג'ל EEG צמיג מאוד חסרון בחדירה השיער וסיכת העור כדי להפחית את העכבה. לאלקטרודות EEG בסמיכות של האלקטרודה TACs, ג'ל צמיג יותר יכול בשימוש בדואר, כאחד יכול להשתמש במקל עץ כדי להוריד את העכבה. לTACs ואלקטרודות EEG שנותרו, השתמש מעט פחות ג'ל צמיג EEG (אם כי עדיין לא נוזל). סוג זה של ג'ל דורש פחות מאמץ לעכבות נמוכות יותר. כפי שקשה לגרד תחת אלקטרודה TACs, עדיף להשתמש בג'ל מעט פחות צמיג כאן.

התמודדות עם בהירויות חפץ TACs

הנושא השני הוא לטפל בגודל הגדול של חפץ TACs, הנע בין 10 mV בEEG אלקטרודות רחוק מהאזור של גירוי, ליותר מ -100 mV באתר של גירוי בעוצמת הגירוי הנוכחית של 0.9 מילי-אמפר (איור 6) . איור 7 ממחיש את קשר ליניארי בין עוצמות גירוי (0.5-2.0 mA שיא-לשיא) וכתוצאה מכך הגודל של החפץ באתר של גירוי (ערוץ F3). מדד ראשון הוא לשמור על עכבה נמוכה של שני אלקטרודות EEG וTACs. לֹא מַסְפִּיקקשר בין האלקטרודה TACs והקרקפת יוצר אמפליטודות גדולות יותר של חפץ TACs בנתוני ה- EEG, ובנוסף מיושם נוכחית אלקטרוני נוטה להיות הומוגניות. שנית, צריך להביא בחשבון את רמת הרזולוציה של ממיר A / D של מערכת ה- EEG. ממיר / D 24 סיביות יכול תיאורטית מכסה מגוון של 1.68 V עם 0.1 μV / רזולוציה קצת. לעומת זאת, 16 סיביות ממיר / D עם רזולוציה 0.1 μV / קצת יכסה טווח מתח של 6.5 mV – נמוך מדי כדי לכסות הטווח של חפץ TACs (איור 6). לפיכך הרזולוציה הקלטת המתח צריכה להיות מושפלות. על מנת לכסות את בהירויות חפץ של עד 100 mV באתר של גירוי עם מערכת 16 סיביות, הרזולוציה הקלטת המתח הייתה באופן תיאורטי צריכה להיות הוריד לעיל 1.53 μV / קצת. מחקרים למעשה במקביל האחרונה TACs-EEG עם מערכת 16 סיביות לא יכול להקליט את אותות EEG מסביבת אתר הגירוי בשל רוויה בampl ifier גם כאשר ההחלטה הורידה 0.5 μV / נשך ^12,13.

שיקולים להפחתת עכבת אלקטרודה

הסיבה ראשונה להתחיל לעבוד על העכבות של אלקטרודות EEG ממוקמות באמצע או בקרבה של האלקטרודה TACs, הוא שאלקטרודות EEG אלה דורשות סבלנות כמה ועבודה זהירה, כדי למנוע גישור. על ידי התחלה עם אלקטרודות אלה, יש זמן לחכות עד ג'ל שימושי יש לו כמה זמן לשמן את הקרקפת, לפני ששוקל ליישם יותר ג'ל EEG במידת צורך. ג'ל נוסף יש להחיל תחת אלקטרודה TACs רגע שהושם על הקרקפת, בפרט אם המשתתף יש הרבה שיער. הסיבה לכך היא לא רק להפחתת עכבה – עכבה טובה יכולה להיות מושגת ללא צעד זה – אבל כדי להשיג חיבור אחיד עם הקרקפת לאורך פני השטח של האלקטרודה TACs.

שיקולי עיצוב ומונטאז '

זה צריך להיות הזהיר כי הצורה והמיקום של האלקטרודה TACs הוא לא אותו הדבר כמו האזור למעשה להיות מגורה, אבל יכולה להיות מעט השתנתה ^31. כאשר מחליטים את עמדתו של אלקטרודות TACs, מודלים של f הנוכחיתנמוך להעריך את המיקום הטוב ביותר של אלקטרודות למיקוד האזור של עניין הוא תמיד מומלץ בחום.

ההתקנה הנוכחית מתאימה לאפנון של פעילות קצבית ברשתות בקנה מידה גדולה. עוד גירוי מוקד ניתן להשיג במספר דרכים ^{13, 32, 33, 34.} ראשון, להקטין את הגודל של האלקטרודה TACs. ניטשה ועמיתיו הראו כי אלקטרודה 3.5 סנטימטר ² יכולה לווסת את הרגישות של הקורטקס המוטורי עם tDCS ^32. גישה שנייה היא לנצל תצורת הגדרה גבוהה ^13,33,34, שבו אלקטרודה לגירוי אחד מוקפת בארבע אלקטרודות התייחסות. יתרון נוסף של תצורת ההגדרה הגבוהה הוא שהצפיפות של אלקטרודות EEG יכולה להיות מוגברת, מאז אלקטרודות גומי קונבנציונליות להגביל את המרחב למקום אלקטרודות EEG ושישים וארבעה אלקטרודות EEG היא לא ריאלי ליישום בהתקנה הנוכחית. בעוד השינויי ESE לסגוליים מרחבית גבוהות יותר דורשים נהלי התקנה שונים, השיקולים הטכניים שתוארו כאן עדיין חלים.

בפרוטוקול זה אנו מניחים אלקטרודות TACs לפי השיטה 10-20 הבינלאומית למיקום האלקטרודה EEG ^30. אופטימיזציה Whileindividual של מיקום גירוי תהיה האלטרנטיבה, זה עלול להוות בעיה להשוואה כאשר משתנים מיקום הגירוי בקרב אנשים בניסוי, כאתר הגירוי משתנה ביחס לאתרי הקלטת EEG. השימוש המשולב הפגין לאחרונה של מגנט (MEG) וTACs, על ידי Neuling ועמיתים ^35, עשוי להתגבר על בעיה זו ובעיות הקשורות לחפץ TACs, כשיטות סינון מרחבי עם עיצוב אלומת MEG מאפשרת להעריך את פעילות המוח עצמאית של אתר TACs.

בנוגע למונטאז ', שני מצרפי monopolar מתוארים כאן, כלומר, עם extracephaliמיקום ג של האלקטרודה ההתייחסות (איור 1 ו1C), ומונטאז אחד חד קוטבי, כלומר, עם שני אלקטרודות הממוקמים על הקרקפת (איור 1 א) (ראה סיווגים נוספים של מצרפי האלקטרודה על ידי נאצרי et al. ^36). היתרון של שימוש במונטאז monopolar הוא ההימנעות מגירוי כאפאליך נוסף של שום עניין למחקר. הדאגה העיקרית בעת בחירת מונטאז monopolar היא זרימה נוכחית אם כי מבנים קורטיקליים כוללים גזע המוח, עם הסיכון הפוטנציאלי של ויסות פונקציות חיוניות בגזע המוח. שני מיקום כתף extracephalic וipsilateral של האלקטרודה ההתייחסות אושר לא לווסת פונקציות גזע המוח לעצמת 1 mA של tDCS ^37,38 (למשל, השתנות קצב לב, קצב נשימה ולחץ דם). כמונטאז monopolar יכול להיות יתרונות ברורים בהתאם לעיצוב ניסיוני, יש צורך בבדיקה מקיפהההשפעה על תפקודי מוח חיוניים בעוצמות גירוי גבוהות ומצרפים monopolar שונים, כמו גם להשוואה בין השפעת tDCS וTACs.

שים לב שתצורת ההגדרה גבוהה היא פתרון אחר למניעת הבעיה של מונטאז 'דו קוטבי של גירוי כאפאליך נוסף של ריבית. תצורת החדות גבוהה עם אלקטרודה גירוי אחד מוקפת בארבע אלקטרודות התייחסות מובילה לצפיפות זרם גבוהה באלקטרודה המרכז וצפיפות זרם נמוכה מתחת לארבע אלקטרודות שמסביב. כהשפעה של גירוי תלוי בצפיפות של הנוכחי, זה אומר אפנון חד כיווני תחת אלקטרודה המרכז לתצורת ההגדרה גבוהה, בניגוד לאפנון דו-כיוונית של תצורת שתי אלקטרודה ^39.

תפיסה חזותית הנגרמת על ידי הבהוב TACs היא גורם מגביל קריטי לעוצמת הגירוי בעת ביצוע ת"אאלקטרודה CS באונה הקדמית, עקב גירוי רשתית על ידי TACs. בפרט, TACs בתדר ביתא-להקה גורמת הבהוב חזותי גם בעצימות נמוכות של ¹¹ TACs. מניסיוננו 0.9 mA גירוי (שיא-לשיא) על DLPFC (אלקטרודה F3) בשעה 6 ברץ הוא רמת אינטנסיביות מתאימה כדי למזער את התחושה של הבהוב חזותי.

בהתאם לעיצוב של הניסוי, ייתכן שיהיה צורך לשלוט ממריץ עם התקן חיצוני (אם פונקציה זו זמינה עבור ממריץ בשימוש). אנו משתמשים בלוח יציאה אנלוגית גל לשלוט ממריץ ולשלוח טריגרים למגבר EEG (ראה מפרטי חומרה ותוכנה נוספים בטבלה של חומרים). במקרה של הגירוי שמשמש כאן (ראה טבלה של חומרים), רמת הרעש של תפוקה נוכחית עם השלט הרחוק היא גבוהה יותר מזה עם ממשק ממריץ המוטבע. מכאן האפשרות לשליטה מרחוק יש לבחור ממריץרק אם נדרש על ידי עיצוב ניסיוני.

הרוויה פתרון בעיות של ערוצי EEG

הראינו כי גישור בין TACs ואלקטרודות EEG באמצעות הדלפת תוצאות ג'ל EEG בלהרוות את הערוץ בהתאמה של מגבר EEG ושולל את נתוני הקלטה מאלקטרודות אלה (איור 5 א). ישנן סיבות אחרות לרוויה של ערוץ EEG. אחת סיבות לכך יכולה להיות שהרווח של המגבר הוא צר מדי, והרזולוציה הקלטת מתח לא הותאמה בהתאם. במקרה זה החלטת הקלטת המתח צריך להיות הוריד כדי לכסות את טווח הגודל של חפץ TACs. סיבה נוספת היא שאתר ההקלטה הוא קרוב מדי לאתר הגירוי. במקרה זה, אפילו ברזולוציה הקלטת מתח מאוד גסה עשויה עדיין לא מכסה את הטווח של החפץ. הקלטה צריכה להיות ממוקמת רחוק מאתר הגירוי.

פרו הנוכחיtocol מקיף מתאר את ההגדרות ושיקולים טכניים לניסויי TACs-EEG במקביל. עם שיטות להסרת לכלוך TACs ופרוטוקולים להקלטה באיכות טובה בTACs, TACs תהיה באמת להיות שיטה מבטיחה tofurther ההבנה של התכונה הבולטת ביותר של פעילות המוח, דינמיקה קצבית שלנו.