Summary

Mapeamento Dynamics cortical MEG simultâneas / EEG e anatomicamente constrangido mínima norma-Estimativas: um exemplo Atenção Auditiva

Published: October 24, 2012
doi:

Summary

Usamos magneto-e eletroencefalografia (MEG / EEG), combinado com informações anatômicas capturado por ressonância magnética (MRI), para mapear a dinâmica da rede cortical associado à atenção auditiva.

Abstract

Magneto e eletroencefalografia (MEG / EEG) são técnicas de neuroimagem que proporcionam uma alta resolução temporal particularmente adequado para investigar as redes corticais envolvidas no dinâmicos tarefas perceptivas e cognitivas, tais como atendimento a diferentes sons em um coquetel. Muitos estudos anteriores tenham utilizado os dados gravados no nível do sensor, isto é., Os campos magnéticos ou eléctricos dos potenciais registados fora e no couro cabeludo, e têm geralmente focada na actividade que é tempo de bloqueado para a apresentação do estímulo. Este tipo de evento relacionado campo / análise de potencial é particularmente útil quando há apenas um pequeno número de diferentes padrões dipolares que podem ser isolados e identificados no espaço e no tempo. Em alternativa, através da utilização de informação anatómica, estes padrões de campo diferentes podem ser localizados como fontes de corrente no córtex. No entanto, para uma resposta mais sustentada, que não pode ser bloqueado em tempo a um estímulo específico (p. ex.,, em preparação para a ouvir um dos dois simultaneamente apresentados dígitos faladas acordo com a função auditiva cued) ou pode ser distribuído através de múltiplas localizações espaciais desconhecidas a priori, o recrutamento de uma rede distribuída cortical podem não ser adequadamente capturado por meio de um número limitado de fontes focais.

Aqui, nós descrevemos um processo que emprega anatómicas individuais dos dados de MRI para estabelecer uma relação entre as informações do sensor e a activação de dipolo no córtex através do uso da norma mínima estimativas (ENM). Esta abordagem de imagem inversa nos fornece uma ferramenta para análise da fonte distribuído. Para fins ilustrativos, vamos descrever todos os procedimentos que utilizam FreeSurfer MNE e software, tanto livremente disponíveis. Vamos resumir as seqüências de RM e etapas de análise necessários para produzir um modelo para a frente que nos permite relacionar o padrão de campo esperado causado pelos dipolos distribuídos no córtex sobre os sensores do M / EEG. Next, vamos percorrer os processos necessários que facilitem nos denoising os dados do sensor de contaminantes ambientais e fisiológicos. Iremos em seguida, descrevem o procedimento para a combinação de mapeamento e MEG / dados do sensor para o espaço de EEG cortical, produzindo desse modo uma família de séries de tempo da activação do dipolo cortical na superfície do cérebro (ou "filmes cérebro") relacionadas com cada condição experimental. Finalmente, vamos destacar algumas técnicas estatísticas que nos permitem fazer inferência científica em uma população de assunto (ou seja., Realizar ao nível do grupo de análise) com base em um espaço de coordenadas comum cortical.

Protocol

1. Aquisição de Dados e Processamento anatômica Adquirir uma magnetização preparado rápida gradiente eco (MPRAGE) exame de ressonância magnética do assunto. Isto pode demorar de 5-10 min, dependendo de qual protocolo verificação específica for utilizado. Adquirir mais dois tiro baixo ângulo rápido (FLASH) exames de ressonância magnética (ângulos de inclinação = 5 ° e 30 °) se os dados de EEG são usados ​​para análise de imagem inversa, como seqüências FLASH proporcionar c…

Discussion

A fim de estimar a activação de dipolo no córtex do MEG / adquiridos dados de EEG, precisamos de resolver um problema inverso, que não tem uma solução única e estável a menos apropriados anatomicamente e fisiologicamente constrangimentos de som são aplicadas. Usando a restrição anatômica adquiridos para assuntos individuais usando ressonância magnética e adotar a norma-mínimo como critério de estimativa, podemos chegar a uma estimativa fonte inversa cortical atual que está de acordo com as medições do…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Os autores gostariam de agradecer Matti S. Hämäläinen, Lilla Zöllei e três revisores anônimos por seus comentários úteis. Fontes de financiamento: R00DC010196 (AKCL); T32DC000018 (EDL); T32DC005361 (RKM).

Materials

Name of equipment / software Company / source
306-channel Vectorview MEG system Eleka-Neuromag Ltd,
1.5-T Avanto MRI scanner Siemens Medical Solutions
FreeSurfer http://freesurfer.net/
MNE software http://www.nmr.mgh.harvard.edu/martinos/userInfo/data/sofMNE.php
EEG electrodes Brain Products, Easycap GmbH
3Space Fastrak system Polhemus
Optical button box (FIU-932) Current Designs

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Citar este artigo
Lee, A. K., Larson, E., Maddox, R. K. Mapping Cortical Dynamics Using Simultaneous MEG/EEG and Anatomically-constrained Minimum-norm Estimates: an Auditory Attention Example. J. Vis. Exp. (68), e4262, doi:10.3791/4262 (2012).

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