Elektro-encefalografie (EEG) is een hulpmiddel dat een goedkope en niet-invasieve benadering biedt voor de studie van corticale verwerking, vooral in vergelijking met corticale beoordelingsmethoden zoals functionele magnetische resonantie beeldvorming (fMRI), positron-emissie tomografie (PET) en diffusie tensor beeldvorming (DTI)¹. EEG biedt ook een hoge temporele resolutie, die niet mogelijk is om te bereiken bij het gebruik van maatregelen zoals fMRI, PET of DTI². Hoge temporele resolutie is van cruciaal belang bij het onderzoeken van centrale tijdelijke functie om milliseconde-precisie van neurofysiologisch mechanismen met betrekking tot de verwerking van specifieke input of gebeurtenissen te verkrijgen.  In het centrale visuele systeem zijn corticale visuele Evoked mogelijkheden (cveps) een populaire benadering in het bestuderen van tijdvergrendelde neurale processen in de hersenschors.  CVEP-responsen worden geregistreerd en gemiddeld over een aantal gebeurtenis proeven, resulterend in piek componenten (bijv. P1, N1, P2) die voortvloeien uit specifieke milliseconde intervallen. De timing en amplitude van deze piek neurale reacties kunnen informatie verschaffen over de corticale verwerkingssnelheid en rijping, evenals tekorten in corticale functie^3,4,5.

CVEPs zijn specifiek voor het type visuele invoer dat aan de kijker wordt gepresenteerd. Met behulp van bepaalde stimuli in een cvep-paradigma is het mogelijk om de functie van verschillende visuele netwerken zoals de ventrale stroom te observeren, die betrokken zijn bij de verwerking van vorm en kleur, of parvocellular en magnocellular-input^{6,7, 8}, en de dorsale stroom, die grotendeels beweging of magnocellular input^9,10verwerkt. CVEPs die door deze netwerken zijn gegenereerd, zijn niet alleen nuttig bij het beter begrijpen van typische neurofysiologische mechanismen die onderliggend gedrag vertonen, maar ook in de gerichte behandeling van atypisch gedrag in klinische populaties. Uitgestelde CVEP-componenten in zowel de dorsale-als de ventrale netwerken zijn bijvoorbeeld gemeld bij kinderen met dyslexie, wat suggereert dat de visuele functie in beide netwerken moet worden gericht bij het ontwerpen van een interventieplan¹¹.  Dus, CVEPs opgenomen via EEG bieden een krachtig klinisch instrument om zowel typische en atypische visuele processen te beoordelen.

In een recente studie werd een high-density EEG gebruikt om het schijnbare Motion-onset CVEPs bij typisch ontwikkelende kinderen te meten, met als doelvariabele CVEP-responsen en gerelateerde visuele corticale generatoren over ontwikkeling te onderzoeken. Deelnemers passief bekeken schijnbare bewegings stimuli^12,13,14,15, die bestond uit zowel vormverandering en beweging, ontworpen om tegelijkertijd dorsale en ventrale stromen te stimuleren. Er werd vastgesteld dat ongeveer de helft van de kinderen reageerde met een CVEP golfvorm, of morfologie, bestaande uit drie pieken (P1-N1-P2, patroon A).  Deze morfologie is een klassieke CVEP reactie waargenomen in de literatuur. In tegenstelling, de andere helft van de kinderen gepresenteerd met een morfologisch patroon bestaande uit vijf pieken (P1-N1a-P2A-N1b-P2b, patroon B). Naar onze kennis zijn de robuuste voorvallen en vergelijking van deze morfologische patronen niet eerder besproken in de CVEP-literatuur bij kinderen of volwassen populaties, hoewel er variabele morfologie is waargenomen in zowel schijnbeweging als Motion-onset cveps^14,16. Bovendien zouden deze morfologische verschillen niet blijken uit onderzoek met andere corticale functionele beoordelingsmethoden, zoals fMRI of PET, vanwege de geringe temporele oplossing van deze maatregelen.

Om de corticale generatoren van elke piek in cvep-patronen A en B te bepalen, werden bron lokalisatie analyses uitgevoerd, wat een statistische benadering is die wordt gebruikt om de meest waarschijnlijke corticale regio’s die betrokken zijn bij de cvep-respons te schatten^12,13 . Voor elke piek werden, ongeacht het morfologische patroon, primaire en hogere-orde visuele cortices geïdentificeerd als bronnen van het CVEP-signaal.  Zo blijkt dat het belangrijkste verschil ten grondslag van de CVEP-morfologie die wordt opgewekt door schijnbare beweging, is dat degenen met patroon B tijdens de verwerking extra keren de visuele corticale regio’s activeren. Omdat dit soort patronen niet eerder in de literatuur zijn geïdentificeerd, blijft het doel van de extra visuele verwerking in die met CVEP patroon B onduidelijk.  Daarom is het volgende doel in deze onderzoekslijn om een beter begrip te krijgen van de oorzaak van de differentiële CVEP-morfologie en of dergelijke patronen betrekking kunnen hebben op visueel gedrag in zowel typische als klinische populaties.

De eerste stap in het begrijpen waarom sommige individuen een CVEP morfologie versus een ander kunnen aantonen, is om te bepalen of deze reacties intrinsiek of extrinsieke van aard zijn.  Met andere woorden, als een individu een patroon toont als reactie op een visuele stimulans, zullen ze dan reageren met een soortgelijk patroon voor alle stimuli?  Of is dit antwoord stimulus-afhankelijke, specifiek voor het visuele netwerk of netwerken geactiveerd?

Om deze vraag te beantwoorden, zijn twee passieve visuele paradigma’s ontworpen, bedoeld om afzonderlijk specifieke visuele netwerken te activeren. De stimulans die in de eerste studie werd gepresenteerd, was bedoeld om zowel de dorsale als de ventrale stromen gelijktijdig te stimuleren; het was dus onbekend of een of beide netwerken betrokken waren bij het genereren van specifieke golfvorm morfologie. In de huidige methodologische benadering is het paradigma dat is ontworpen om de ventrale stroom te stimuleren, samengesteld uit sterk identificeerbare objecten in basis vormen van kwadraten en cirkels, waarbij het object-onset CVEPs wordt opgewekt. Het paradigma dat is ontworpen om de rugstroom te stimuleren, bestaat uit visuele bewegingen via een radiaal veld van coherente centrale dot-bewegings stippen met een vaste snelheid naar een fixatie punt, waarbij het Motion-onset CVEPs wordt opgewekt.

Een tweede vraag die ontstond als gevolg van de eerste studie was of differentiële VEP morfologie zou kunnen worden veroorzaakt door deelnemer anticipatie op aankomende stimuli¹³. Onderzoek heeft bijvoorbeeld aangetoond dat top-down corticale oscillerende activiteit die plaatsvindt voorafgaand aan een doelstimulus kan volgende cvep en gedragsmatige reacties te voorspellen tot op zekere hoogte^17,18,19. Het schijnbare bewegings paradigma in de eerste studie gebruikte niet-gerandomiseerde frames van een radiale ster en cirkel met consistente Inter-stimulus intervallen (ISIs) van 600 MS. dit ontwerp kan de verwachting en voorspelling van de aanstaande stimulans hebben aangemoedigd, met resulterende oscillatoire activiteit die de daaropvolgende cvep morfologie^12,13,19beïnvloedt.

Om dit probleem aan te pakken, zijn het visuele object en de bewegings paradigma’s in het huidige protocol ontworpen met zowel consistente ISIs van dezelfde temporele waarde en willekeurige ISIs met verschillende temporele waarden (d.w.z. jitter).  Met deze benadering kan het mogelijk zijn om te bepalen hoe tijdelijke variatie de VEP-morfologie kan beïnvloeden binnen verschillende visuele netwerken. In totaal is het doel van het beschreven protocol om te bepalen of het visuele voorwerp en de bewegings stimuli gevoelig zouden zijn voor variaties in de CVEP-morfologie en of de temporele variatie van stimuli de kenmerken van de CVEP-respons zou beïnvloeden, inclusief piek latentie, amplitude en morfologie. Het doel van het huidige document is het bepalen van de haalbaarheid van de methodologische aanpak. Het is veronderstelde dat zowel visuele objecten als beweging variabele morfologie kunnen opwekken (dat wil zeggen, patronen A en B zullen worden waargenomen over onderwerpen in reactie op beide prikkels) en dat temporele variatie van invloed zou zijn op object-onset en Motion-onset CVEP-componenten.