자극 특이적 피질 시각적 자극 잠재적 인 형태 학적 패턴을 불러 일으켰다
Summary
이 논문에서는 고밀도 EEG를 사용하여 복부 및 등쪽 네트워크의 자극을 통해 차동 피질 시각적 으로 잠재적인 형태학적 패턴을 불러일으킨 프로토콜을 제시합니다. 시간지터가 유무에 관계없이 시각적 개체 및 모션 자극 패러다임이 설명됩니다. 시각적으로 불러일으킨 잠재적 형태학적 분석도 설명되어 있습니다.
Abstract
이 논문은 128 채널 고밀도 뇌파 (EEG)를 사용하여 다양한 시각적 자극에 반응하여 피질 시각적 유발 전위 (CVEPs)의 기록 및 분석을위한 방법론을 제시한다. 기재된 자극 및 분석의 특정 목적은 복부 및 등중앙을 동시에 자극하도록 설계된 명백한 운동 자극에 의해 유도된 이전에 보고된 CVEP 형태학적 패턴을 복제하는 것이 가능한지 여부를 조사하는 것입니다. 시각 네트워크, 개별적으로 복부 및 등지 시각 피질 네트워크를 자극하도록 설계된 개체 및 모션 자극을 사용하여. 네 가지 시각적 패러다임이 제시됩니다 : 1. 일관된 시간적 프리젠 테이션을 가진 무작위 시각적 개체. 2. 일치하지 않는 시간 적 프리젠 테이션 (또는 지터)와 무작위 시각적 개체. 3. 지터없이 일관된 중앙 점 모션의 방사형 필드를 통한 시각적 모션. 4. 지터가있는 일관된 중앙 점 모션의 방사형 필드를 통한 시각적 모션. 이 네 가지 패러다임은 각 참가자에 대해 의사 무작위 순서로 표시됩니다. 지터는 가능한 예측 관련 효과가 개체 개시 및 모션 개시 CVEP 반응의 형태에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 보기 위해 도입됩니다. EEG 데이터 분석은 신호 처리 플랫폼으로의 데이터 내보내기 및 가져오기 단계, 잘못된 채널 식별 및 제거, 아티팩트 거부, 평균화 및 평균 CVEP 형태학적 분류를 포함하여 자세히 설명됩니다. 구성 요소 피크의 대기 시간 범위를 기반으로 하는 패턴 형식입니다. 대표적인 데이터는 방법론적 접근법이 차동 개체 개시 및 운동 개시 CVEP 형태학적 패턴을 유도하는 데 참으로 민감하며, 따라서 더 큰 연구 목표를 해결하는 데 유용할 수 있음을 보여준다. EEG의 높은 시간적 분해능과 소스 국소화 분석에서 고밀도 EEG의 가능한 적용을 감안할 때, 이 프로토콜은 뚜렷한 CVEP 형태학적 패턴과 생성되는 기본 신경 메커니즘의 조사에 이상적입니다. 이러한 차등 응답.
Introduction
뇌전도 (EEG)는 기능적 자기 공명 영상 (fMRI), 양전자 방출과 같은 피질 평가 방법에 비해 특히, 피질 처리의 연구에 저렴하고 비침범성 접근을 제공하는 공구입니다 단층 촬영 (PET), 및 확산 텐서 이미징 (DTI)1. EEG는 또한 fMRI, PET 또는 DTI 2와 같은 측정값을 사용할 때달성할 수 없는 높은 시간적 해상도를 제공합니다. 높은 시간적 해상도는 특정 입력 또는 이벤트의 처리와 관련된 신경 생리학적 메커니즘의 밀리초 정밀도를 얻기 위해 중앙 측두기능을 검사할 때 매우 중요합니다. 중앙 시각 시스템에서, 피질 시각적 유발 잠재력 (CVEPs) 대뇌 피질에서 시간 잠긴 신경 프로세스를 공부에 인기있는 접근 방식이다. CVEP 응답은 여러 이벤트 시험에 걸쳐 기록되고 평균화되어 특정 밀리초 간격으로 발생하는 피크 구성 요소(예: P1, N1, P2)를 초래합니다. 이러한 피크 신경 반응의 타이밍과 진폭은 피질 처리 속도 및 성숙뿐만 아니라 피질 기능3,4,5의적자에 관한 정보를 제공 할 수 있습니다.
CVEP는 뷰어에 표시되는 시각적 입력 유형에 따라 다릅니다. CVEP 패러다임에서 특정 자극을 사용하여, 처리 형태 및 색상, 또는 세포 세포 및 매그노셀룰러 입력6,7,복부 스트림과 같은 별개의 시각 네트워크의 기능을 관찰할 수 있다. 8,및 등쪽 스트림, 이는 주로 모션 또는 마그노셀룰러 입력 9,10을처리한다. 이러한 네트워크에 의해 생성된 CVEPs는 일반적인 신경 생리학적 메커니즘을 더 잘 이해하는 데 유용할 뿐만 아니라 임상 집단에서 비정형 행동의 표적 치료에도 유용했습니다. 예를 들어, 등지 및 복부 네트워크 모두에서 지연된 CVEP 구성 요소는 난독증을 가진 어린이에게보고되었으며, 이는 개입 계획11을설계할 때 이러한 두 네트워크의 시각적 기능을 대상으로 해야 한다는 것을 시사한다. 따라서, EEG를 통해 기록된 CVEPs는 전형적이고 비정형적인 시각 프로세스를 모두 평가하는 강력한 임상 도구를 제공합니다.
최근 연구에서, 고밀도 EEG는 개발 전반에 걸쳐 가변 CVEP 응답 및 관련 시각적 피질 발생기를 검토하는 것을 목표로, 일반적으로 개발 아이들에 있는 명백한 운동 개시 CVEPs를 측정하기 위하여 이용되었습니다. 참가자는 수동적으로 보기 명백한 운동 자극12,13,14,15,모양 변경 및 운동으로 이루어져, 동시에 등쪽과 복부 스트림을 자극하도록 설계. 아이들의 약 절반이 CVEP 파형 형상, 즉 3개의 피크(P1-N1-P2, 패턴 A)로 구성된 형태로 반응하는 것으로 나타났다. 이러한 형태는 문헌 전반에 걸쳐 관찰된 고전적인 CVEP 반응이다. 대조적으로, 아이들의 나머지 반은 5개의 봉우리 (P1-N1a-P2a-N1b-P2b, 패턴 B)로 구성된 형태학적 패턴으로 제시되었다. 우리의 지식에, 이러한 형태 학적 패턴의 강력한 발생 및 비교는 이전에 어린이 또는 성인 인구 중 CVEP 문헌에서 논의되지 않은, 변수 형태는 명백한 운동과 모두에서 지적되었지만 모션 발병 CVEPs14,16. 더욱이, 이 형태학적 인 다름은 이 측정의 낮은 시간적인 해결책 때문에 fMRI 또는 PET와 같은 그밖 피질 기능 평가 방법을 사용하여 연구에서 명백하지 않았을 것입니다.
CVEP 패턴 A 및 B에서 각 피크의 피질 발생기를 결정하기 위해, CVEP 반응12,13에 관여하는 가장 가능성이 높은 피질 영역을 추정하는 데 사용되는 통계적 접근법인 소스 현지화 분석을 수행했습니다. . 각 피크에 대해, 형태학적 패턴에 관계없이, 1차 및 고차 시각적 코르티지는 CVEP 신호의 소스로서 확인되었다. 따라서, 명백한 운동에 의해 유도된 CVEP 형태학의 근본적인 주요 차이점은 패턴 B를 가진 사람들이 처리 중에 시각적 피질 영역을 추가로 활성화한다는 것입니다. 이러한 유형의 패턴은 문헌에서 이전에 확인되지 않았기 때문에 CVEP 패턴 B를 가진 패턴에서 추가적인 시각적 처리의 목적은 불분명합니다. 따라서, 연구의 이 선에 있는 다음 목표는 차등 CVEP 형태학의 원인및 그 같은 패턴이 전형적인 임상 인구 둘 다에 있는 시각적 행동에 관련될 수 있는지의 원인을 더 잘 이해하는 것입니다.
왜 몇몇 개별이 1개의 CVEP 형태를 보여줄 수 있는지 이해에 있는 첫번째 단계는 이 응답이 본질적으로 본질적인 또는 외적인 인지 결정하기 위한 것입니다. 즉, 개인이 시각적 자극에 반응하여 하나의 패턴을 보여 준다면 모든 자극에 유사한 패턴으로 반응할 것인가? 또는 이 응답이 활성화된 시각적 네트워크 또는 네트워크에 따라 자극에 의존합니까?
이 질문에 답하기 위해 특정 시각적 네트워크를 별도로 활성화하기 위한 두 가지 수동적인 시각적 패러다임이 설계되었습니다. 초기 연구에서 제시된 자극은 등쪽 및 복부 스트림을 동시에 자극하도록 설계되었습니다. 따라서 하나 또는 두 개의 네트워크가 특정 파형 형태를 생성하는 데 관여했는지는 알 수 없습니다. 현재의 방법론적 접근법에서 복부 스트림을 자극하도록 설계된 패러다임은 객체 개시 CVEP를 유도하는 사각형과 원의 기본 모양의 고도로 식별 가능한 개체로 구성됩니다. 등지 스트림을 자극하도록 설계된 패러다임은 고정 지점을 향해 고정 된 속도로 일관된 중앙 점 모션 점의 방사형 필드를 통해 시각적 모션으로 구성되어 모션 발병 CVEP를 유도합니다.
초기 연구 결과로 일어난 두 번째 질문은 차등 VEP 형태가 다가오는 자극13의참가자 기대 때문일 수 있는지 여부였습니다. 예를 들어, 연구는 표적 자극 이전에 발생하는 하향식 피질 진동 활성이 어느 정도17,18,19에대한 후속 CVEP 및 행동 반응을 예측할 수 있음을 보여주었다. 첫 번째 연구에서 명백한 모션 패러다임은 600 ms의 일관된 상호 자극 간격 (ISI)을 가진 방사형 별과 원의 비 무작위 프레임을 사용했습니다.이 디자인은 다가오는 자극에 대한 기대와 예측을 장려했을 수 있습니다. 후속 CVEP 형태에 영향을 미치는 진동 활성12,13,19.
이 문제를 해결하기 위해 현재 프로토콜의 시각적 개체 및 모션 패러다임은 동일한 시간값의 일관된 ISI와 서로 다른 시간값(즉, 지터)을 가진 무작위 ISI로 설계되었습니다. 이 방법을 사용하면 시간적 변화가 고유한 시각적 네트워크 내에서 VEP 형태에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 확인할 수 있습니다. 전부, 기술된 프로토콜의 목적은 시각적 개체 및 운동 자극이 CVEP 형태학의 변화에 민감할 지 여부와 자극 프리젠테이션의 시간적 변화가 CVEP 반응의 특성에 영향을 미치는지 여부를 결정하는 것입니다. 피크 대기 시간, 진폭 및 형태를 포함합니다. 현재 논문의 목적을 위해, 목표는 방법론적 접근법의 타당성을 결정하는 것이다. 시각적 개체와 모션 모두 가설로 가설이 가설되어 가설이 가설을 세우고 가설은 가설로 가설을 세우고 가설을 세우며, (즉, 패턴 A와 B는 자극에 대한 응답으로 피사체 간에 관찰될 것임) 시간적 변화가 객체 발병 및 모션 발병 CVEP 구성 요소에 영향을 줄 것이라는 가설이 있습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 방법론 보고서의 목적은 수동 보기 작업에서 복부 및 등쪽 스트림을 별도로 자극하도록 특별히 설계된 시각적 개체 및 동작 자극을 사용하여 차등 CVEP 형태를 기록하는 데 있어서의 타당성을 평가하는 것이었습니다6 ,7,8, 모두 ISI (지터)19의변화없이 . 조건은 직접 비교하도록 설계되지 않았습니다, 오히려…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 연구는 오스틴 무디 커뮤니케이션 그랜트 준비 상에서 텍사스 대학과 연구 특별 연구 그랜트의 부사장의 오스틴 사무실에서 텍사스 대학에 의해 지원되었다.
Materials
| E-Prime 2.0 | Psychology Software Tools, Inc | Used in data acquisition | |
| Net Amps 400 | Electrical Geodesics, Inc | Used in data acquisition | |
| Net Station Acquisition V5.2.0.2 | Electrical Geodesics, Inc | Used in data acqusition | |
| iMac (27-inch) | Apple | Used in data acquisition | |
| Optiplex 7020 Computer | Dell | Stimulus computer | |
| HydroCel GSN EEG net | Electrical Geodesics, Inc | Used in data acqusition | |
| 1 ml pipette | Electrical Geodesics, Inc | Used to lower impedances | |
| Johnson's Baby Shampoo | Johnson & Johnson | Used in impedance solution | |
| Potassium Chloride (dry) | Electrical Geodesics, Inc | Used in impedance solution | |
| Control III Disinfectant Germicide | Control III | Used in disinfectant solution | |
| 32-inch LCD monitor | Vizio | Used to present stimuli | |
| Matlab (R2016b) | MathWorks | Used in data analysis | |
| EEGlab v14.1.2 | Swartz Center for Computational Neuroscience, University of California, San Diego | https://sccn.ucsd.edu/eeglab/index.php | Used in data analysis |
| BOSS Database | Bank of Standardized Stimuli | https://sites.google.com/site/bosstimuli/ | Used in generation of visual object stimuli |
| Psychtoolbox-3 | Psychophysics Toolbox Version 3 (PTB-3) | http://psychtoolbox.org/ | Used in generation of visual motion stimuli |
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