طريقة لتتبع التطور الزمني للإمكانات التي تثيرها الدولة الثابتة
Summary
يتم تقديم بروتوكول لتقييم التطور الزمني للتدريب العصبي للمحفزات المتكررة الخارجية. يتم الحصول على تسجيلات الحالة الثابتة لنفس الحالة التجريبية ومتوسطها في المجال الزمني. يتم تحليل ديناميات الحالة الثابتة عن طريق رسم سعة الاستجابة كدالة للوقت.
Abstract
يشير التنقطار العصبي إلى تزامن النشاط العصبي مع دورية المحفزات الحسية. يحدد هذا التزامن توليد الاستجابات التي تثيرها الحالة الثابتة (أي التذبذبات في مخطط الدماغ الكهربائي المغلق لمحفزات القيادة). التفسير الكلاسيكي لسعة الاستجابات التي تثيرها الحالة الثابتة يفترض استجابة عصبية نمطية ثابتة الوقت بالإضافة إلى تقلبات الخلفية العشوائية، بحيث أن المتوسط على العروض المتكررة للتحفيز يسترد الاستجابة النمطية. ويتجاهل هذا النهج ديناميات الحالة الثابتة، كما هو الحال بالنسبة للتكيف الناجم عن التعرض المطول للحافز. لتحليل ديناميات استجابات الحالة الثابتة، يمكن افتراض أن تطور الوقت من السعة استجابة هو نفسه في تشغيل التحفيز مختلفة مفصولة فواصل طويلة بما فيه الكفاية. واستنادا ً إلى هذا الافتراض، تُقدَّم طريقة لوصف التطور الزمني لاستجابات الدول الثابتة. ويتم الحصول على عدد كبير بما فيه الكفاية من التسجيلات استجابة لنفس الحالة التجريبية. الأشواط التجريبية (التسجيلات) هي متوسط الأعمدة (أي أن الأشواط متوسطة ولكن الحقبة داخل التسجيلات لا يتم متوسطها مع الأجزاء السابقة). يسمح المتوسط من حيث الأعمدة بتحليل استجابات الحالة الثابتة في التسجيلات ذات نسب الإشارة إلى الضوضاء العالية بشكل ملحوظ. ولذلك، توفر الإشارة المتوسطة تمثيلاً دقيقاً لتطور الوقت في استجابة الحالة الثابتة، والتي يمكن تحليلها في كل من مجالات الوقت والتردد. في هذه الدراسة، يتم تقديم وصف مفصل للطريقة، وذلك باستخدام الحالة الثابتة التي أثيرت بصريا الإمكانات كمثال على الاستجابة. يتم تقييم المزايا والمحاذير على أساس مقارنة مع أساليب تجربة واحدة مصممة لتحليل الإنترين العصبي.
Introduction
عند تسجيلها من فروة الرأس، لوحظ النشاط الكهربائي في الدماغ كتغيرات مستمرة ومنتظمة في الفولتية مع مرور الوقت. ويسمى هذا النشاط الكهربائي الكهربائي (EEG) ووصفت لأول مرة من قبل هانز بيرغر في أواخر العشرينات من القرن الماضي1. ووصفت الدراسات الجوهرية اللاحقة تخطيط كهربية الدماغ بأنه سلسلة زمنية مركبة، حيث يمكن ملاحظة أنماط إيقاعية أو متكررة مختلفة2،3،4. في الوقت الحاضر، ينقسم تخطيط الدماغ عادة إلى خمسة نطاقات تردد راسخة، دلتا، ثيتا، ألفا، بيتا، وغاما، والتي ترتبط مع عملية الحسية والمعرفية المختلفة.
لسنوات، اقتصرت دراسة التذبذبات الدماغية باستخدام تخطيط الدماغ إما على تحليل الطيف في النشاط المستمر أو التغيرات في النشاط المذبذب الناجم ة عن الأحداث الحسية غير الدورية. في العقود الماضية، تم تنفيذ منهجيات مختلفة لتعديل التذبذبات EEG الجارية واستكشاف آثار هذه التعديلات على العمليات الإدراكية والمعرفية، بما في ذلك تقديم التحفيز الحسي الإيقاعي ل تحفيز الانقبة العصبية. يشير مصطلح الإنترين العصبي إلى تزامن النشاط العصبي مع الخصائص الدورية للمحفزات الحسية. هذه العملية تؤدي إلى توليد إمكانات ثابتة الدولة أثار (أي، التذبذبات EEG مقفلة على الخصائص الدورية للمحفزات القيادة). الإمكانات التي تثيرها الحالة الثابتة هي الأكثر شيوعاً عن طريق التحفيز البصري والسمعي وvibrotactile، وذلك باستخدام إما المحفزات العابرة المقدمة بمعدل ثابت أو التحفيز المستمر المُعدّل في السعة على وتيرة الفائدة. في حين يتم تسجيل الإمكانات المستقرة الحالة الحسية (SSSEPs) استجابة للتحفيز اللمسي المتكرر5،6، يتم استثارة الإمكانات المستمرة التي تثيرها بصريا (SSVEPs) بشكل عام من قبل الدورية عرض ومضات الإنارة والصور، ويواجه7،8. وعادة ما يتم توليد الاستجابات السمعية الثابتة (ASSRs) بواسطة قطارات من المحفزات الصوتية العابرة أو عن طريق العرض المستمر للنغمات التضمينية السعة9و10.
استخراج الإمكانات التي تثيرها الحالة الثابتة من تخطيط كهربية الدماغ المقاسة يعتمد أساسا على متوسط المكتسبة في وقت لاحق EEG العصور مقفلة على التحفيز11. نظرًا لتواتر الاستجابات، يمكن تحليلها في مجالات الوقت والتردد على حد سواء. بعد تحويل نطاق التردد، لوحظ الاستجابة الحسية كقمم السعة في معدل العرض أو تردد التشكيل للمحفزات الخارجية، والتوافقيات المقابلة لها. وكانت هذه الإجراءات (متوسط النطاق الزمني وما تلاه من تحويل نطاق التردد) ضرورية لتطوير اختبار السمع على أساس الكشف عن أساليب ASSR لأغراض سريرية12،13،14 ،15،16.
وعلاوة على ذلك، فإن متوسط الوقت الكلاسيكية من عصور تخطيط الدماغ كان مفيدا للغاية لتحليل العمليات الفسيولوجية مثل توليد وانقراض SSVEP17،18. وفي معرض تقديم القطارات المتتالية من أضواء الوميض ومتوسط العصور اللاحقة داخل التسجيل، لاحظ واكر وآخرون19 أن مؤشر قفل المرحلة في SSVEP زاد بسرعة خلال أول 400 مللي ثانية من التحفيز وبقي مرتفعاً بعد ذلك . كما أفادوا بأنه تم إنشاء مجموعة قوية من القطارات البصرية بين 700-1100 مللي ثانية بعد ظهور التحفيز. وظلت درجة معينة من التدريب فعالة بعد تعويض قطار التحفيز، الذي استمر ما يقرب من ثلاث فترات من الاستجابة المذبذبة17،19. وقد فسرت هذه السلوكيات على أنها تأثير إشراك / فك الارتباط من التذبذبات الملاحظة، وهو نتيجة لمعالجة المعلومات غير الخطية في النظام البصري البشري17. بدلا من ذلك، فمن المعروف أنه في ظل ظروف تجريبية معينة، يمكن تحفيز وميض الحصول على الاستجابات في البداية، وخارج الاستجابات في نهاية القطارات التحفيز بدلا من التدريب العصبي18.
الافتراض الرئيسي لمتوسط على التوالي المكتسبة EEG العصور هو أن إشارة تخطيط الدماغ يمثل مزيجا خطيا من الاستجابة الحسية والضوضاء الخلفية20. وعلاوة على ذلك، يفترض أن تكون السعة والتردد ومرحلة الاستجابة المذبذبة ثابتة، في حين أن الضوضاء الخلفية تعتبر نشاطا ً عشوائياً. غير أنه في الحالات التي لا يُستوفى فيها هذا الافتراض، فإن السعة الاستجابة المحسوبة بعد عدة حقب لا تتوافق بالضرورة مع السعة الفورية للإمكانات التي أثيرت.
وقد أفيد مؤخرا أن ASSR ولدت في جذع الدماغ من الفئران تتكيف مع العرض المستمر للنغمات السعة التضمينية (أي، السعة استجابة انخفاض أضعافا مضاعفة مع مرور الوقت)21،22. وقد تم تفسير التكيف على أنه آلية عصبية تعكس فقدان الجدة من التحفيز الحسي المتكرر بشكل رتيب، وزيادة الحساسية للتقلبات ذات الصلة في البيئة الصوتية23،24. وفي المسار السمعي، قد يعزز التكيف فهم الكلام في البيئات الصاخبة. وعلاوة على ذلك، قد تكون هذه العملية جزءا من الآليات القائمة لرصد التغذية المرتدة السمعية من صوت المرء للسيطرة على إنتاج الكلام.
تحليل تطور الوقت من ASSR 40 هرتز في البشر، لاحظ فان Eeckhoutte وآخرون25 انخفاضا كبيرا ولكن قليلا في السعة استجابة مع مرور الوقت (حول -0.0002 μV / ثانية استنادا إلى تحليل المجموعة، عند افتراض انخفاض خطي مع مرور الوقت). وبالتالي، خلص هؤلاء المؤلفون إلى أن ASSR 40 هرتز في البشر لا تتكيف مع التحفيز. في البشر، وقد لوحظت السلوكيات غير الثابتة عند تحليل استقرار SSVEP26. لاحظ هؤلاء المؤلفون أن اتساع التردد الأساسي والتوافقي الثاني من SSVEP كانت ثابتة في 30٪ فقط و 66.7٪ من المواضيع التي اختبروها، على التوالي. المراحل من كلا [سّفب] تردد عناصر, رغم أنّ نسبيّا ثابتة مع مرور الوقت, يعرض إنجرافات صغيرة26.
لذلك، على الرغم من أن متوسط النطاق الزمني الكلاسيكي للحقب المكتسبة في وقت لاحق يسمح باستكشاف الخصائص الثابتة للتدريب العصبي، فإن هذه المنهجية تحتاج إلى مراجعة عندما تكون الديناميات طويلة الأجل للقطار هو محور البحث، أو عندما يكون متوسط الديناميات قصيرة الأجل معطوباً بسبب حدوث ديناميات طويلة الأجل. لتوصيف السلوكيات غير الثابتة لاستجابات الحالة الثابتة، لا ينبغي المساس بالاستجابة التي تم حسابها في إطار زمني معين من قبل تلك التي تم حسابها في أجزاء تخطيط كهربية الدماغ السابقة. وبعبارة أخرى، ينبغي استخلاص الإمكانات التي أثيرت من الضوضاء الخلفية دون أن تكون العصور ذات نطاق زمني مع متوسط الأجزاء السابقة من تخطيط الدماغ.
في هذه الدراسة، يتم تقديم طريقة لتقييم ديناميات الإنترين العصبي. يتم تسجيل استجابات الحالة الثابتة بشكل متكرر استجابة لنفس التحفيز، حيث يتم تداخل التسجيلات المتتالية بفاصل زمني للراحة يبلغ ثلاثة أضعاف طول التشغيل التجريبي. وبالنظر إلى أنه إذا كان التطور الزمني للاستجابة الفسيولوجية هو نفسه في مختلف الأشواط التجريبية المستقلة (التسجيلات المستقلة)، يتم تسجيل متوسط العمود الحكمة. وبعبارة أخرى، يتم متوسط الحقب المقابلة لنفس الموقع في التسجيلات المختلفة، دون متوسط العصور داخل التسجيل. وبالتالي، فإن سعة الاستجابة المحسوبة في أي فاصل تحفيز تتوافق مع السعة الفورية للإمكانات التي أثيرت. يمكن تحليل الاستجابات الحسية في المجال الزمني أو تحويلها إلى مجال التردد، اعتمادا على هدف التجربة. على أي حال، يمكن رسم السعة كدالة للوقت لتحليل تطور الوقت من استجابة الدولة الثابتة. ويمكن تقييم توليد وانقراض الإمكانات التي تثيرها الحالة الثابتة عن طريق قصر التحليل على الحقبتين الأولى والأخيرة من التسجيلات.
يمكن تحليل ديناميات الإنترين العصبي باستخدام نُهج أخرى، مثل تصفية النطاق الضيق لقياسات التجربة الواحدة حول تردد الاهتمام وحساب مغلف إشارة الطاقة باستخدام تصفية منخفضة المرور25 و [هيلبرت] تحويل27. وبالمقارنة مع هذه المنهجيات، يسمح متوسط العصور حسب الأعمدة بالحوسبة على معلمات الحالة الثابتة استناداً إلى إشارات ذات نسبة أعلى للإشارة إلى الضوضاء (SNR). في الآونة الأخيرة، ظهرت تصفية كالمان كتقنية واعدة لتقدير 40 هرتز ASSR السعة28،29،30. تنفيذ تصفية كالمان يمكن تحسين الكشف عن استجابات الدولة الثابتة أقرب إلى عتبة الكهرولوجية وتقليل وقت اختبار السمع29. وعلاوة على ذلك، لا يلزم افتراض الاستجابات الثابتة عند استخدام نهج تصفية كالمان لتقدير السعة30ASSR . ومع ذلك، فقد حللت دراسة واحدة فقط تطور الوقت من ASSRs باستخدام Kalman تصفية25. وخلاصة الدراسة هي أن السعة ASSR 40 هرتز مستقرة على مدى الفاصل الزمني التحفيز. لذلك، يجب اختبار تصفية Kalman في الظروف التي لا تكون فيها ASRR ثابتة.
على الرغم من أن تستغرق وقتاً طويلاً، أسلوب متوسط العمود الحكمة هو نموذج خالية ولا يحتاج إلى قيم التهيئة و/أو تعريفات مسبقة لسلوك الضوضاء. وعلاوة على ذلك، بما أنه لا ينطوي على أوقات تقارب، فإن المتوسط من حيث الأعمدة قد يوفر تمثيلاً أكثر موثوقية لبداية التقطار العصبي. لذلك، يمكن اعتبار النتائج التي تم الحصول عليها مع طريقة متوسط العمود الحكمة كحقيقة الأرض لتحليل ديناميات الإنترين العصبي باستخدام تصفية كالمان.
يستند هذا الوصف للبروتوكول إلى مثال SSVEP. ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن الطريقة المعروضة هنا مستقلة عن الطريقة، بحيث يمكن استخدامها أيضًا لتحليل التطور الزمني لـ SSSEP وASSR.
Protocol
Representative Results
Discussion
يصف هذا العمل إجراء تجريبي لتحليل ديناميات استجابات الدماغ المذبذبة. وتتمثل هذه المنهجية في الحصول على عدد كاف من الأشواط التجريبية المستقلة لنفس الحالة التجريبية، والفترة الزمنية التي تتراوح بين متوسطات الفترة المقابلة لنفس الإطار الزمني في التسجيلات المختلفة (متوسط الأعمدة في الشكل 1باء). وتمثل السعة المحسوبة في البيانات المتوسطة السعة الفورية للاستجابة المذبذبة. رسم هذه السعة كدالة من الوقت (أو عدد الأعمدة في مجموعة البيانات) يسمح بتحليل تطور الوقت من استجابة مذبذب الوقت مؤمن على التحفيز. هذه المنهجية هي تعديل لتلك التي اقترحها ريتر وآخرون23 لتحليل التكيف مع الإمكانات القشرية العابرة التي أثيرت. وقد استخدمت هذه الطريقة لتحليل دينامية الإمكانات السمعية التي أثيرت في كل من البشر24 ونماذج الحيوان20،21.
من وجهة نظر منهجية، فإن الجمع بين المعلمات المستخدمة للحصول على استجابة الحالة الثابتة وتلك التي تم تنفيذها لاستخراج الاستجابة العصبية من الضوضاء الخلفية أمر بالغ الأهمية لتحليل التطور الزمني للإمكانات التي تثيرها الحالة الثابتة 22-وقد تم اختيار طول الحافز المستخدم في التجربة المعروضة هنا (40 ثانية) استناداً إلى النتائج التي تم الحصول عليها في دراسة تجريبية. وكان هذا الطول التحفيز يكفي لتحليل التكيف من ASSR ولدت في جذع الدماغ الفئران21,22. وعلاوة على ذلك، ينبغي أن يتجاوز طول الحافز الوقت الذي يتم فيه الوصول إلى قوة النطاق اللاإحتياطي لـ SSVEPs (الشكل1 في Labecki et al.26). ومع ذلك، يمكن الوصول إلى قوة النطاق اللاإحتياطي للمؤن من SSVEPs إلى ما بعد 60 s في بعض الحالات (الشكل2 في Labecki et al.26). ولذلك، ينصح بإجراء دراسة تجريبية عينة صغيرة لتحديد طول التحفيز من التحفيز. خلاف ذلك، ينصح طول التحفيز أطول من 90 ق لتحقيق التمثيل الكامل للتطور الزمني للاستجابة. وينطوي استخدام فترات توقف طويلة بما فيه الكفاية بين التسجيلات المتتالية على النظر في الأشواط التجريبية المتتالية على أنها مستقلة إحصائياً (أي مقاييس مختلفة ومستقلة لنفس المتغير). على حد علمنا، لم يتم إجراء أي تجارب لتحليل وقفة الأمثل بين أشواط (الحد الأدنى من وقفة المطلوبة لجعل أشواط مستقلة عن بعضها البعض). إن الكريتريوم باستخدام فترات التوقف المؤقت لفترة أطول بمقدار 3 أضعاف على الأقل من طول التحفيز متحفظ بما يكفي لضمان عدم تأثر استجابة الحالة الثابتة المسجلة في أي شوط معين بالتحفيز السابق.
في الآونة الأخيرة، تم اقتراح المحفزات بالتناوب (الظروف التجريبية) كخيار للحد من وقفة بين أشواط التجريبية، وتجنب تأثير التكيف إضافية25. وبالمثل، فإن عدد الأشواط التجريبية (30) المنفذة في هذا البروتوكول التجريبي متحفظ، حيث أن RNL وpSNR الزماق يتم الوصول إليهما عادة بعد متوسط 20 أشواط تجريبية، تقريبا. عندما تقع المحفزات ضمن المنطقة الوسطى العليا من النطاق الديناميكي للاستجابة (مستويات الإحساس العالي)، من المرجح أن تكون هناك حاجة إلى أعداد أقل من الأشواط لتحليل ديناميات الاستجابة التي أثيرت. ومع ذلك، في الحالات التي يتم فيها اختبار ظروف تجريبية مختلفة، فإن وجود نفس العدد من الأشواط التجريبية أمر بالغ الأهمية لإجراء مقارنات بين الظروف (أي مستويات مختلفة من الإحساس).
بالإضافة إلى متوسط العصور من حيث الأعمدة، تم تحليل ديناميات الإمكانات المذبذبة التي أثيرت عن طريق تصفية قياسات التجربة الواحدة في نطاق تردد ضيق حول تردد الاهتمام وحساب مغلف الطاقة إشارة باستخدام تصفية تمرير منخفض26. وبالمثل، تم تنفيذ تحليل تجريبي واحد لتوصيف الفترة الانتقالية التي تسبق المنطقة المستقرة من SSVEP48،والتغيرات في السعة والمرحلة من SSVEP خلال المنطقة المستقرة من الاستجابة49. في حين أن تحليلات التجربة الواحدة تسمح بالتمييز من التقلبات السريعة نسبيا في السعة استجابة، والتصاميم التجريبية لتحليل متوسط الاستجابة في كتل مفصولة مع فاصل زمني معين بين كتلة فقط لحساب الاختلافات طويلة الأجل في السعة من المحتمل ة أثار50,51. والمتوسط من الحكمة العمود من العصور يقف بين هذين الخيارين. تحويل الإشارة المتوسطة إلى مجال التردد باستخدام FFT يعني تحليل ديناميات الاستجابة مع دقة مساوية لطول الحقبة. في المثال المعروض هنا، تم الإبلاغ عن SSVEP كل 4 s. على الرغم من أن 4 ق من القرار كافية لوصف الديناميات التي تحدث على فترات من الزمن تتجاوز عشرات الثواني، مثل تلك التي من SSVEP26، والأمثل المتداخلة جزئيا في التسجيلات الأصلية يسمح لوصف تطور الوقت من استجابة ثابتة للدولة بطريقة أكثر دقة25.
تمثل ديناميات استجابات الحالة الثابتة التي تم الحصول عليها بعد متوسط العصور في الأعمدة بشكل رئيسي تطور النشاط المذبذب الذي يتزامن بين قطاعات تخطيط كهربية الدماغ المتوسطة (تلك التي تنجو من المتوسط). ولذلك، فإن إحدى المسائل الرئيسية المتعلقة بجدوى المنهجية هي إمكانية تخفيف سعة الاستجابة بسبب الاختلافات في مرحلة التذبذبات العصبية من تشغيل تجريبي مستقل إلى آخر (أي بين التسجيلات). وينبغي معالجة هذا الموضوع على سبيل التجربة. ومع ذلك، تشير الأدلة إلى أن مرحلة الاستجابات المذبذبة في الدماغ أقل متغيرًا مما كان متوقعاً. في الواقع، وقد ذكرت العديد من الدراسات انتظام في المرحلة المتوقعة من الإنسان 80 هرتز ASSR47،48،49. وعندما تُقدَّر الحالات المتأخرة استناداً إلى مرحلة النشاط المذبذب، لوحظ الأثر الذي يمكن التنبؤ به لشدة المحفزات الصوتية وتواترها الحامل على زمن الكمون في الاستجابات السمعية (أي انخفاض زمن الوصول مع انخفاض زمن الوصول الكثافة وزيادة تردد الناقل)52،53،54. وعلاوة على ذلك، لوحظت أيضا ً تغيرات نموذجية في النضج في السعة وعدم التماثل من اليسار إلى اليمين في مستويات السمع عند تقدير التأخر من مرحلة ASSR47و55و56 , 57 , 58– وعند وصف التطور الزمني لـ SSVEP باستخدام تحليل التجربة الواحدة، لاحظ لابيكي وآخرون26 أنه على الرغم من أن التباين بين التجارب في سعة الاستجابة داخل نفس الموضوع كان مرتفعا إلى حد كبير، فإن تباين السعة وكانت المرحلة أقل وضوحا بكثير.
واستناداً إلى ملاحظاتهم، اقترح لابيكي وآخرون26 أن يُعد َّ ما لا يقل عن 50 تجربة في المتوسط للحصول على تقدير موثوق به لمغلف الطاقة المتوسط للاستجابة. وتشير هذه النتائج إلى أنه حتى عندما يتم حساب اتساع الاستجابة في تجارب فردية، فإن متوسط (المغلفات في هذه الحالة) ضروري للإبلاغ عن نتائج جديرة بالثقة. وعلاوة على ذلك، فإن التباين بين التجارب في اتساع SSVEP الذي أبلغ عنه Labecki et al.26 يشير إلى أن حساب هذه المعلمة في تجارب فردية يمكن أن يتأثر إلى حد كبير بالضوضاء الخلفية. وبالنظر إلى تطور نسبة الإشارة إلى الضوضاء الواردة في الشكل2، فإن حساب الاستجابة في الإشارة المتوسطة بدلاً من التجارب الفردية يقلل إلى حد كبير من عدد أجزاء تخطيط الدماغ المطلوب معالجتها للحصول على موثوقية القياسات. وبالإضافة إلى ذلك، فإن التباين المنخفض في المرحلة الذي حصل عليه لابيكي وآخرون26 يدعم الفكرة القائلة بأن المتوسط من حيث الأعمدة للعصور المعروضة هنا هو إجراء صحيح لحساب ديناميات الإمكانات المتذبذبة.
ويؤدي متوسط البيانات على مستويات مختلفة إلى تفسير مختلف للنتائج. وفيما يتعلق بالإمكانات المتذبذبة، فإن حساب سعة الاستجابة بعد متوسط النطاق الزمني للأشواط المستقلة يعني تحليل التذبذبات المقفلة زمنياً فقط (أي تلك التي تنجو من المتوسط). وقد يقوم هذا الإجراء بتصفية المعلومات ذات الصلة المتعلقة بديناميات الاستجابة في التجارب الفردية. ومع ذلك، فإنه يضمن نسبة إشارة إلى الضوضاء عالية بما فيه الكفاية من القياسات. وقد يكون هذا الجانب ذا أهمية عندما تكون الاستجابات قريبة من العتبة الكهرولوجية، وهي حالة يمكن فيها كشف الإنترين للخطر بسبب انخفاض نسبة الإشارة إلى الضوضاء في القياس.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وينوه المؤلفون بامتنان بلوسيا زيبيدا، وغريس أ. ويتكر، ونيكولاس نيتو لإسهاماتهم في إنتاج الفيديو. وقد تم دعم هذا العمل جزئيا من قبل برامج CONICYT BASAL FB0008، MEC 80170124 ومنحة الدكتوراه 21171741، فضلا عن المعهد الوطني للصمم واضطرابات الاتصال الأخرى من المعاهد الوطنية للصحة تحت رقم جائزة P50DC015446. والمحتوى هو مسؤولية المؤلفين فقط ولا يمثل بالضرورة الآراء الرسمية للمعاهد الوطنية للصحة.
Materials
| Active electrodes | Biosemi | P32-1020-32ACMS (ABC) | for channels 1-32 |
| Active electrodes | Biosemi | P32-1020-32A (ABC) | for channels 33-64 |
| Active electrodes | Biosemi | 8 x TP FLAT | external electrodes |
| Active-Two adquisition system | Biosemi | version 7.0 | EEG adquisition system |
| alcohol | Salcobrand | Code: 3309011 | for cleaning the scalp |
| Electrode cap 64 channels | Biosemi | CAP MS xx yy | cap |
| Electrode cap 64 channels | Biosemi | CAP ML xx yy | cap |
| gel | Biosemi | SIGNA BOX12 | conductive gel |
| Laptop | Asus | Core i7 1TB DD + 128GB SSD 8GB RAM | computer for stimulation |
| Laptop | Asus | Core i7 1TB DD + 128GB SSD 8GB RAM | computer for recording |
| LED screen | in-house production | – | The screen consists of four light-emitting diodes (LEDs) situated on the center of a 50×50 cm black screen, as vertexes of a square of 5×5 cm |
| sterile gauze | Salcobrand | Code: 8730277 | for cleaning the scalp |
References
- Berger, H. Über das elektrenkephalogramm des menschen. European Archives of Psychiatry and Clinical Neuroscience. 87 (1), 527-570 (1929).
- Berger, H. Electroencephalogram of humans. Journal fur Psychologie und Neurologie. 40, 160-179 (1930).
- Walter, W. G. The location of cerebral tumours by electro-encephalography. The Lancet. 228 (5893), 305-308 (1936).
- Jasper, H. H., Andrews, H. L. Electro-encephalography: III. Normal differentiation of occipital and precentral regions in man. Archives of Neurology & Psychiatry. 39 (1), 96-115 (1938).
- Snyder, A. Z. Steady-state vibration evoked potentials: descriptions of technique and characterization of responses. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 84 (3), 257-268 (1992).
- Giabbiconi, C. M., Trujillo-Barreto, N. J., Gruber, T., Muller, M. M. Sustained spatial attention to vibration is mediated in primary somatosensory cortex. Neuroimage. 35, 255-262 (2007).
- Rossion, B., Boremanse, A. Robust sensitivity to facial identity in the right human occipito-temporal cortex as revealed by steady-state visual-evoked potentials. Journal of Vision. 11 (2), (2011).
- Norcia, A. M., Appelbaum, L. G., Ales, J. M., Cottereau, B. R., Rossion, B. The steady-state visual evoked potential in vision research: a review. Journal of Vision. 15 (6), 4 (2015).
- Galambos, R., Makeig, S., Talmachoff, P. J. A 40-Hz auditory potential recorded from the human scalp. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 78 (4), 2643-2647 (1981).
- Picton, T. W., Skinner, C. R., Champagne, S. C., Kellett, A. J., Maiste, A. C. Potentials evoked by the sinusoidal modulation of the amplitude or frequency of a tone. The Journal of the Acoustical Society of America. 82 (1), 165-178 (1987).
- Dawson, G. D. A summation technique for the detection of small evoked potentials. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 6 (1), 65-84 (1954).
- Savio, G., Cardenas, J., Abalo, M. P., Gonzalez, A., Valdes, J. The low and high frequency auditory steady state responses mature at different rates. Audiology and Neurotology. 6 (5), 279-287 (2001).
- Luts, H., Desloovere, C., Kumar, A., Vandermeersch, E., Wouters, J. Objective assessment of frequencyspecific hearing thresholds in babies. International Journal of Pediatric Otorhinolaryngology. 68, 915-926 (2004).
- Valdes, J. L., et al. Comparison of statistical indicators for the automatic detection of 80 Hz auditory steady state responses. Ear and Hearing. 18 (5), 420-429 (1997).
- Wilding, T., McKay, C., Baker, R., Kluk, K. Auditory steady state responses in normal-hearing and hearing-impaired adults: an analysis of between-session amplitude and latency repeatability, test time, and F ratio detection paradigms. Ear and Hearing. 33 (2), 267 (2012).
- de Resende, L. M., et al. Auditory steady-state responses in school-aged children: a pilot study. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 12 (1), 13 (2015).
- Halbleib, A., et al. Topographic analysis of engagement and disengagement of neural oscillators in photic driving: a combined electroencephalogram/magnetoencephalogram study. Journal of Clinical Neurophysiology. 29 (1), 33-41 (2012).
- Salchow, C., et al. Rod Driven Frequency Entrainment and Resonance Phenomena. Frontiers in Human Neuroscience. 10, 413 (2016).
- Wacker, M., et al. A time-variant processing approach for the analysis of alpha and gamma MEG oscillations during flicker stimulus generated entrainment. IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 58 (11), 3069-3077 (2011).
- Glaser, E. M., Ruchkin, D. S. Principles of Neurobiological Signal Analysis. Journal of Clinical Engineering. 2 (4), 382-383 (1977).
- Prado-Gutierrez, P., et al. Habituation of auditory steady state responses evoked by amplitude-modulated acoustic signals in rats. Audiology Research. 5 (1), (2015).
- Prado-Gutierrez, P., Martínez-Montes, E., Weinstein, A., Zañartu, M. Estimation of auditory steady-state responses based on the averaging of independent EEG epochs. PLoS ONE. 14 (1), (2019).
- Ritter, W., Vaughan, H. G., Costa, L. D. Orienting and habituation to auditory stimuli: a study of short terms changes in average evoked responses. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 25 (6), 550-556 (1968).
- Malmierca, M. S., Cristaudo, S., Pérez-González, D., Covey, E. Stimulus-specific adaptation in the inferior colliculus of the anesthetized rat. Journal of Neuroscience. 29 (17), 5483-5493 (2009).
- Van Eeckhoutte, M., Luke, R., Wouters, J., Francart, T. Stability of auditory steady state responses over time. Ear and Hearing. 39 (2), 260-268 (2018).
- Labecki, M., Nowicka, M. M., Suffczynski, P. Temporal Modulation of Steady-State Visual Evoked Potentials. International Journal of Neural Systems. 29 (3), 1850050 (2019).
- Zhang, S., et al. A study on dynamic model of steady-state visual evoked potentials. Journal of Neural Engineering. 15 (4), 046010 (2018).
- Wilson, U. S., Kaf, W. A., Danesh, A. A., Lichtenhan, J. T. Assessment of low-frequency hearing with narrowband chirp evoked 40-Hz sinusoidal auditory steady state response. International Journal of Audiology. 55 (4), 239-247 (2016).
- Kaf, W. A., Mohamed, E. S., Elshafiey, H. 40-Hz Sinusoidal Auditory Steady-State Response and Tone Burst Auditory Brainstem Response Using a Kalman Filter to Determine Thresholds Pre- and Post-Myringotomy with Grommet Tube in Children With Mild, Low-Frequency Conductive Hearing Loss. American Journal of Audiology. 25 (1), 41-53 (2016).
- Luke, R., Wouters, J. Kalman filter based estimation of auditory steady state response parameters. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 25, 196-204 (2017).
- Homan, R. W. The 10-20 Electrode System and Cerebral Location. American Journal of EEG Technology. 28 (4), 269-279 (1988).
- Kappenman, E. S., Steven, J. L. The Effects of Electrode Impedance on Data Quality and Statistical Significance in ERP Recordings. Psychophysiology. 47 (5), 888-904 (2010).
- Moore, R., Gordon-Hickey, S., Jones, A. Most comfortable listening levels, background noise levels, and acceptable noise levels for children and adults with normal hearing. Journal of the American Academy of Audiology. 22 (5), 286-293 (2011).
- Rance, G. The Auditory Steady-state Response: Generation, Recording, and Clinical Application. Plural Publishing. 335, (2008).
- Luck, S. J. . An introduction to the event-related potential technique. Second Edition. , 406 (2014).
- Urigüen, J. A., Garcia-Zapirain, B. EEG artifact removal-state-of-the-art and guidelines. Journal of Neural Engineering. 12 (3), (2015).
- Jung, T. P., et al. Removing electroencephalographic artifacts by blind source separation. Psychophysiology. 37 (2), 163-178 (2000).
- Li, Y., Ma, Z., Lu, W., Li, Y. Automatic removal of the eye blink artifact from EEG using an ICA-based template matching approach. Physiological Measurement. 27 (4), 425 (2006).
- Mannan, M. M. N., Jeong, M. Y., Kamran, M. A. Hybrid ICA-Regression: automatic identification and removal of ocular artifacts from electroencephalographic signals. Frontiers in Human Neuroscience. 10, 193 (2016).
- John, M. S., Dimitrijevic, A., Picton, T. W. Weighted averaging of steady-state responses. Clinical Neurophysiology. 112 (3), 555-562 (2001).
- Zurek, P. M. Detectability of transient and sinusoidal otoacoustic emissions. Ear and Hearing. 13 (5), 307-310 (1992).
- Lins, O. G., Picton, P. E., Picton, T. W., Champagne, S. C., Durieux-Smith, A. Auditory steady-state responses to tones amplitude-modulated at 80-110 Hz. Journal of the Acoustical Society of America. 97 (5), 3051-3063 (1995).
- John, M. S., Picton, T. W. Human auditory steady-state responses to amplitude-modulated tones: phase and latency measurements. Hearing Research. 141 (1-2), 57-79 (2000).
- Fortuny, A. T., et al. Criterio de parada de la promediación de la respuesta auditiva de estado estable. Acta Otorrinolaringológica Española. 62 (3), 173-254 (2011).
- John, M. S., Purcell, D. W., Dimitrijevic, A., Picton, T. W. Advantages and caveats when recording steady-state responses to multiple simultaneous stimuli. Journal of the American Academy of Audiology. 13 (5), 246-259 (2002).
- Luts, H., Van Dun, B., Alaerts, J., Wouters, J. The influence of the detection paradigm in recording auditory steady-state responses. Ear and Hearing. 29 (4), 638-650 (2008).
- Choi, J. M., Purcell, D. W., John, M. S. Phase stability of auditory steady state responses in newborn infants. Ear and Hearing. 32 (5), 593-604 (2011).
- Xu, M., et al. Use of a steady-state baseline to address evoked vs. oscillation models of visual evoked potential origin. Neuroimage. 134, 204-212 (2016).
- Peachey, N. S., Demarco, P. J., Ubilluz, R., Yee, W. Short-term changes in the response characteristics of the human visual evoked potential. Vision Research. 34 (21), 2823-2831 (1994).
- Woods, D. L., Elmasian, R. The habituation of event-related potentials to speech soundsand tones. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 65, 447-459 (1986).
- Ravden, D., Polich, J. Habituation of P300 from visual stimuli. International Journal of Psychophysiology. 30 (3), 359-365 (1998).
- Picton, T. W., Dimitrijevic, A., John, M. S., Van Roon, P. The use of phase in the detection of auditory steady-state responses. Clinical Neurophysiology. 112 (9), 1698-1711 (2001).
- Alaerts, J., Luts, H., Van Dun, B., Desloovere, C., Wouters, J. Latencies of auditory steady-state responses recorded in early infancy. Audiology and Neurotology. 15 (2), 116-127 (2010).
- John, M. S., Brown, D. K., Muir, P. J., Picton, T. W. Recording auditory steady-state responses in young infants. Ear and Hearing. 25 (6), 539-553 (2004).
- Purcell, D. W., John, S. M., Schneider, B. A., Picton, T. W. Human temporal auditory acuity as assessed by envelope following responses. Journal of the Acoustical Society of America. 116 (6), 3581-3593 (2004).
- Kuwada, S., et al. Sources of the scalp-recorded amplitude-modulation following response. Journal of the American Academy of Audiology. 13 (4), 188-204 (2002).
- Pauli-Magnus, D., et al. Detection and differentiation of sensorineural hearing loss in mice using auditory steady-state responses and transient auditory brainstem responses. Neuroscience. 149 (3), 673-684 (2007).
- Prado-Gutierrez, P., et al. Maturational time course of the Envelope Following Response to amplitude-modulated acoustic signals in rats. International Journal of Audiology. 51 (4), 309-316 (2012).
