دراسة خصائص الذاكرة العرضية الحدث المتصلة باستخدام الإمكانيات في المرضى الذين يعانون من مرض الزهايمر

يتمثل الهدف العام للتجربة التالية في فهم الاختلافات في فيزيولوجيا الدماغ المرتبطة بالتعرف على الصور مقابل الكلمات لدى المرضى الذين يعانون من ضعف إدراكي طفيف مصحوب بفقدان الذاكرة ومرض ألزهايمر. ويتحقق ذلك باستخدام تخطيط كهربية الدماغ (EEG) لقياس النشاط الكهربائي لفروة الرأس، بينما يقوم مرضى ألزهايمر باتخاذ قرارات تتعلق بذاكرة التعرف على الصور والكلمات.

لتحقيق ذلك، يجب تحضير الشخص الخاضع للتجربة لوضع الأقطاب الكهربائية وإعداد نظام EEG وعملية كشط الجلد. كما يجب الحصول على بيانات التحديد المكاني باستخدام جهاز رقمنة ثلاثي الأبعاد خاص. بعد ذلك، يتم تنفيذ مهام الذاكرة السلوكية بينما يتم تسجيل بيانات EEG الخام.

بعد ذلك، ومن أجل فحص الجهود المرتبطة بالحدث المتعلقة بالذاكرة للصور والكلمات، يجب معالجة بيانات تخطيط كهربائية الدماغ (EEG) الخام بعدياً وحساب متوسطها للحصول على أشكال موجات الجهود المرتبطة بالحدث (ERP). وبالنسبة لكل حالة، يمكن بعد ذلك إجراء مقارنة إحصائية لهذه الجهود المرتبطة بالحدث المتوسطة عبر الحالات المختلفة. وتظهر النتائج التي تم الحصول عليها في هذه الدراسة أن الألفة التذكارية أو المعالجة المفاهيمية للصور، وليس الكلمات، تبدو سليمة لدى المرضى المصابين بمرض الزهايمر مقارنة بكبار السن الأصحاء. ويتم تحقيق ذلك من خلال فحص تأثير "القديم-الجديد" في الجهود المرتبطة بالحدث الجبهية المبكرة، والذي يحدث تقريباً من 300 إلى 500 ميلي ثانية بعد بدء المثير.

مرحباً، أنا براندون آلي، أستاذ مساعد في قسم أمراض الأعصاب ومدير مختبر أبحاث اضطرابات الذاكرة في جامعة فاندربيلت. ومرحباً، أنا آرون هاسي، مدير مختبر أبحاث اضطرابات الذاكرة. سنعرض لكم اليوم بعض المنهجيات التجريبية لفهم فيزيولوجيا الدماغ لدى المرضى المصابين بمرض ألزهايمر.

يمكن لهذه الطريقة أن تساعدنا في الإجابة على أسئلة جوهرية، مثل الجوانب التي تظل سليمة في الذاكرة لدى هؤلاء المرضى، وسيقوم آرون اليوم بعرض المنهجية المتبعة. لبدء هذا البروتوكول، يجب أولاً إعداد أجهزة تخطيط كهربية الدماغ (EEG) التي ستُستخدم خلال التجربة بشكل صحيح هنا. سيتم استخدام نظام استحواذ bios semi active two بـ 128 قناة مع أقطاب كهربائية نشطة بالاشتراك مع غطاء الرأس active two electrode cap للحصول على بيانات الجهود المرتبطة بالحدث (ERP)، وتأكد من أن البطارية مشحونة بالكامل ومتصلة بالمضخم.

الآن، قم بتجميع كافة المواد اللازمة لتجهيز المشارك، بما في ذلك جيل الحقنة، وشريط قياس، وقبعات EEG بمقاسات مختلفة، ومسحات كحولية، وملصقات الأقطاب الكهربائية للوجه، وأربطة فيلكرو لتثبيت كابلات الأقطاب الكهربائية. ضع الملصقات على خمسة أقطاب كهربائية للوجه لتجهيزها للتجربة. بعد ذلك، قم بتشغيل كل من جهاز الكمبيوتر الخاص بتقديم المثير وجهاز الكمبيوتر الخاص بالحصول على البيانات وقم بإعداد البرمجيات.

في هذا البروتوكول، سيتم استخدام برنامج ePrime لعرض المثيرات والحصول على البيانات السلوكية. وسيتم استخدام وضع العرض شبه النشط (Semi-active view) للحصول على بيانات EEG الخام للتأكد من أن المضخم يرسل أكواد التشغيل (trigger codes) المناسبة إلى كمبيوتر الحصول على البيانات. وللقيام بذلك، قم أولاً بتشغيل المضخم في غرفة المشارك دون توصيل أي أقطاب كهربائية أو كابلات.

افتح بعد ذلك البرنامج على جهاز كمبيوتر استحصال البيانات وابدأ عملية الاستحصال، ولكن دون حفظ. بعد ذلك، انتقل إلى جهاز كمبيوتر عرض المثيرات، وافتح ملف التجربة، ثم قم بتشغيل النموذج.

يجب أن تظهر الآن أكواد التحفيز المبرمجة في ملف التجربة ضمن برنامج برنامج الحصول على البيانات. عند وصول المشارك أولاً، قم بشرح جميع إجراءات الدراسة ومعالجة أي مخاوف تتعلق بالسلامة، ثم احصل على موافقة كتابية للتأكد من أن الخاضع للتجربة يفهم البروتوكول بشكل كامل. اطلب منه أن يعيد سرد البروتوكول بكلماته الخاصة.

اطلب من المشارك الجلوس بشكل مريح على كرسي خشبي بمسند صلب وارتفاع متوسط في غرفة التجربة. ثم قم بالقياس للتأكد من أن خط رؤيته أو رؤيتها لشاشة التحفيز يقع على المسافة القياسية المحددة للتجربة. وفي هذه الحالة، المسافة المستخدمة هي 48 inches.

بعد ذلك، قم بقياس محيط رأس المشارك لتحديد غطاء EEG المناسب للاستخدام. ثم اطلب من المشارك إزالة أي مجوهرات أو إكسسوارات للشعر لضمان ملاءمة غطاء EEG وتسجيل دقيق. كما يفضل إزالة النظارات في هذه المرحلة إذا كان المشارك يرتديها.

باستخدام مسحة كحولية، قم بتنظيف جلد المشارك في المناطق التي ستوضع فيها أقطاب الوجه الكهربائية. يتم وضع قطب واحد على كل نتوء خشائي، وواحد على كل صدغ، وواحد مباشرة تحت العين اليسرى. بعد ذلك، ضع كمية صغيرة من هلام التوصيل على كل قطب من أقطاب الوجه.

بعد ذلك، قم بإزالة الغطاء الخلفي من الملصق وضعه على المشارك. اضغط ضغطاً خفيفاً للتأكد من ثبات القطب الكهربائي في مكانه. الآن يمكن للمشارك إعادة ارتداء نظاراته إذا لزم الأمر.

ثم ضع غطاء تخطيط كهربائية الدماغ (EEG) على رأس المشارك وأحكم ربط الحزام تحت الذقن. بعد ذلك، قم بالقياس من منطقة النيزيون (nasion) إلى منطقة الإنيون (inion) بالسنتيمتر. اضرب هذه القيمة في 0.5 لتحديد نقطة المنتصف، ثم ضع القطب الكهربائي A1 في هذا الموضع من الأمام إلى الخلف.

بعد ذلك، قم بقياس المسافة من النقطة أمام الأذن في إحدى الأذنين إلى الأخرى. وتكون نقطة منتصف هذا القياس هي الموضع الذي يجب وضع القطب A1 فيه من جانب إلى آخر. تالياً، سنقوم بالحصول على تمثيل ثلاثي الأبعاد لمواقع الأقطاب الكهربائية على رأس المشارك للتحكم في التباين في شكل الجمجمة بين الأشخاص، ولإجراء تسجيل مشترك مع بيانات MRI إذا كان ذلك ممكناً في المستقبل.

هنا، يتم أولاً وضع جهاز تحديد المواقع Palus Patriot Digitizer بوضع جهاز إرسال تحديد المواقع تحت القبعة خلف الأذن اليسرى للشخص، مع ثني السلك الزائد تحت حزام الذقن لتثبيته في مكانه. ثم يتم تثبيت المستقبل على كرسي خشبي في وضع أدنى من رأس المشارك على مسافة ست بوصات تقريباً من جهاز الإرسال. الآن افتح برنامج الرقمنة وقم بأخذ قياسات مواقع الأقطاب الكهربائية باستخدام قلم التحديد وفقاً لإرشادات البرنامج.

يمكن الآن إنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد للرأس يوضح مواضع الأقطاب الكهربائية باستخدام برنامج MR Locator. بعد ذلك، يتم استثناء تحديد مواقع بيانات EEG الخام. وبمجرد التحقق من نموذج الرأس ثلاثي الأبعاد للمشارك على شاشة الكمبيوتر، يتم ملء فجوات الأقطاب الكهربائية في القبعة بالهلام الموصل.

ثم ضع الأقطاب الكهربائية في كل موقع محدد مسبقاً على غطاء الرأس النشط. وفي هذه المرحلة، يفضل منح المشاركين الأكبر سناً فترة راحة، وهذا ينطبق بشكل خاص على المرضى المصابين بمرض Alzheimer's الذين قد يحتاجون إلى فترات راحة متكررة للحفاظ على التركيز والانتباه المستمر للمهمة التجريبية.

بعد الاستراحة، قم بتوصيل الكابلات والأقطاب الكهربائية للوجه بالمضخم. بعد ذلك، يجب التحقق من مستويات الإزاحة للأقطاب الكهربائية عبر نظام الحصول على البيانات. تأكد من أن مستويات الإزاحة تقع ضمن نطاق 25 microvolts.

بمجرد أن تصبح جميع مستويات المقاومة مقبولة وخلو جميع الأقطاب الكهربائية من الشوائب، تصبح التجربة جاهزة للتنفيذ. في هذه التجربة، يُستخدم برنامج bios semi-active للحصول على بيانات EEG الخام وعرضها. للبدء، قم بتحميل ملف عرض البيانات السلوكية وأدخل رقم المشارك.

يقوم البرنامج التجريبي بحفظ استجابات المشارك وإنشاء ملف بيانات تلقائياً. وبمجرد انتهاء التجربة، تحقق من جلوس المشارك على مسافة 48 بوصة من مركز شاشة العرض. وبمجرد تحميل التجربة، اقرأ التعليمات السلوكية وراجعها مع المشارك.

ابدأ الآن بحفظ بيانات EEG الخام على كمبيوتر الاستحواذ. ثم ابدأ بتقديم المثيرات. على كمبيوتر عرض المثيرات.

يجب توفير باحث مستعد للعمل مع كبار السن أو المرضى الذين يعانون من ضعف إدراكي لإدخال الاستجابات عبر صندوق الأزرار هنا. تبدأ هذه التجربة بمرحلة الدراسة التي سيُعرض فيها على المشارك إما سلسلة من الصور أو الكلمات، على أن يقوم الباحث بمراقبة المشارك أثناء المهمة السلوكية وتقييم الحاجة إلى فترات راحة. وبمجرد عرض جميع المحفزات السلوكية، تأكد من حفظ ملف بيانات EEG الخام.

بعد ذلك، سيتم تكرار الخطوات السابقة لمرحلة الاختبار، حيث سيُعرض على المشارك مرة أخرى إما سلسلة من الصور أو الكلمات. خلال مرحلة الاختبار، سيكون نصف العناصر المعروضة من مرحلة الدراسة السابقة، والنصف الآخر من العناصر ستكون جديدة. سيحدد المشاركون ما إذا كانت العناصر قديمة أم جديدة من خلال الإبلاغ عن إجاباتهم بصوت عالٍ للباحث. سيقوم الباحث بعد ذلك بإدخال استجابة المشارك عبر صندوق الأزرار لبدء المعالجة اللاحقة للبيانات.

يجب أولاً تحضير البيانات الخام وتصفيتها رقمياً لإزالة الضوضاء والشوائب من الإشارة قبل إتمام التحليل هنا. يتم استخدام برنامج EMSE Suite 5.3 أولاً، مع ضرورة تطبيق مرشحات زمنية مثل مرشحات الاستجابة النبضية اللانهائية ومرشحات تمرير النطاق.

بعد ذلك، يجب إسناد البيانات إلى نقطة ما على الرأس هنا، وقد تم اختيار المرجع المتوسط الشائع. بعد ذلك، يجب تصفية البيانات مكانياً وإعادة ربط أي قنوات تالفة. قم بإجراء فحص بصري للبيانات واستخدم المرشحات المناسبة.

وأخيراً، يجب استخدام طرق تصحيح الآثار البصرية لتصحيح الإشارة من آثار رمش العين وحركتها. نرى هنا نشاط الجهدに関連 بالاستجابة (ERP) الجبهي المرتبط بالاسترجاع الناجح للكلمات والصور لدى المرضى الذين يعانون من مرض الزهايمر الخفيف جداً والمجموعات الضابطة من كبار السن الأصحاء. تم التقاط هذه الصور خلال الفاصل الزمني من 300 إلى 500 millisecond، وهو الفاصل المرتبط عادةً بالمعالجة المفاهيمية أو الألفة الذاكرية.

لاحظ تأثير "القديم والجديد" الجبهي المماثل للصور، ولكن بتأثير أقل للكلمات بين المجموعات. لذا، بعد انتهائك من تحليل الاستجابات الدماغية للاستجابات القديمة والجديدة، يمكنك لاحقاً إجراء التحليلات الإحصائية بسهولة لمقارنة مجموعات المرضى المصابين بمرض Alzheimer's disease بالبالغين الأصحاء من كبار السن. ومن المهم تذكر أنه عند تطبيق هذه التقنية، يميل المرضى إلى التحرك والتحدث كثيراً، مما يؤدي إلى ظهور تشويشات (artifacts) غير مرغوب فيها في الإشارة.

لذا، من المهم تذكر تضمين عدد كافٍ من التجارب، بحيث إذا اضطررت لاستبعاد أي منها بسبب ظهور تلك الآثار الاصطناعية غير المرغوب فيها، يظل لديك عدد كافٍ لإجراء تحليلات إحصائية موثوقة. شكراً للمشاهدة.