Relacionados con eventos de alta densidad de adquisición de datos posibles en Neurociencia Cognitiva

Los potenciales relacionados con eventos de alta densidad, o ERP, permiten rastrear la dinámica temporal rápida del cerebro humano en funcionamiento. Para obtener datos ERP de alta densidad, primero se coloca el casco de electrodos en la cabeza del participante, y las ubicaciones de los electrodos se digitalizan para adaptarse a la variabilidad y a la forma de la cabeza entre sujetos. Luego, las impedancias de los electrodos se reducen inyectando gel en cada electrodo.

Se adquieren datos mientras se presentan estímulos visuales al participante. Cuando finaliza la grabación, se limpia minuciosamente el casco de electrodos. Los datos adquiridos se utilizan para examinar la dinámica espacial y temporal de la actividad cerebral asociada a un proceso cognitivo determinado.

Hola, soy Scott Slotnik del Laboratorio de Memoria y Percepción del Departamento de Psicología del Boston College. Hoy les mostraremos un protocolo para la adquisición de potenciales relacionados con eventos de alta densidad. Utilizamos este procedimiento en nuestro laboratorio para estudiar la dinámica espacio-temporal de la actividad cerebral durante la memoria de elementos visuales.

Entonces, comencemos. Los potenciales relacionados con eventos, o PRE, proporcionan un método para capturar la dinámica espacio-temporal de la función cerebral humana con una excelente resolución temporal. Los datos se miden típicamente en una habitación blindada, minimizando la interferencia con la señal neural que es captada por los electrodos.

Cada electrodo se conecta a un amplificador, que a su vez se conecta a una computadora de adquisición de datos ubicada fuera de la habitación blindada. Se utiliza una computadora independiente para la presentación del estímulo debido a la posible interferencia con la señal neural. Solo deben alojarse dentro de la cámara blindada los componentes esenciales con alimentación eléctrica, como la pantalla de estímulo y el teclado de respuesta.

Durante los experimentos, los participantes se sientan en una silla cómoda con apoyabrazos y una altura del respaldo que brinde soporte a los hombros, con el fin de minimizar el artefacto muscular del cuello. Comencemos viendo cómo colocar el casco de electrodos. Los electrodos del participante están incrustados en un casco de licra, lo que reduce significativamente el tiempo de aplicación para colocar el casco y posicionar los electrodos según el sistema de electrodos diez-cinco. Al colocar el casco, asegúrese de que tenga simetría izquierda-derecha, con los electrodos de la línea media colocados sobre la línea media de la cabeza.

Asimismo, asegúrese de que los electrodos inferiores más posteriores estén por encima del límite del cuello del cráneo para evitar artefactos musculares del cuello. Una vez colocado el casco, sujete las correas laterales con una correa para la barbilla o un cinturón personalizado a nivel de la cintura para mejorar el contacto lateral de los electrodos con la cabeza. Aplique electrodos adyacentes a los ojos para permitir posteriormente la eliminación de artefactos por movimientos o parpadeo ocular. Para abordar la variabilidad en la colocación de los electrodos y la forma de la cabeza entre sujetos, las ubicaciones de los electrodos se miden para cada participante con un digitalizador Polyus Fast Track.

El digitalizador incluye un transmisor, tres receptores, que se montan en el casco, y un estilete para registrar la ubicación de cada electrodo con el casco colocado y la digitalización de los electrodos completada. Pasemos ahora a reducir las impedancias de los electrodos: acomode al participante cómodamente en la silla de registro. Algunos participantes encuentran más cómodo colocar una toalla de mano doblada suavemente entre sus hombros y el respaldo de la silla.

Ahora, conecte el casco de electrodos múltiples a los amplificadores. A continuación, se debe reducir la impedancia de cada electrodo de manera que quede por debajo de aproximadamente cinco kiloohmios. En nuestro laboratorio, esto se logra midiendo las impedancias en tiempo real con el software neuros scan scan, mientras se utiliza una jeringa estéril y una aguja de punta roma para inyectar un gel conductor en cada orificio del electrodo.

Existen varias técnicas que pueden acelerar el proceso de reducción de impedancia, el cual es el aspecto más lento de la grabación multicanal. Comenzando con el electrodo de tierra o de referencia, use su mano dominante para realizar varios círculos con la jeringa mientras esta descansa sobre la cabeza. Para mover el cabello intermedio, asegúrese de no presionar la jeringa contra la cabeza del participante.

El proceso de aplicación del gel nunca debe causar molestias al participante. A continuación, mientras se presiona ligeramente el electrodo hacia abajo con la mano no dominante, inyecte una pequeña cantidad de gel sobre el cuero cabelludo y luego retire la jeringa continuando con la inyección. Debe limpiarse con un tejuelo y desecharse en este punto el puente de gel formado entre el cuero cabelludo y el gel del electrodo que sobresale de la abertura del electrodo.

Si el primer conjunto de impedancias de los electrodos permanece alto, se debe volver a aplicar gel en los electrodos de tierra y de referencia, ya que el gel generalmente se vuelve más conductor con el tiempo. Una estrategia consiste en inyectar gel en los electrodos dentro de un cuadrante del cuero cabelludo, como el cuero cabelludo posterior derecho, hasta que todas las impedancias comiencen a disminuir. Luego, inyecte gel en los electrodos dentro del siguiente cuadrante hasta que todas las impedancias comiencen a disminuir, y continúe ciclando a través de los cuadrantes.

Volver a inyectar gel en los electrodos de mayor impedancia. En algunos casos, el gel conductor se conectará a electrodos adyacentes de tal manera que las impedancias quedarán vinculadas. Esto reduce la resolución espacial, pero generalmente no representa un problema importante, ya que existe un gran número de electrodos con impedancias reducidas.

Veamos cómo grabar datos antes de comenzar una sesión de grabación. Anime al participante a adoptar una posición cómoda y relajada y a permanecer inmóvil. Esto minimizará los artefactos musculares y de movimiento.

Una vez que el participante esté cómodo, entréguele un teclado de respuestas y retire o apague todo equipo no esencial cerca del participante, como las luces, para permitir un análisis posterior relacionado con eventos. El inicio de cada evento estimular debe ser señalizado o activado por la computadora de estímulos y almacenado junto con los datos electrofisiológicos. Enviamos pulsos de activación en cada inicio del estímulo a través del puerto paralelo mediante programas ePrime que incluyen inicialización personalizada del puerto en línea y secuencias de activación que están disponibles gratuitamente.

Estos disparadores son recibidos y almacenados por el software de escaneo. Al registrar datos electrofisiológicos, utilice un filtro estándar de paso alto para eliminar componentes de muy baja frecuencia, como la corriente continua, que son irrelevantes para la respuesta neural transitoria. En entornos con muy poca interferencia, puede utilizarse un filtro de paso bajo con un corte de frecuencia muy alto, como 200 hercios, en entornos con niveles más altos de interferencia electromagnética ambiental.

Se puede utilizar un filtro paso bajo con una frecuencia de corte alrededor de 80 hercios y un filtro de muesca de 60 hercios, de modo que la respuesta esté dominada por la señal neural. Ahora veamos cómo limpiar el casco. Después de finalizada una sesión, el casco multielectrodo debe limpiarse y desinfectarse completamente inmediatamente después de que finalice la grabación.

Comience por remojar la gorra en agua tibia durante cinco a 10 minutos y luego enjuague cada electrodo con un chorro de agua corriente. Para eliminar completamente todo el gel conductor, utilice el extremo romo de un palillo de madera o hisopo de algodón para limpiar los orificios de los electrodos. A continuación, remoje la gorra en un baño de agua tibia con jabón, compuesto por cuatro cuartos de agua y una a dos onzas de jabón dial, durante 30 minutos para asegurar que se haya eliminado todo el gel, y luego enjuáguela completamente con agua.

Para evitar la contaminación cruzada entre participantes, la gorra debe remojarse una última vez durante 15 a 30 minutos en una mezcla desinfectante de agua, como cuatro partes de agua por una parte de yodo, y luego enjuagarse nuevamente minuciosamente con agua al colgarla para secarla. Debe colocarse de forma simétrica y sin tensión, ya que podría conservar cierto grado de la posición que tenga durante el secado, lo cual puede reducir la facilidad de reducción de impedancia en pasos posteriores. Concluyamos echando un vistazo a algunos resultados representativos.

Ahora mostraremos algunos resultados representativos tras la adquisición y el análisis de datos de potenciales relacionados con eventos (PRE). La topografía del voltaje en el cuero cabelludo a la izquierda y a la derecha refleja la rápida reactivación retinotópica de regiones corticales visuales durante el recuerdo preciso de estímulos previamente presentados en el campo visual derecho e izquierdo, respectivamente. Acabo de mostrarles cómo adquirir datos de PRE de alta densidad al utilizar este procedimiento.

Es importante recordar que la comodidad del participante siempre es prioritaria. Eso es todo. Gracias por ver este video y buena suerte con sus experimentos.