בחינת מאפייני זיכרון אפיזודי באמצעות פוטנציאל הקשור לאירוע 'בחולים עם מחלת אלצהיימר

המטרה הכללית של הניסוי הבא היא להבין הבדלים בפיזיולוגיה של המוח הקשורה לזיהוי תמונות לעומת מילים בחולים עם לקות קוגניטיבית קלה מסוג אמנזי ומחלת אלצהיימר. מטרה זו מושגת באמצעות שימוש ב-EEG למדידת הפעילות החשמלית בקרקפת, בזמן שחולים במחלת אלצהיימר מקבלים החלטות של זיכרון זיהוי עבור תמונות ומילים.

כדי להשיג זאת, יש להכין את הנבדק להצבת אלקטרודות, להגדרת מערכת ה-DEG ולביצוע סריקה של הקרקפת. יש לרכוש נתוני לוקליזציה מרחבית באמצעות דיגיטייזר תלת-ממדי מיוחד. לאחר מכן, יש לבצע את מטלות זיכרון ההתנהגות בזמן הקלטת נתוני EEG גולמיים.

לאחר מכן, כדי לבחון פוטנציאליים קשורי-אירוע (ERPs) הקשוריים לזיכרון של תמונות ומילים, יש לעבד את נתוני ה-EEG הגולמיים לאחר המדידה (post-process) ולבצע ממוצע לצורות גל של ERP. עבור כל תנאי, ניתן להשוות סטטיסטית את ה-ERPs הממוצעים הללו בין התנאים השונים. התוצאות שהתקבלו במחקר זה מראות כי מוכרות זיכרונית או עיבוד מושגי של תמונות, אך לא של מילים, נראה כי נשמרים אצל חולים עם מחלת אלצהיימר בהשוואה למבוגרים בריאים. הדבר הושג על ידי בחינת אפקט "ישן-חדש" (old new effect) ב-ERP פרונטלי מוקדם, המתרחש בערך 300 עד 500 מילישניות לאחר תחילת הגירוי.

שלום, אני ברנדון אלי, פרופסור לסייעת במחלקה לנוירולוגיה ומנהל מעבדת המחקר להפרעות זיכרון באוניברסיטת ונדרבילט. שלום, אני אהרון האסי, ואני מנהל המעבדה של מעבדת המחקר להפרעות זיכרון. היום נדגים לכם מתודולוגיה ניסויית להבנת הפיזיולוגיה של המוח בחולים עם מחלת אלצהיימר.

שיטה זו יכולה לסייע לנו לענות על שאלות מפתח, כגון אילו היבטים של הזיכרון נשארים שלמים בחולים אלו, ואהרון ידגים לנו היום את המתודולוגיה. כדי להתחיל בפרוטוקול זה, ראשית יש להגדיר כראוי את ציוד ה-EEG שישמש במהלך הניסוי. מערכת רכישה BiosSemi ActiveTwo בעלת 128 ערוצים עם אלקטרודות אקטיביות ת Horseshoe בשימוש בשילוב עם כובע אלקטרודות ActiveTwo כדי להשיג נתוני ERP; ודאו שהסוללה טעונה במלואה ומחוברת למגבר.

כעת, אספו את כל החומרים הדרושים להכנת המשתתף, כולל ג'ל למזרק, סרט מדידה, כובעי EEG בגדלים שונים, swabs אלכוהול, מדבקות לאלקטרודות פנים ורצועות סקוטש להבטחת כבלי האלקטרודות. הדביקו את המדבקות על חמש אלקטרודות פנים כדי להכינן לניסוי. לאחר מכן, הפעילו הן את המחשב להצגת הגירויים והן את המחשב לרכישת הנתונים והגדירו את התוכנה.

בפרוטוקול זה, תוכנת ePrime תשמש להצגת גירויים ולאיסוף נתוני התנהגות. תצוגה חצי-פעילה (Semi-active view) תשמש לאיסוף נתוני EEG גולמיים כדי לוודא שהמגבר שולח את קודי הטריגר המתאימים למחשב רכישת הנתונים. לשם כך, ראשית הפעל את המגבר בתא המשתתף ללא אלקטרודות או כבלים מחוברים.

לאחר מכן, פתחו את התוכנה במחשב לרכישת הנתונים והתחילו ברכישת נתונים, אך אל תשמרו. לאחר מכן, עברו למחשב להצגת הגירויים. פתחו את קובץ הניסוי והריצו את הפרדיגמה.

קודי הטריגר שתוארו בקובץ הניסוי אמורים להופיע כעת בתוכנת רכישת הנתונים. עם הגעת המשתתף, הסבירו תחילה את כל נהלי המחקר וענו על כל חשש בנושאי בטיחות, ולאחר מכן השגיחו על קבלת הסכמה בכתב כדי להבטיח שהנבדק מבין את הפרוטוקול במלואו. בקשו מהם להסביר את הפרוטוקול במילותיהם שלהם.

השב את המשתתף לישיבה נוחה בכיסא עץ קשיח בעל גובה בינוני בחדר הניסוי. לאחר מכן, מדוד כדי לוודא שקו הראייה שלו או שלה אל תצוגת הגירוי הוא המרחק הסטנדרטי עבור הניסוי. במקרה זה, המרחק שבו נעשה שימוש הוא 48 inches.

בשלב הבא, מדדו את היקף ראשו של המשתתף כדי לקבוע באיזה כובע EEG יש להשתמש. לאחר מכן, בקשו מהמשתתף להסיר תכשיריות או אביזרי שיער כדי להבטיח התאמה נכונה של כובע ה-EEG והקלטה מדויקת. כמו כן, אם המשתתף מרכיב משקפיים, מומלץ להסירם בנקודה זו.

בעזרת סבון אלכוהולי, נקה את עורו של המשתתף באזורים שבהם יוצבו האלקטרודות הפנים. אלקטרודה אחת תוצב על כל עצם המסטואיד (mastoid), אחת על כל רקה, ואחת ישירות מתחת לעין השמאלית. לאחר מכן, מרח כמות קטנה של ג'ל הולכה על כל אלקטרודת פנים.

לאחר מכן, הסירו את מדבקת ההגנה מהאלקטרודה והצמידו אותן למשתתף. הפעילו לחץ קל כדי להבטיח שהאלקטרודה תישאר במקומה. כעת המשתתף רשאי להחזיר את משקפיו במידת הצורך.

לאחר מכן, הניחו את כובע ה-EEG על ראשו של המשתתף והדקו את הרצועה מתחת לסנטר. בשלב הבא, מדדו את המרחק מה-nasion עד ה-inion בסנטימטרים. הכפילו מדידה זו ב-0.5 כדי למצוא את נקודת האמצע, והניחו שם את אלקטרודה A1, מהחלק הקדמי לאחורי הראש.

בשלב הבא, מדוד מהנקודה הפרה-אוריקולרית (preauricular point) באוזן אחת לשנייה. נקודת האמצע של מדידה זו היא המיקום שבו יש להניח את אלקטרודה A מצד לצד. לאחר מכן, נשיג ייצוג תלת-ממדי של מיקומי האלקטרודות על ראש המשתתף, כדי לשלוט בשונות של מבנה הגולגולת בין נבדקים ולבצע רישום משותף (coregister) עם נתוני MRI, במידה ויהיה ניתן לעשות זאת בעתיד.

כאן, עבור ממקם ה-palus Patriot Digitizer, מקמיים תחילה את משדר הלוקליזציה תחת הכובע מאחורי אוזנו השמאלית של הנבדק, כאשר את כבל העודפים דוחפים תחת רצועת הסנטר כדי לשמור עליו במקומו. לאחר מכן, חברו את המקלט לכיסא עץ במיקום מתחת לראשו של המשתתף, במרחק של כ-six inches מהמשדר. כעת, פתחו את תוכנת הדיגיטציה ובצעו מדידות של מיקומי האלקטרודות באמצעות העט (stylus) כפי שמתבקש בתוכנה.

ניתן כעת להפיק מודל ראש תלת-ממדי של מיקומי האלקטרודות באמצעות תוכנת ה-MR Locator. לאחר מכן, למעט לוקליזציה של נתוני ה-EEG הגולמיים. לאחר שמאושר מודל הראש התלת-ממדי של המשתתף על מסך המחשב, מלאו את תאי האלקטרודות בכובע בג'ל מוליך.

לאחר מכן, מקמו את האלקטרודות בכל אחד מהמיקומים שהוגדרו מראש על כובע ה-active two. בנקודה זו, מומלץ להציע למשתתפים מבוגרים הפסקה. הדבר נכון במיוחד עבור חולים במחלת אלצהיימר, שעשויים להזדקק להפסקות תכופות כדי לשמור על מיקוד וקשב מתמשך למטלה הניסויית.

לאחר ההפסקה, חברו את הכבלים ואת אלקטרודות הפנים למגבר. לאחר מכן, יש לבדוק את רמות הסטייה (offset levels) של האלקטרודות במערכת רכישת הנתונים. יש לוודא במחשב שרמות הסטייה הן בטווח של 25 microvolts.

ברגע שכל רמות ההתנגדות מקובלות וכל האלקטרודות נקיות מארטיפקטים, הניסוי מוכן להרצה. בניסוי זה, נעשה שימוש בתוכנת bios semi-active כדי לרכוש ולהציג את נתוני ה-EEG הגולמיים. כדי להתחיל, טענו את קובץ הצגת הנתונים ההתנהגותיים והזינו את מספר המשתתף.

התוכנה הניסויית שומרת את תגובות המשתתף ומייצרת באופן אוטומטי קובץ נתונים. עם סיום הרצת הניסוי, יש לוודא שהמשתתף יושב במרחק של 48 inches ממרכז מסך התצוגה. לאחר טעינת הניסוי, יש לקרוא את ההוראות ההתנהגותיות יחד עם המשתתף ולאשש אותן.

כעת התחילו לשמור את נתוני ה-EEG הגולמיים במחשב הרכישה. לאחר מכן, התחילו בהגשת הגירויים. במחשב להצגת הגירויים.

הכינו חוקר שיהיה מוכן לעבוד עם מבוגרים או עם מטופלים עם ליקוי קוגניטיבי כדי להזין תגובות באמצעות תיבת הכפתורים כאן. ניסוי זה מתחיל בשלב הלמידה, שבו יוצגו למשתתף סדרה של תמונות או מילים; יש לעקוב אחר המשתתף במהלך המשימה ההתנהגותית ולהעריך את הצורך בהפסקות. לאחר הצגת כל הגירויים ההתנהגותיים, ודאו ששמרתם את קובץ נתוני ה-EEG הגולמיים.

בשלב הבא, השלבים הקודמים יחזרו על עצמם עבור שלב הבדיקה, שבו יוצגו למשתתף שוב סדרת תמונות או מילים. במהלך שלב הבדיקה, מחצית מהפריטים שיוצגו יהיו משלב הלמידה הקודם, ומחצית מהפריטים יהיו חדשים. המשתתפים יזהו אם הפריטים ישנים או חדשים על ידי דיווח קולי של תשובתם לחוקר. לאחר מכן, החוקר יזין את תגובת המשתתף באמצעות תיבת הכפתורים כדי להתחיל בעיבוד נתונים לאחר הניסוי.

יש להכין תחילה את הנתונים הגולמיים ולסנן אותם באופן דיגיטלי כדי להסיר רעשים וארטיפקטים מהאות לפני שניתן יהיה להשלים את הניתוח כאן. ראשית, נעשה שימוש בתוכנת EMSE Suite 5.3. יש להחיל מסננים זמניים, כגון מסנני תגובה אימפולסיבית אינסופית ומסנני מעבר פס.

בשלב הבא, יש להפנות את הנתונים לנקודה כלשהי בראש; כאן נבחרה שיטת הייחוס הממוצעת הנפוצה (common average reference). לאחר מכן, יש לסנן את הנתונים מרחבית ולבצע אינטרפולציה לערוצים פגומים. בצעו בדיקה ויזואלית של הנתונים והשתמשו במסננים המתאימים.

לבסוף, יש להשתמש בשיטות לתיקון ארטיפקטים עיניים כדי לתקן את האות מפני ארטיפקטים של מצמוצי עיניים ותנועות עיניים. כאן אנו רואים פעילות ERP פרונטלית הקשורה לשליפה מוצלחת של מילים ותמונות עבור חולים עם מחלת אלצהיימר קלה מאוד ובקרות של מבוגרים בריאים. תמונות אלו צולמו במהלך מרווח הזמן של 300 עד 500 מילישניות, המזוהה בדרך כלל עם עיבוד מושגי או מוכרות מהזיכרון.

שימו לב לאפקט הפרונטלי דומה של "ישן-חדש" עבור תמונות, אך לאפקט מופחת עבור מילים בין הקבוצות. לכן, לאחר שתסיימו לנתח את התגובות המוחיות לתגובות ישנות וחדשות, תוכלו לאחר מכן לבצע בקלות ניתוחים סטטיסטיים כדי להשוות בין קבוצות של חולים במחלת אלצהיימר לבין מבוגרים בריאים. חשוב לזכור בעת ביצוע טכניקה זו שחולים נוטים לזוז ולדבר הרבה, דבר היוצר ארטיפקטים לא רצויים באות.

לכן, חשוב לזכור לכלול מספיק חזרות, כך שאם תצטרכו לפסול חזרות כלשהן בשל ארטיפקט לא רצוי, יישארו לכם מספיק נתונים כדי לבצע סטטיסטיקה מהימנה. תודה שצפיתם.