Método para coleta simultânea de dados fMRI/EEG durante uma sugestão de atenção focada para sensação térmica diferencial

Olá, sou Pamela Douglas, pesquisadora pós-doutora no Semi Institute da UCLA e hipnoterapeuta licenciada. Na apresentação a seguir, demonstramos nosso método para coleta simultânea de dados E-E-G-F-M-R-I e um dispositivo compatível com RM para termometria diferencial. Apresentamos este método utilizando um paradigma exclusivo denominado aqui de experimento da luva fria e registramos dados, tanto antes quanto após a indução hipnótica.

Primeiro, coletamos dados simultâneos de EEG-fMRI e medidas de temperatura da mão enquanto os participantes ouvem uma gravação de áudio por meio de fones de ouvido compatíveis com ressonância magnética que os instrui a imaginar que sua mão esquerda está esfriando, também conhecido como o paradigma da luva fria. Em seguida, são registrados dados de EEG de modalidade única durante a indução hipnótica. Dados simultâneos de EEG-fMRI no paradigma da luva fria são novamente registrados após a indução hipnótica, e medidas de temperatura da mão são coletadas ao longo do experimento utilizando nosso dispositivo de termometria diferencial compatível com RM.

Por fim, nosso método de coleta de dados E-E-G-F-M-R-I pode ser útil em diversos paradigmas experimentais ao fornecer dados multimodais com alta resolução temporal e espacial de forma não invasiva. De forma importante, os aspectos não estacionários do processamento de sinais cerebrais tornam os registros simultâneos altamente vantajosos em comparação com a coleta serial de dados. Olá, sou Mark Cohen, diretor técnico do Staglin Center for Cognitive Neuroscience na UCLA, Semial Institute for Neuroscience and Human Behavior.

Neste vídeo, demonstraremos como registrar simultaneamente dados eletrencefalográficos (EEG), imagens funcionais por ressonância magnética e medidas de temperatura da mão, todos os quais são alterados quantitativamente sob hipnose. Desenvolvemos e utilizamos tecnologias especializadas para essas medições, combinadas com um procedimento de indução hipnótica projetado especificamente para acomodar o protocolo experimental. A coleta simultânea de EEG e fMRI é particularmente difícil porque cada um dos dispositivos gera artefatos no outro.

Os efeitos da RMI sobre o EEG são especialmente desafiadores, pois a parte de RF do sistema de imagem utiliza sinais de até várias centenas de volts, enquanto os gradientes impõem campos magnéticos variáveis no tempo a mais de 45 tesla por segundo. Ao mesmo tempo, o sinal minúsculo do EEG no couro cabeludo é de apenas algumas microvolts. Até mesmo a medição de temperatura na RMI apresenta obstáculos.

As correntes parasitas de radiofrequência que percorrem os aparelhos eletrônicos representam uma preocupação prévia de segurança, e emissões de baixo nível provenientes dos dispositivos digitais de registro de temperatura podem contaminar as imagens de RM. O amplificador de EEG foi projetado especialmente pela Electrical Geodesics para operar em proximidade muito, muito próxima ao ímã de imagem. Praticamente todos os componentes ferromagnéticos do AMP foram removidos, sendo o dispositivo então encerrado no sistema de contenção de isolamento de campo ou fixação.

Você pode ter uma ideia do tamanho do compartimento do fixador comparando-o com um AMP de EEG padrão da mesma empresa. Cada uma das entradas de EEG é eletricamente filtrada para excluir o acoplamento de energia de radiofrequência ao amplificador alimentado por bateria. Para coletar EEG e RMf conjuntamente, o sincronismo de ambos os instrumentos deve ser alinhado com precisão de nanossegundos.

No entanto, para preservar o blindagem, sinais elétricos com fio não devem ser conduzidos para dentro ou para fora da sala de escaneamento. Para garantir isso, os engenheiros da Electrical Geodesics construíram nosso sistema simultâneo de E-E-G-F-M-R-I, de modo que tanto os sinais de temporização quanto os dados digitalizados sejam transmitidos por meio de fibras ópticas através dessas portas. A indução hipnótica começa com uma breve entrevista realizada pelo hipnoterapeuta.

Uma sugestão idiomotora conhecida como técnica de elevação do braço é então utilizada para o processo de indução hipnótica. Os dados de EEG são registrados usando uma rede de sensores GEODÉSICA compatível com RM de 256 canais. Os níveis de impedância nos eletrodos devem ser monitorados em intervalos aproximados de 20 minutos durante todo o experimento.

A suscetibilidade hipnótica é então avaliada por meio da escala Stanford de 12 pontos de suscetibilidade hipnótica, formulário C. O sujeito então entra na sala de ressonância magnética para coleta simultânea de dados de E-E-G-F-M-R-I. Após a indução hipnótica, desenvolvemos um dispositivo para coletar medidas diferenciais de temperatura das mãos durante a E-E-G-F-M-R-I simultânea, seguindo a sugestão hipnótica da luva fria. O dispositivo consiste em dois sensores de temperatura L 34 conectados a um amplificador e a um visor digital.

Duas baterias de nove volts fornecem energia para a eletrônica interna. Escolhemos os sensores LN 34 por causa da resposta linear à temperatura dentro das faixas fisiológicas. Realizamos uma etapa de calibração para corrigir possíveis variações nos componentes.

Pouco antes do experimento, determinamos o ponto zero do aparelho submergindo ambos os sensores de temperatura em um banho de água. Durante o experimento, qualquer desvio em relação ao ponto zero indicava uma diferença entre as temperaturas das mãos do sujeito. Essa diferença de temperatura registrada permitiu-nos quantificar os efeitos da sugestão da luva fria, e quero que você visualize e imagine que vê do ponta dos dedos até os dedos, até a mão, até o punho, que está completamente submerso.

Abaixo da sua mão esquerda está completamente submersa na água com gelo. À medida que você continua a visualizar, imagine e crie essa sensação incrível de que sua mão esquerda está completamente fria e dormente, dormente e fria, não há nenhuma sensação na mão completamente. Quanto mais você tentar senti-la, menos sensações terá, e a mão direita continua ficando mais quente.

À medida que a mão esquerda continua a ficar gelada, gelada, é quase como se suas mãos estivessem ficando azuis. Você pode até acreditar que é capaz de fazê-lo, mas está acontecendo das pontas dos dedos até os dedos e até o punho. Apresentamos um método de gravação multimodal para revelar os correlatos eletrofisiológicos, motores e neurovasculares de um processo cognitivo que, de outra forma, seria invisível.

Diferentemente dos métodos estabelecidos de coleta de FMRI ou EEG e isolamento, o método combinado pode revelar associações entre os dois sinais cerebrais, acoplado ao EEG de 256 canais de ultra alta densidade. É possível co-localizar os sinais e fazer inferências razoáveis sobre as fontes elétricas que aparecem como regiões de fluxo sanguíneo alterado nos estudos de ressonância magnética.