Рассматривая характеристики Эпизодическая память с помощью связанных с событиями потенциалов у пациентов с болезнью Альцгеймера

Общая цель следующего эксперимента заключается в изучении различий в физиологии мозга, связанных с распознаванием изображений и слов у пациентов с амнестическим мягким когнитивным нарушением и болезнью Альцгеймера. Это достигается путем использования ЭЭГ для измерения электрической активности скальпа в то время, когда пациенты с болезнью Альцгеймера принимают решения о распознавании изображений и слов по памяти.

Для достижения этой цели следует подготовить испытуемого к размещению электродов, настройке DEG и скальпированию головы. Данные о пространственной локализации должны быть получены с помощью специального 3D-дигитайзера. Затем следует провести поведенческие тесты на память с одновременной записью необработанных данных ЭЭГ.

Затем, чтобы изучить вызванные потенциалы (ВП), связанные с памятью на изображения и слова, необработанные данные ЭЭГ должны пройти постобработку и быть усреднены в формы волн ВП. Затем эти усредненные ВП для каждого условия могут быть статистически сравнены между условиями. Результаты, полученные в данном исследовании, показывают, что мнемоническая узнаваемость или концептуальная обработка изображений, но не слов, по-видимому, сохраняются у пациентов с болезнью Альцгеймера по сравнению со здоровыми пожилыми людьми. Это достигается путем анализа раннего фронтального эффекта «старое-новое» в ВП, который наблюдается примерно с 300 по 500 миллисекунд после начала предъявления стимула.

Здравствуйте, я Брэндон Элли, доцент кафедры неврологии и директор Лаборатории исследования нарушений памяти Университета Вандербильта. Здравствуйте, я Аарон Хасси, менеджер Лаборатории исследования нарушений памяти. Сегодня мы продемонстрируем вам экспериментальную методологию, позволяющую изучить физиологию мозга у пациентов с болезнью Альцгеймера.

Этот метод поможет нам ответить на ключевые вопросы, например, какие аспекты памяти остаются сохранными у этих пациентов; сегодня Аарон продемонстрирует нам соответствующую методологию. Для начала данного протокола необходимо правильно подготовить оборудование для ЭЭГ, которое будет использоваться в ходе эксперимента. Для получения данных ERP будет применяться 128-канальная система сбора данных BiosSemi ActiveTwo с активными электродами в сочетании с электрошлемом ActiveTwo; убедитесь, что аккумулятор полностью заряжен и подключен к усилителю.

Теперь соберите все материалы, необходимые для подготовки участника, включая гель в шприце, рулетку, ЭЭГ-шапочки различных размеров, спиртовые салфетки, наклейки для лицевых электродов и ремешки на липучках для фиксации кабелей электродов. Наклейте стикеры на пять лицевых электродов, чтобы подготовить их к эксперименту. Затем включите компьютер для предъявления стимулов и компьютер для сбора данных, после чего запустите программное обеспечение.

В данном протоколе программное обеспечение ePrime будет использоваться для предъявления стимулов и сбора поведенческих данных. Режим полуактивного просмотра (Semi-active view) будет использоваться для получения необработанных данных ЭЭГ с целью проверки того, что усилитель отправляет соответствующие коды триггеров на компьютер сбора данных. Для этого сначала включите усилитель в камере участника, не подключая электроды или кабели.

Затем откройте программное обеспечение на компьютере для сбора данных и запустите сбор данных, не сохраняя их. После этого перейдите к компьютеру для предъявления стимулов. Откройте файл эксперимента и запустите парадигму.

Коды триггеров, запрограммированные в файле эксперимента, теперь должны отобразиться в программе сбора данных. После прибытия участника сначала разъясните все процедуры исследования и ответьте на любые вопросы, касающиеся безопасности, затем получите письменное согласие, чтобы убедиться, что испытуемый полностью понимает протокол. Попросите его или ее пересказать протокол своими словами.

Попросите участника удобно сесть в комнате для проведения эксперимента на деревянном стуле со спинкой средней высоты. Затем измерьте расстояние, чтобы убедиться, что линия зрения участника до дисплея со стимулом соответствует стандартному расстоянию для данного эксперимента. В данном случае используется расстояние 48 inches.

Затем измерьте обхват головы участника, чтобы определить подходящий размер ЭЭГ-шапочки. После этого попросите участника снять все украшения или аксессуары для волос, чтобы обеспечить плотное прилегание ЭЭГ-шапочки и точность записи. Также, если участник носит очки, их рекомендуется снять на данном этапе.

С помощью спиртовой салфетки очистите кожу участника в местах размещения лицевых электродов. Один электрод следует поместить на каждый сосцевидный отросток, один на каждый висок и один непосредственно под левым глазом. Затем нанесите небольшое количество проводящего геля на каждый лицевой электрод.

Затем снимите защитный слой с наклейки и прикрепите ее к участнику. Слегка прижмите, чтобы электрод надежно зафиксировался на месте. Теперь участник может снова надеть очки, если это необходимо.

Затем наденьте ЭЭГ-шапочку на голову участника и затяните ремешок под подбородком. Далее измерьте расстояние от назиона до иниона в сантиметрах. Умножьте полученное значение на 0.5, чтобы определить среднюю точку, и разместите здесь электрод A1, двигаясь спереди назад.

Затем измерьте расстояние от преаурикулярной точки одного уха до другого. Средняя точка этого измерения определяет место расположения электрода A по горизонтали. Далее мы получим трехмерное представление позиций электродов на голове участника, чтобы учесть вариабельность формы черепа у разных субъектов и, по возможности, в будущем провести корегистрацию с данными МРТ.

Сначала с помощью локатора Patriot Digitizer разместите передатчик локализации под колпачком за левым ухом испытуемого, заправив лишний шнур под подбородочный ремень для надежной фиксации. Затем закрепите приемник на деревянном стуле в положении ниже головы участника, примерно в шести дюймах от передатчика. Теперь откройте программное обеспечение для дигитизации и с помощью стилуса измерьте координаты электродов, следуя подсказкам программы.

Теперь с помощью программного обеспечения MR Locator можно создать 3D-модель головы с позициями электродов. Далее следует локализация необработанных данных ЭЭГ. После того как 3D-модель головы участника будет проверена на экране компьютера, заполните лунки для электродов на шлеме проводящим гелем.

Затем поместите электроды в каждую заранее определенную точку на активном колпаке. На данном этапе рекомендуется предложить пожилым участникам перерыв. Это особенно важно для пациентов с болезнью Альцгеймера, которым могут потребоваться частые перерывы для сохранения концентрации и устойчивого внимания к экспериментальной задаче.

После перерыва подключите кабели и лицевые электроды к усилителю. Затем в системе сбора данных необходимо проверить уровни смещения электродов. Убедитесь, что уровни смещения находятся в пределах 25 microvolts.

Как только все уровни сопротивления станут приемлемыми, а на всех электродах исчезнут артефакты, эксперимент можно начинать. В данном эксперименте для сбора и просмотра необработанных данных ЭЭГ используется программное обеспечение bios semi-active. Для начала загрузите файл с презентацией поведенческих данных и введите номер участника.

Экспериментальное программное обеспечение сохраняет ответы участника и автоматически создает файл с данными. После завершения эксперимента убедитесь, что участник сидит на расстоянии 48 inches от центра экрана монитора. Как только эксперимент будет загружен, прочитайте и согласуйте поведенческие инструкции с участником.

Теперь начните сохранение необработанных данных ЭЭГ на компьютере сбора данных. Затем запустите подачу стимулов. На компьютере для предъявления стимулов.

Подготовьте исследователя для работы с пожилыми людьми или пациентами с когнитивными нарушениями, который будет вводить ответы с помощью данного пульта с кнопками. Эксперимент начинается с фазы изучения, в ходе которой участнику будет представлена серия картинок или слов; в течение выполнения поведенческого задания необходимо наблюдать за участником и оценивать необходимость перерывов. После предъявления всех поведенческих стимулов обязательно сохраните файл с необработанными данными ЭЭГ.

Затем предыдущие шаги будут повторены для фазы тестирования, в которой участнику снова будет представлена серия картинок или слов. Во время фазы тестирования половина предъявленных объектов будет взята из предыдущей фазы изучения, а вторая половина будет состоять из новых объектов. Участники должны определить, является ли объект старым или новым, сообщив свой ответ исследователю вслух. Затем исследователь введет ответ участника с помощью кнопочного пульта для начала последующей обработки данных.

Перед проведением анализа необработанные данные необходимо подготовить и подвергнуть цифровой фильтрации для удаления шумов и артефактов из сигнала. Сначала используется программное обеспечение EMSE Suite 5.3. Необходимо применить временные фильтры, такие как фильтры с бесконечной импульсной характеристикой и полосовые фильтры.

Затем данные необходимо привести к определенной точке на голове; в данном случае выбирается общая средняя референция. Далее данные должны пройти пространственную фильтрацию, а любые плохие каналы следует интерполировать. Проведите визуальный осмотр данных и используйте соответствующие фильтры.

Наконец, необходимо использовать методы коррекции окулярных артефактов, чтобы устранить влияние моргания и движений глаз на сигнал. Здесь представлена фронтальная активность ERP, связанная с успешным извлечением слов и изображений у пациентов с очень легкой степенью болезни Альцгеймера и здоровых пожилых людей из контрольной группы. Данные изображения были получены в интервале времени от 300 до 500 миллисекунд, который обычно связывают с концептуальной обработкой или чувством узнавания из памяти.

Обратите внимание на схожий эффект «старое-новое» в лобных долях для картинок, однако для слов этот эффект между группами выражен слабее. Таким образом, после завершения анализа ответов мозга на «старые» и «новые» стимулы можно легко провести статистическое сравнение групп пациентов с болезнью Альцгеймера и здоровых пожилых людей. При использовании данного метода важно помнить, что пациенты склонны к избыточным движениям и разговорам, что создает нежелательные артефакты в сигнале.

Поэтому важно помнить о необходимости провести достаточное количество повторов, чтобы в случае исключения каких-либо из них из-за нежелательных артефактов у вас осталось достаточное число данных для проведения достоверного статистического анализа. Спасибо за просмотр.