Yüksek Yoğunluklu Olay ilgili Kognitif Nörobilim Potansiyel Veri Toplama

Yüksek yoğunluklu olayla ilişkili potansiyeller veya ERP'ler, işlev gören insan beyninin hızlı zamansal dinamiklerinin izlenmesine olanak tanır. Yüksek yoğunluklu ERP verileri elde etmek için, önce elektrot başlığı katılımcının başına yerleştirilir ve denekler arasındaki değişkenlik ile kafa şekline uyum sağlamak amacıyla elektrot konumları dijitalize edilir. Ardından, her bir elektroda jel enjekte edilerek elektrot empedansları düşürülür.

Katılımcıya görsel uyaranlar sunulurken veri toplama işlemi gerçekleştirilir. Kayıt tamamlandığında, elektrot başlığı iyice temizlenir. Elde edilen veriler, belirli bir bilişsel süreçle ilişkili beyin aktivitesinin uzamsal ve zamansal dinamiklerini incelemek için kullanılır.

Merhaba, ben Boston College Psikoloji Bölümü, Bellek ve Algı Laboratuvarı'ndan Scott Slotnik. Bugün size yüksek yoğunluklu olayla ilişkili potansiyel veri toplama protokolünü göstereceğiz. Laboratuvarımızda bu prosedürü, görsel maddelerin belleği sırasındaki beyin aktivitesinin uzay-zamansal dinamiklerini incelemek için kullanıyoruz.

Öyleyse başlayalım. Olayla ilişkili potansiyeller veya ERP'ler, insan beyin fonksiyonunun uzamsal-zamansal dinamiklerini mükemmel bir zamansal çözünürlükle yakalamak için bir yöntem sunar. Veriler genellikle, elektrotlar tarafından alınan sinirsel sinyale yönelik girişimi en aza indirmek amacıyla zırhlı bir odada ölçülür.

Her bir elektrot, zırhlı odanın dışında bulunan bir veri toplama bilgisayarına bağlı olan bir amplifikatöre bağlanır. Nöral sinyalle oluşabilecek olası girişimler nedeniyle, uyaran sunumu için ayrı bir bilgisayar kullanılır. Uyaran ekranı ve yanıt klavyesi gibi yalnızca temel güç gerektiren bileşenler zırhlı oda içerisinde bulundurulmalıdır.

Deneyler sırasında katılımcılar, boyun kası artefaktlarını en aza indirmek için omuz desteği sağlayan sırt yüksekliğine ve kolçaklara sahip konforlu bir sandalyeye oturtulur. Elektrot başlığının nasıl takılacağını görerek başlayalım. Katılımcı elektrotları, takma süresini önemli ölçüde azaltan likralı bir başlığın içine yerleştirilmiştir; başlığı konumlandırırken on-beş elektrot sistemine göre Oz elektrodunu yerleştirin ve başlığın, başın orta hattına yerleştirilen orta hat elektrotlarıyla birlikte sağ-sol simetrisine sahip olduğundan emin olun.

Ayrıca, boyun kası artefaktlarını önlemek için en posterior inferior elektrotların kafatası boyun sınırının üstünde olduğundan emin olun. Bone yerleştirildikten sonra, lateral elektrotların başla olan temasını iyileştirmek için yan kayışları bir çene kayışıyla veya bel seviyesinde özel yapım bir kemerle sabitleyin. Göz hareketleri veya göz kırpma artefaktlarının sonradan temizlenebilmesi için gözlerin bitişiğine elektrotlar yerleştirin; denekler arasındaki elektrot yerleşimi ve kafa şekli değişkenliklerini gidermek için elektrot konumları her katılımcı için bir polyus fast track digitizer ile ölçülür.

Digitizer; bir verici, bone üzerine monte edilen üç alıcı ve bone takılıyken her bir elektrot konumunu kaydetmek ve elektrot dijitalleştirme işlemini tamamlamak için kullanılan bir kalemden oluşur. Şimdi elektrot empedanslarını düşürme aşamasına geçelim; katılımcıyı kayıt koltuğuna rahat bir şekilde oturtun. Bazı katılımcılar, omuzları ile koltuk sırtlığı arasına hafifçe katlanmış bir el havlusunun yerleştirilmesini daha konforlu bulmaktadır.

Şimdi, çok elektrotlu başlığı amplifikatörlere bağlayın. Ardından, her bir elektrodun empedansı yaklaşık beş kilo ohm'un altına düşecek şekilde azaltılmalıdır. Laboratuvarımızda bu işlem, her bir elektrot açıklığına iletken bir jel enjekte etmek için steril bir şırınga ve küt uçlu iğne kullanılırken, neuros scan yazılımı ile gerçek zamanlı empedansların ölçülmesiyle gerçekleştirilir.

Çok kanallı kaydın en çok zaman alan kısmı olan empedans düşürme sürecini hızlandırabilecek bir dizi teknik bulunmaktadır. Toprak veya referans elektrotla başlayarak, şırınga kafaya yaslanmış durumdayken baskın elinizi kullanarak şırıngayla birkaç daire çizin. Aradaki saçları kenara itmek için şırıngayı katılımcının kafasına bastırmadığınızdan emin olun.

Jel uygulama işlemi katılımcıya hiçbir şekilde rahatsızlık vermemelidir. Ardından, baskın olmayan el ile elektrodu hafifçe aşağıya doğru bastırırken, saç derisine az miktarda jel enjekte edin ve enjekte etmeye devam ederek şırıngayı geri çekin. Saç derisi ile elektrot arasında oluşturulan jel köprüsü ve elektrot açıklığından dışarı taşan jel, bu noktada bir peçete ile silinmeli ve atılmalıdır.

İlk elektrot empedans seti yüksek kalmaya devam ederse, jel zamanla daha iletken hale geldiği için toprak ve referans elektrotlarına tekrar jel uygulanmalıdır. Bir strateji, tüm empedanslar azalmaya başlayana kadar sağ posterior kafa derisi gibi bir kafa derisi kuadrantındaki elektrotlara jel enjekte etmektir. Ardından, tüm empedanslar azalmaya başlayana kadar bir sonraki kuadranttaki elektrotlara jel enjekte edin ve tüm kuadrantları bu şekilde sırayla tamamlayın.

En yüksek empedansa sahip elektrotlara jelin yeniden enjekte edilmesi. Bazı durumlarda, iletken jel komşu elektrotlarla bağlantı kurarak empedansların birbirine bağlanmasına neden olabilir. Bu durum uzamsal çözünürlüğü düşürür ancak empedansı düşürülmüş yüksek sayıda elektrot bulunduğu için genellikle önemsiz bir sorundur.

Kayıt oturumuna başlamadan önce verilerin nasıl kaydedileceğini görelim. Katılımcıyı rahat, gevşemiş bir pozisyon alması ve hareketsiz kalması konusunda teşvik edin. Bu, kas ve hareket artefaktlarını en aza indirecektir.

Katılımcı rahatladığında, kendisine bir yanıt klavyesi verin ve sonraki olayla ilişkili analizlere imkan tanımak için ışıklar gibi katılımcının yanındaki tüm gerekli olmayan ekipmanları kaldırın veya kapatın. Her uyaran olayının başlangıcı, uyaran bilgisayarı tarafından işaretlenmeli veya tetiklenmeli ve elektrofizyolojik verilerle birlikte saklanmalıdır. Özel satır içi port başlatma ve ücretsiz olarak sunulan tetikleme betiklerini içeren ePrime programları aracılığıyla, paralel port üzerinden her uyaran başlangıcında tetikleme darbeleri gönderiyoruz.

Bu tetikleyiciler tarama yazılımı tarafından alınır ve saklanır. Elektrofizyolojik veriler kaydedilirken, geçici nöral yanıtla ilgisi olmayan DC gibi çok düşük frekanslı bileşenleri gidermek için standart bir yüksek geçiren filtre kullanın. Çok az girişimin olduğu ortamlarda, çevresel elektromanyetik girişimin daha yüksek düzeyde olduğu ortamlarda ise 200 hertz gibi çok yüksek frekanslı bir kesme noktasına sahip düşük geçiren filtre kullanılabilir.

Yanıtın nöral sinyal tarafından domine edilmesi için, yaklaşık 80 hertz kesim frekansına sahip bir alçak geçiren filtre ve 60 hertz çentik filtre kullanılabilir. Şimdi başlığın nasıl temizleneceğine bakalım. Bir oturum sona erdiğinde, çok elektrotlu başlık, kayıt tamamlandıktan hemen sonra derinlemesine temizlenmeli ve dezenfekte edilmelidir.

İşleme, başlığı beş ila 10 dakika boyunca ılık suda bekleterek ve ardından her bir elektrodu akan su altında durulayarak başlayın. İletken jelin tamamını tamamen temizlemek için, elektrotlardaki delikleri temizlemek amacıyla ahşap saplı bir pamuklu çubuğun küt ucunu kullanın. Ardından, tüm jelin temizlendiğinden emin olmak için başlığı, dört kuart su ve bir ila iki ons kalıp sabundan oluşan sabunlu ılık su banyosunda 30 dakika bekletin ve sonrasında başlığı suyla iyice durulayın.

Katılımcılar arası kontaminasyonu önlemek için, bone dört ölçek su ile bir ölçek iyonize edici madde içeren su bazlı dezenfektan karışımında son kez 15-30 dakika boyunca bekletilmeli ve ardından kurumaya asılırken tekrar suyla iyice durulanmalıdır. Bone, kuruduğu pozisyonu bir miktar koruyabileceği ve bu durumun sonraki empedans düşürme işleminin kolaylığını azaltabileceği göz önünde bulundurularak, simetrik ve gerginlik oluşturmadan yerleştirilmelidir. Bazı temsili sonuçlara göz atarak süreci tamamlayalım.

Şimdi ERP veri toplama ve analizinin ardından elde edilen bazı temsili sonuçları göstereceğiz. Soldaki ve sağdaki saç derisi voltaj topografyaları, sırasıyla daha önce sağ ve sol görsel alanda sunulan ögelere yönelik doğru bellek sırasında, görsel korteks bölgelerinin hızlı retinotopik reaktivasyonunu yansıtmaktadır. Bu prosedür kullanılırken yüksek yoğunluklu ERP verilerinin nasıl toplanacağını size göstermiş oldum.

Katılımcı konforunun her zaman öncelikli olduğunu hatırlamak önemlidir. Hepsi bu kadar. İzlediğiniz için teşekkürler ve deneylerinizde başarılar dileriz.