Diferansiyel Termal His için Odaklanmış Dikkat Önerisi Sırasında Eşzamanlı fMRI/EEG Veri Toplama Yöntemi

Merhaba, ben UCLA Semi Enstitüsü'nde doktora sonrası araştırmacı ve lisanslı hipnoterapist Pamela Douglas. Aşağıdaki sunumda, eşzamanlı EEG-fMRI veri toplama yöntemimizi ve diferansiyel termometri için MR uyumlu bir cihazı tanıtıyoruz. Bu yöntemi, burada "soğuk eldiven deneyi" olarak adlandırılan özgün bir paradigma kullanarak sunuyor ve hipnotik indüksiyonun hem öncesinde hem de sonrasında veri kaydediyoruz.

İlk olarak, deneklerin MRI uyumlu kulaklıklar aracılığıyla sol ellerinin soğuduğunu hayal etmelerini isteyen bir ses kaydını dinledikleri, soğuk eldiven paradigması olarak bilinen süreçte, eşzamanlı E-E-G-F-M-R-I verileri ve el sıcaklığı ölçümleri topluyoruz. Ardından, hipnotik indüksiyon sırasında tek modaliteli EEG verileri kaydedilir. Hipnotik indüksiyondan sonra eşzamanlı E-E-G-F-M-R-I soğuk eldiven verileri bir kez daha kaydedilir ve el sıcaklığı ölçümleri, deney boyunca MR uyumlu diferansiyel termometri cihazımız kullanılarak gerçekleştirilir.

Nihayetinde, E-E-G-F-M-R-I veri toplama yöntemimiz, yüksek zamansal ve mekansal çözünürlüğe sahip multimodal verileri invaziv olmayan bir şekilde sağlayarak birçok deneysel paradigmada faydalı olabilir. Önemli olan, beyin sinyali işlemenin durağan olmayan yönlerinin, eş zamanlı kayıtları seri veri toplama yöntemine göre oldukça avantajlı kılmasıdır. Merhaba, ben Mark Cohen; UCLA Semel Nörobilim ve İnsan Davranışı Enstitüsü'ndeki Staglin Bilişsel Nörobilim Merkezi'nin teknik direktörüyüm.

Bu videoda, tamamı hipnoz altında nicel olarak değişen elektroensefalografik (EEG) verilerinin, fonksiyonel manyetik rezonans görüntülerinin ve el sıcaklığı ölçümlerinin eş zamanlı olarak nasıl kaydedileceğini göstereceğiz. Bu ölçümler için, deneysel protokole özel olarak uyarlanmış bir hipnotik indüksiyon prosedürü ile birlikte özel teknolojiler geliştirdik ve kullandık. EEG ve fMRI'nın eş zamanlı toplanması, her iki cihazın da diğerinde artefaktlar oluşturması nedeniyle özellikle zordur.

MRI'ın EEG üzerindeki etkileri, görüntüleme sisteminin RF kısmının birkaç yüz volta kadar çıkan sinyaller kullanması ve gradyanların saniyede 45 Tesla'nın üzerinde zamanla değişen manyetik alanlar uygulaması nedeniyle özellikle zorludur. Aynı zamanda, saç derisindeki küçük EEG sinyali sadece birkaç mikrovolt düzeyindedir. MRI ortamında sıcaklık ölçümü yapmak bile engellerle karşılaşmaktadır.

Elektronik cihazlardan geçen parazitik radyo frekans akımları öncelikli bir güvenlik sorunudur ve dijital sıcaklık kayıt cihazlarından kaynaklanan düşük seviyeli emisyonlar MR görüntülerini bozabilir. EEG amplifikatörü, görüntüleme mıknatısına çok yakın mesafede çalışacak şekilde elektrik jeodezleri tarafından özel olarak tasarlanmıştır. AMP'nin ferromanyetik bileşenlerinin neredeyse tamamı çıkarılmış ve ardından cihaz, alan izolasyon muhafaza sistemine veya sabitleyiciye yerleştirilmiştir.

Fix muhafazanın boyutunu, aynı şirketin standart bir EEG AMP'si ile karşılaştırarak hakkında bir fikir edinebilirsiniz. Her bir EEG girişi, radyo frekans enerjisinin pille çalışan amplifikatöre kenetlenmesini önlemek için elektriksel olarak filtrelenmiştir. EEG ve FMRI'yı birlikte toplayabilmek için, her iki cihazın zamanlaması nanosaniye hassasiyetinde hizalanmalıdır.

Buna rağmen, zırhlamayı korumak adına, kablolu elektrik sinyalleri tarama odasına getirilmemeli veya buradan dışarı çıkarılmamalıdır. Bunu sağlamak için, electrical geodesics mühendisleri, hem zamanlama sinyallerinin hem de dijitalleştirilmiş verilerin bu portlar aracılığıyla optik fiberler üzerinden taşındığı eş zamanlı E-E-G-F-M-R-I sistemimizi inşa etmişlerdir. Hipnotik indüksiyon, hipnoterapist tarafından yapılan kısa bir görüşme ile başlar.

Hipnotik indüksiyon süreci için kol kaldırma tekniği olarak bilinen bir idiyomotor telkin kullanılır. EEG verileri, 256 kanallı MRI uyumlu bir GEODESIC sensör ağı kullanılarak kaydedilir. Deney boyunca elektrotlardaki empedans seviyeleri yaklaşık 20 dakikalık aralıklarla izlenmelidir.

Hipnotik duyarlılık daha sonra, 12 puanlı Stanford hipnotik duyarlılık ölçeği form C aracılığıyla değerlendirilir. Denek, ardından eş zamanlı E-E-G-F-M-R-I veri toplama işlemi için MRI tarama odasına girer. Hipnotik indüksiyonun ardından, hipnotik soğuk eldiven telkinini takiben eş zamanlı E-E-G-F-M-R-I sırasında diferansiyel el sıcaklığı ölçümlerini toplamak için bir cihaz geliştirdik. Cihaz, bir amplifikatöre ve dijital bir ekrana bağlı iki adet L 34 sıcaklık sensöründen oluşmaktadır.

İç elektronikleri beslemek için iki adet dokuz voltluk pil kullanılır. Fizyolojik aralıklardaki lineer sıcaklık tepkileri nedeniyle LN 34 sensörlerini tercih ettik. Bileşenlerdeki olası tutarsızlıkları gidermek amacıyla bir kalibrasyon adımı gerçekleştirdik.

Deneyden hemen önce, her iki sıcaklık sensörünü de bir su banyosuna daldırarak cihazın sıfır noktasını belirledik. Deney sırasında, sıfır noktasından meydana gelen herhangi bir sapma, deneğin ellerinin sıcaklıkları arasındaki farkı gösterdi. Kaydedilen bu sıcaklık farkı, soğuk eldiven telkininin etkilerini nicelleştirmemize olanak tanıdı; ve sizin parmak uçlarınızdan parmaklarınıza, elinize, bileğinize kadar her yerin tamamen suya gömüldüğünü görmenizi, bunu görselleştirmenizi ve hayal etmenizi istiyorum.

Sol eliniz tamamen buzlu suyun içine daldırılmış durumda. Görselleştirmeye devam ederken, sol elinizin tamamen soğuk ve uyuşmuş, uyuşmuş ve soğuk olduğu, elde hiçbir his kalmadığı yönündeki bu şaşırtıcı duyumu hayal edin ve yaratın. Elinizi hissetmeye ne kadar çok çalışırsanız, o kadar az hissedeceksiniz ve sağ eliniz ısınmaya devam edecek.

Sol el buz gibi olmaya devam ederken, adeta elleriniz maviye dönüyor gibidir. Bunun gerçekleşebildiğine inanabilirsiniz; ancak bu durum parmak uçlarından parmaklara ve oradan bileğe doğru ilerlemektedir. Normalde görünmez olan bilişsel bir sürecin elektrofizyolojik, motorik ve nörovasküler ilişkilerini ortaya çıkarmak için multimodal kayıt yöntemini sunduk.

FMRI veya EEG toplama ve izolasyonunun yerleşik yöntemlerinin aksine, ultra yüksek yoğunluklu 256 kanallı EEG ile eşleştirilmiş Quint yöntemi gibi kombine yöntemler, iki beyin sinyali arasındaki bağlantıları ortaya çıkarabilir. Sinyalleri ortak konumlandırmak ve manyetik rezonans çalışmalarında değişmiş kan akışı bölgeleri olarak görünen elektriksel kaynaklar hakkında makul çıkarımlar yapmak mümkündür.