Questo lavoro è stato sostenuto da NSF concedere BCS0745880.

I. Introduzione Nel campo delle Neuroscienze Cognitive, la risonanza magnetica funzionale (fMRI) è diventato il metodo standard di analisi. La popolarità di fMRI deriva in parte dalla acquisizione dati immediatamente disponibili e tecniche di analisi, oltre a risultati facilmente interpretabili che evidenziano le regioni del cervello associate a un determinato processo cognitivo. Tuttavia, la fMRI ha scarsa risoluzione temporale e quindi non in grado di monitorare le dinamiche rapido temporale del funzionamento del cervello. Se neuroscienziati cognitivi continuare ad utilizzare principalmente fMRI, l&#39;immagine risultante delle funzioni cerebrali saranno gravemente carente. Potenziali evento-correlati (ERP) sono utilizzati meno di frequente, anche se questo metodo offre un&#39;eccellente risoluzione temporale. Lo scopo del presente articolo è quello di dettaglio le tecniche chiave coinvolti ad alta densità di ERP di acquisizione dati. Si spera che queste informazioni favorire un maggior uso di ERP in Neuroscienze Cognitive. II. Attrezzatura generale Setup Dati ERP sono in genere misurata in un luogo con un basso livello di intensità del campo elettromagnetico ambientale per minimizzare le interferenze con il segnale neurale. Per ridurre al minimo tali interferenze, ERP sono spesso misurati in una camera in metallo schermato (cioè, una gabbia di Faraday), ma può essere possibile trovare una posizione non schermata con un accettabile livello di intensità di campo ambientale (1 mg o meno, che può essere misurata con un misuratore di campo elettromagnetico). Ogni elettrodo collegato ad un amplificatore che a sua volta si collega ad un computer di acquisizione dati. Un computer separato è utilizzato per la presentazione dello stimolo. Per ridurre al minimo le interferenze con il segnale neurale, solo i componenti essenziali alimentato dovrebbero essere alloggiati all&#39;interno della camera schermata o in prossimità del luogo di registrazione, come il display stimolo e la risposta della tastiera (per esempio, le lampade possono essere utilizzate per aiutare a l&#39;applicazione degli elettrodi, ma deve essere spento durante la registrazione). Un interruttore video può essere utilizzato per visualizzare sia l&#39;acquisizione dei dati del computer o il computer presentazione stimolo su un singolo monitor. Se una camera schermata viene utilizzato, tutti i cavi possono essere eseguiti attraverso un condotto nel muro (che è a pochi centimetri di diametro) o una porta rotta. I partecipanti devono essere seduti in una comoda sedia con braccioli e un&#39;altezza di nuovo che fornisce il supporto spalla per ridurre al minimo artefatto muscolare del collo, ma consente l&#39;accesso al posteriore elettrodi inferiore per conseguente riduzione dell&#39;impedenza dell&#39;elettrodo. Noi usiamo una camera schermata (costruita dai partner globali in schermatura, Inc., Passaic, New Jersey) e un 128-canale Quik-Cap/SynAmps 2 NeuroScan sistema (Compumedics USA, Charlotte, NC). III. Cap di collocamento e Digitalizzazione elettrodi Gli elettrodi sono solitamente incorporati in un berretto spandex che riduce significativamente il tempo di applicazione. Tuttavia, la posizione relativa degli elettrodi in un cappuccio sono fissi che elimina la possibilità di utilizzare configurazioni di elettrodi standard, come il sistema di elettrodi 10-20 1 o una variante di maggiore densità, come il sistema di elettrodi 10-5 2, che sono posizionate in base singolo partecipante. Per la presentazione dei risultati finali in un formato standard, elettrodo Oz posizione per ogni partecipante alla posizione approssimativa dettate dal sistema di elettrodi 10-5 (e poi etichetta tutti gli elettrodi secondo la loro posizione approssimativa 10-5 sistema di elettrodi). Quando si applica il tappo, assicurarsi che ha simmetria sinistra-destra, con elettrodi linea mediana posto sopra la linea mediana della testa, e che la maggior parte postero-inferiore elettrodi sono superiori al cranio-collo confine per evitare artefatti muscolari del collo. Mentre un sottogola in modo adeguato mantenere il tappo in posizione, fissare le cinghie laterali di una cintura su misura a livello della vita con chiusura in velcro laterale in grado di migliorare il contatto dell&#39;elettrodo con la testa. Elettrodi adiacenti agli occhi può essere applicato anche per la successiva rimozione del movimento degli occhi o artefatti lampeggiare. Anche se è ragionevole supporre che il posizionamento degli elettrodi è relativamente coerente tra i partecipanti, le differenze di dimensioni della testa e cappuccio posizionamento degli elettrodi produrrà posizione variabilità degli elettrodi. Per far fronte a tale variabilità, posizioni degli elettrodi può essere misurato per ogni partecipante. Usiamo un Polhemus Fastrak digitalizzatore (Colchester, VT) che include un trasmettitore, tre ricevitori che montare sul tappo con velcro (per correggere il movimento dei partecipanti), e uno stilo per la registrazione di ogni posizione degli elettrodi (questo hardware è compatibile con SCAN Neuroscan s / 3DSpaceDx software che usiamo per l&#39;acquisizione dei dati). Indipendentemente da quale digitalizzatore è utilizzato, deve essere impostato secondo le linee guida specificate, come ad esempio evitare la vicinanza a grandi oggetti metallici che separa trasmettitore e ricevitore e cavi. Il digitalizzatore dovrebbe essere calibrato e testato per la precisione e deve essere spostato, se necessary, in una posizione diversa fino a quando la localizzazione spaziale è accurato. IV. Ridurre Impedenze elettrodo Dopo le posizioni degli elettrodi vengono digitalizzati, il partecipante deve sedersi comodamente sulla poltrona di registrazione. Alcuni partecipanti trovano più comodo quando un asciugamano piegato è leggermente nascosto tra le spalle e lo schienale della sedia. Poi, il multi-elettrodo tappo deve essere inserito nella amplificatori. L&#39;impedenza di ciascun elettrodo deve essere ridotta in modo che sia sotto di una soglia predeterminata. Questo viene fatto iniettando un gel conducendo in ogni apertura elettrodo, che permetterà al flusso di corrente tra il cuoio capelluto e l&#39;elettrodo sovrastante. Per eliminare la possibilità di cross-contaminazione partecipante, una nuova siringa sterile e aghi punta smussata deve essere utilizzato per ogni partecipante. È da notare che anche se 5 k &amp; Omegal è una soglia impedenza standard, un po &#39;più alto della soglia può essere utilizzata se l&#39;ambiente intensità del campo elettromagnetico è molto basso. Noi utilizziamo il software NeuroScan SCAN per misurare l&#39;impedenza degli elettrodi, che visualizza il livello di impedenza di colore per tutti gli elettrodi in tempo reale. Ci sono una serie di tecniche che si possono accelerare il processo di riduzione dell&#39;impedenza, che è l&#39;aspetto più tempo di acquisizione dati ERP. E &#39;importante tenere a mente che l&#39;obiettivo è quello di limitare l&#39;applicazione del gel tra il cuoio capelluto e l&#39;elettrodo immediatamente sovrastante. Si raccomanda che la mano dominante controllo la siringa e l&#39;applicazione del gel, mentre la mano non dominante svolge altre funzioni. La siringa piena di gel conduttore può stare contro la testa senza alcun disagio partecipante, ma non dovrebbe mai essere premuto contro la testa. In primo luogo, per un elettrodo dato, è spesso utile per fare un paio di cerchi con la siringa mentre si riposa contro la testa, per spostare i capelli intervenire. Dopo questo, mentre premendo leggermente l&#39;elettrodo verso il basso con la mano non dominante, una piccola quantità di gel deve essere iniettato al cuoio capelluto e poi la siringa deve essere tirato fuori, pur continuando a iniettare gel per fare un ponte tra il gel e il cuoio capelluto elettrodo. Gel che fuoriesce dall&#39;apertura elettrodo deve essere cancellato con un fazzoletto e scartati. In alcuni casi, gel conduttore si collegherà elettrodi adiacenti in modo tale che impedenze saranno collegati - ciò riduce la risoluzione spaziale, ma di solito è di interesse minore in quanto vi sono un elevato numero di elettrodi. Gel deve prima essere applicato a terra ed elettrodi di riferimento, e se la prima serie di impedenze dell&#39;elettrodo rimangono tutti in gel ad alta dovrebbe essere riapplicato a questi due elettrodi. Come gel di solito, diventa più conduttivo nel corso del tempo, una strategia è quella di iniettare in gel elettrodi all&#39;interno di un quadrante del cuoio capelluto (come il cuoio capelluto posteriore destra) fino a quando tutte le impedenze cominciano a diminuire, iniettare gel elettrodi all&#39;interno del quadrante successivo fino a che tutte le impedenze cominciano a diminuire , e poi scorrere i quadranti re-iniezione di gel nella elettrodi più alta impedenza. Va sottolineato che il processo di applicazione del gel non dovrebbe mai causare il disagio dei partecipanti, e dovrebbe chiarito al partecipante che devono verbalizzare il disturbo in modo che il corrispondente azione può essere fermato. V. I dati di registrazione Prima di registrare l&#39;inizio, i partecipanti dovrebbero essere incoraggiati a entrare in una posizione comoda e rilassarsi, per ridurre al minimo artefatto muscolo del collo, ed evitare movimenti della testa che potrebbe produrre il contatto tra gli elettrodi posteriore e lo schienale della sedia. Va sottolineato al partecipante che durante la registrazione essi dovrebbero rimanere relativamente ancora, come movimento significativo della poltrona (che in genere contiene una struttura metallica) possono creare interferenze elettromagnetiche. I partecipanti dovranno poi ricevere una risposta della tastiera e di tutti gli apparecchi non essenziali in prossimità del partecipante, come luci, deve essere rimosso o disattivato. Per consentire per le successive analisi evento-correlati, l&#39;inizio di ogni evento stimolo deve essere segnalato / innescato dal computer stimolo e ricevuti e memorizzati insieme ai dati elettrofisiologici. Mandiamo questi impulsi innescano ogni insorgenza stimolo tramite la porta parallela via E-Prime programmi (Software Tools Psicologia, Inc., Pittsburgh, PA), che comprendono di inizializzazione personalizzato InLine porta e innescare gli script che sono liberamente disponibili 3, e gli inneschi sono ricevuti e memorizzati dal software di scansione. Port configurazione dei pin-out dovrebbe essere rapportata al garantire valori di soglia validi vengono utilizzati. Di pertinenza, la maggior parte amplificatore impostazioni del filtro passa-alto sono accettabili in quanto l&#39;obiettivo è semplicemente quello di rimuovere i componenti di frequenza molto bassa (come la DC) che sono irrilevanti per la risposta ai transienti neurale. Al contrario, accettabile impostazioni del filtro passa-basso variano a seconda dell&#39;ambiente di registrazione. In ambienti a bassissima interferenze elettromagnetiche ambiente, ad una filtro passa-basso con una frequenza di taglio molto elevata (ad esempio 200 Hz) può essere utilizzato, cheh minimizza la distorsione della risposta neurale che contiene le frequenze più alte. In ambienti con livelli più elevati di interferenza, una frequenza di taglio inferiore (come ad esempio 80 Hz) ed un 60 Hz filtro notch può essere utilizzato in modo tale che la risposta elettrofisiologica è dominato dal segnale neurale. Si noti che il filtraggio può anche essere condotta in software dopo i dati sono acquisiti, anche se il filtraggio allo stadio di amplificazione spesso produce meno distorsione del segnale. VI. Pulizia del Cap Il multi-elettrodo tappo deve essere accuratamente puliti e disinfettati immediatamente dopo la registrazione dei dati è stata completata. Si comincia immergendo il tappo in acqua tiepida per 5-10 minuti e poi risciacquare ogni elettrodo con un flusso di acqua corrente per eliminare completamente tutti i gel conduttore. La punta di un bastoncino di legno, cotone bastone può essere usato per cancellare i fori degli elettrodi. Poi abbiamo immergere il tappo in un bagno di acqua calda e sapone (composta da 4 litri di acqua e 1-2 ml di Dial) per 30 minuti per assicurare tutto il gel è stato rimosso, seguito da un risciacquo con acqua. Per evitare la contaminazione dei partecipanti, il tappo deve essere messo a bagno per 15-30 minuti in un apposito acqua / miscela disinfettante (ad esempio 4 parti di acqua e 1 Envirocide parte) e poi devono essere risciacquati abbondantemente con acqua. Quando appendere il tappo si asciughi, dovrebbe essere collocato simmetricamente e senza tensione come può conservare un certo grado di asciugare la sua posizione che, se irregolari possono ridurre la facilità di riduzione dell&#39;impedenza successive. VII. Analisi Panoramica I dati di pre-elaborazione 4 consiste in più passaggi tra cui l&#39;esclusione di elettrodi che hanno avuto contatti poveri o intermittente, la rimozione di manufatti lampeggiare, correzione al basale, e ulteriori filtri passa-alto o passa-basso. Pre-elaborazione è seguita da eventi legati media, e la risoluzione spaziale può essere migliorata conducendo localizzazione fonte ERP 5. Usiamo il software di analisi BESA (Gräfelfing, Germania) per la pre-elaborazione, evento-correlati media, e la localizzazione fonte (BESA offre regolarmente corsi di due giorni di analisi), con ulteriori analisi condotte su esportati i file media event-correlate utilizzando script personalizzati scritti in MATLAB (The MathWorks, Natick, MA).

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	<li>Jasper, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+ten-twenty+electrode+system+of+the+International+Federation.">The ten-twenty electrode system of the International Federation.</a> Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 10, 371-375 (1958).</li><li>Oostenveld, R., Praamstra, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+five+percent+electrode+system+for+high-resolution+EEG+and+ERP+measurements.">The five percent electrode system for high-resolution EEG and ERP measurements.</a> Clin. Neurophysiol. 112, 713-719 (2001).</li><li>Slotnick, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+retinotopic+reactivation+during+spatial+memory.">Rapid retinotopic reactivation during spatial memory.</a> Brain Res. 1268, 97-111 (2009).</li><li>Slotnick, S. D., Handy, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Source+localization+of+ERP+generators.+In+Event-Related+Potentials:+A+Methods+Handbook.">Source localization of ERP generators. In Event-Related Potentials: A Methods Handbook.</a> , 149-166 (2004).</li></ol>

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

high density event-related potential  data acquisition in cognitive neuroscience

La risonanza magnetica funzionale (fMRI) è attualmente il metodo standard di valutazione delle funzioni cerebrali nel campo delle Neuroscienze Cognitive, in parte perché fMRI acquisizione dei dati e tecniche di analisi sono facilmente disponibili. Perché fMRI ha un&#39;eccellente risoluzione spaziale, ma poveri risoluzione temporale, questo metodo può essere utilizzato solo per identificare la posizione spaziale di attività cerebrale associato ad un determinato processo cognitivo (e rivela praticamente nulla sulla durata di attività cerebrale). Al contrario, potenziali evento-correlati (ERP) di registrazione, un metodo che viene utilizzato molto meno frequentemente di risonanza magnetica funzionale, ha un&#39;ottima risoluzione temporale, e quindi in grado di monitorare rapidamente modulazioni temporali di attività neurale. Purtroppo, ERP sono sotto utilizzati in Neuroscienze Cognitive, perché le tecniche di acquisizione dei dati non sono facilmente disponibili e bassa densità di registrazione ERP ha scarsa risoluzione spaziale. Nel tentativo di favorire un maggior uso di ERP in Neuroscienze Cognitive, tecniche particolari presente articolo chiave coinvolti nella acquisizione ad alta densità di dati ERP. Criticamente, ERP ad alta densità offrono la promessa di ottima risoluzione temporale e una buona risoluzione spaziale (o eccellente risoluzione spaziale, se accoppiato con fMRI), che è necessario per catturare la dinamica spazio-temporale del funzionamento del cervello umano.

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High Density Event-related Potential  Data Acquisition in Cognitive Neuroscience

Potenziali evento-correlati (ERP) di registrazione è sotto utilizzato in Neuroscienze Cognitive, perché le tecniche di acquisizione dei dati non sono facilmente disponibili e questo metodo è spesso scarsa risoluzione spaziale. Per favorire un maggior uso di ERP in Neuroscienze Cognitive, tecniche particolari presente articolo chiave coinvolti nella acquisizione ad alta densità di dati ERP.

Ad alta densità di eventi legati potenziale acquisizione dei dati in Neuroscienze Cognitive

Functional magnetic resonance imaging (fMRI) is currently the standard method of evaluating brain function in the field of Cognitive Neuroscience, in part ...

high-density-event-related-potential-data-acquisition-cognitive

Universidad de Cartagena UDEC

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JoVE Journal

Neuroscience

12.5K Views.  Boston College. Potenziali evento-correlati (ERP) di registrazione è sotto utilizzato in Neuroscienze Cognitive, perché le tecniche di acquisizione dei dati non sono facilmente disponibili e questo metodo è spesso scarsa risoluzione spaziale. Per favorire un maggior uso di ERP in Neuroscienze Cognitive, tecniche particolari presente articolo chiave coinvolti nella acquisizione ad alta densità di dati ERP.

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Applications of EEG Neuroimaging Data: Event-related Potentials, Spectral Power, and Multiscale Entropy

When considering human neuroimaging data, an appreciation of signal variability represents a fundamental innovation in the way we think about brain signal. Typically, researchers represent the brain's response as the mean across repeated experimental trials and disregard signal fluctuations over time as "noise". However, it is becoming clear that brain signal variability conveys meaningful functional information about neural network dynamics. This article describes the novel method of multiscale entropy (MSE) for quantifying brain signal variability. MSE may be particularly informative of neural network dynamics because it shows timescale dependence and sensitivity to linear and nonlinear dynamics in the data.

Neuroimaging researchers typically consider the brain's response as the mean activity across repeated experimental trials and disregard signal variability over time as "noise". However, it is becoming clear that there is signal in that noise. This article describes the novel method of multiscale entropy for quantifying brain signal variability in the time domain.

Applicazioni di EEG dati Neuroimmagine: potenziali evento-correlati, spettrale di potenza, e multiscala Entropy

When considering human neuroimaging data, an appreciation of signal variability represents a fundamental innovation in the way we think about brain ...

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Neuroscienze

Somatosensory Event-related Potentials from Orofacial Skin Stretch Stimulation

Cortical processing associated with orofacial somatosensory function in speech has received limited experimental attention due to the difficulty of providing precise and controlled stimulation. This article introduces a technique for recording somatosensory event-related potentials (ERP) that uses a novel mechanical stimulation method involving skin deformation using a robotic device. Controlled deformation of the facial skin is used to modulate kinesthetic inputs through excitation of cutaneous mechanoreceptors. By combining somatosensory stimulation with electroencephalographic recording, somatosensory evoked responses can be successfully measured at the level of the cortex. Somatosensory stimulation can be combined with the stimulation of other sensory modalities to assess multisensory interactions. For speech, orofacial stimulation is combined with speech sound stimulation to assess the contribution of multi-sensory processing including the effects of timing differences. The ability to precisely control orofacial somatosensory stimulation during speech perception and speech production with ERP recording is an important tool that provides new insight into the neural organization and neural representations for speech.

This paper introduces a method for obtaining somatosensory event-related potentials following orofacial skin stretch stimulation. The current method can be used to evaluate the contribution of somatosensory afferents to both speech production and speech perception.

Potenziali evento-correlati somatosensoriali da Pelle Orofacial Stretch Stimolazione

Cortical processing associated with orofacial somatosensory function in speech has received limited experimental attention due to the difficulty of ...

High-density Electroencephalographic Acquisition in a Rodent Model Using Low-cost and Open-source Resources

Advanced electroencephalographic analysis techniques requiring high spatial resolution, including electrical source imaging and measures of network connectivity, are applicable to an expanding variety of questions in neuroscience. Performing these kinds of analyses in a rodent model requires higher electrode density than traditional screw electrodes can accomplish. While higher-density electroencephalographic montages for rodents exist, they are of limited availability to most researchers, are not robust enough for repeated experiments over an extended period of time, or are limited to use in anesthetized rodents.1-3 A proposed low-cost method for constructing a durable, high-count, transcranial electrode array, consisting of bilaterally implantable headpieces is investigated as a means to perform advanced electroencephalogram analyses in mice or rats.

Procedures for headpiece fabrication and surgical implantation necessary to produce high signal to noise, low-impedance electroencephalographic and electromyographic signals are presented. While the methodology is useful in both rats and mice, this manuscript focuses on the more challenging implementation for the smaller mouse skull. Freely moving mice are only tethered to cables via a common adapter during recording. One version of this electrode system that includes 26 electroencephalographic channels and 4 electromyographic channels is described below.

Instructions for the low-cost construction and surgical implantation of a chronic transcranial high-density electroencephalographic montage into mice are provided. Signal recording, extraction, and processing techniques are also described.

Ad alta densità elettroencefalografico Acquisizione in un modello di roditore Utilizzando risorse a basso costo e open-source

Advanced electroencephalographic analysis techniques requiring high spatial resolution, including electrical source imaging and measures of network ...

How to Find Effects of Stimulus Processing on Event Related Brain Potentials of Close Others when Hyperscanning Partners

The partners of each pair must be able to pass the McGill Friendship Questionnaire without communicating. Each partner is then seated in front of a screen in one of two adjacent rooms. These rooms are separated by a glass window through which participants communicate to maintain feelings of togetherness while being fitted with the EEG cap. After checking for adequate EEG signals, the glass is covered by a curtain to prevent visual communication. Then, partners must be silent but are instructed to try to feel in the presence of their partner during the entire experiment. Just before it starts, participants are told that each of them will be presented with one image at a time and that these images will occur at the same time for both of them on their own screen. They are also instructed that, for each trial, the simultaneous images will always be different. However, unbeknownst to them, trials are randomized: only half of them are consistent with this instruction and actually include two different images. These trials form the DSC, that is, the different-stimuli condition. The other half of the trials are inconsistent with the instruction. They include two identical images and form the ISC (identical-stimuli condition). After the experiment, participants are sorted into two groups: those who reported that they felt in the presence of their partner during the majority of the trials and those who reported they did not. The impact of the stimulus processing of the partner is found by subtracting the mean voltages of the ERPs of the ISC (inconsistent with the instructions) from the ERPs of the DSC (consistent with the instructions) in at least two time windows (TWs): firstly, in the 75 to 150 ms TW, where the absolute values of these subtractions are greater, especially at right frontal sites, in those who felt in the presence of their partner than in those who did not; secondly, in the LPP time window (i.e., from 650 to 950 ms post onset), where ERPs are significantly less positive in the DSC than in the ISC in those in whom the raw results of the early (75-150ms) subtractions are negative.

This protocol describes key steps involved in assessing the sensitivity of the brain of one person to the stimulus processing of a close other by selecting pairs of partners, recording their electroencephalogram (EEG) simultaneously and computing their event-related brain potentials (ERPs).

Come trovare gli effetti di stimolo elaborazione evento correlati cervello potenziali del vicino agli altri quando Hyperscanning partner

The partners of each pair must be able to pass the McGill Friendship Questionnaire without communicating. Each partner is then seated in front of a screen ...

Data Acquisition and Analysis In Brainstem Evoked Response Audiometry In Mice

Brainstem evoked response audiometry (BERA) is of central relevance in the clinical neurophysiology. As other evoked potential (EP) techniques, such as visually evoked potentials (VEPs) or somatosensory evoked potentials (SEPs), the auditory evoked potentials (AEPs) are triggered by the repetitive presentation of identical stimuli, the electroencephalographic (EEG) response of which is subsequently averaged resulting in distinct positive (p) and negative (n) deflections. In humans, both the amplitude and the latency of individual peaks can be used to characterize alterations in synchronization and conduction velocity in the underlying neuronal circuitries. Importantly, AEPs are also applied in basic and preclinical science to identify and characterize the auditory function in pharmacological and genetic animal models. Even more, animal models in combination with pharmacological testing are utilized to investigate for potential benefits in the treatment of sensorineural hearing loss (e.g., age- or noise-induced hearing deficits). Here we provide a detailed and integrative description of how to record auditory brainstem-evoked responses (ABRs) in mice using click and tone-burst application. A specific focus of this protocol is on pre-experimental animal housing, anesthesia, ABR recording, ABR filtering processes, automated wavelet-based amplitude growth function analysis, and latency detection.

Brainstem evoked response audiometry is an important tool in clinical neurophysiology. Nowadays, brainstem evoked response audiometry is also applied in the basic science and preclinical studies involving both pharmacological and genetic animal models. Here we provide a detailed description of how auditory brainstem responses can be successfully recorded and analyzed in mice.

Acquisizione e analisi dei dati nel cervello evocato Audiometria di risposta nei topi

Brainstem evoked response audiometry (BERA) is of central relevance in the clinical neurophysiology. As other evoked potential (EP) techniques, such as ...

How to Obtain Reliable Visual Event-related Potentials in Newborns

The present study discusses the characteristics of visual event-related potentials (VEPs) and outlines methodological steps for obtaining reliable measurements in newborns. Obtaining high-quality, reliable VEPs is crucial for the early detection of abnormal development of the central nervous system in at-risk newborns, and for implementing successful early interventions. Recommendations are based on a previous study which showed that when post-conceptional age, polysomnography-identified sleep stages, and light-emitting diodes (LEDs) googles as the luminous source are controlled, no more than 4 repetitions of VEP averages are required to obtain replicable recordings, variability decreases, and reliable VEPs can be obtained. By controlling for these sources of variability and using statistical analyses, we were able to clearly and reliably identify the amplitude and latency of three main components (NII, PII and NIII) present in 100% of newborns (n = 20) during active sleep. Recording VEPs during awake states, quiet sleep and transitional sleep is not recommended because VEP morphology may differ significantly from one average to the next, leading to the risk of misleading clinical prognoses. Moreover, it is easier to obtain VEPs during active sleep because this state can be clearly and reliably identified at this stage of development, sleep cycles are short enough to allow measurements to be taken in a reasonable time, and the method does not require new o expensive equipment.

Several important points for obtaining high-quality reliable visual evoked potentials (VEPs) in newborns while minimizing variability and the risk of misleading prognoses are presented.

Come ottenere potenziali visivi affidabili legati agli eventi visivi nei neonati

The present study discusses the characteristics of visual event-related potentials (VEPs) and outlines methodological steps for obtaining reliable ...

Reliable Acquisition of Electroencephalography Data during Simultaneous Electroencephalography and Functional MRI

Simultaneous electroencephalography (EEG) and functional magnetic resonance imaging (fMRI), EEG-fMRI, combines the complementary properties of scalp EEG (good temporal resolution) and fMRI (good spatial resolution) to measure neuronal activity during an electrographic event, through hemodynamic responses known as blood-oxygen-level-dependent (BOLD) changes. It is a non-invasive research tool that is utilized in neuroscience research and is highly beneficial to the clinical community, especially for the management of neurological diseases, provided that proper equipment and protocols are administered during data acquisition. Although recording EEG-fMRI is apparently straightforward, the correct preparation, especially in placing and securing the electrodes, is not only important for safety but is also critical in ensuring the reliability and analyzability of the EEG data obtained. This is also the most experience-demanding part of the preparation. To address these issues, a straightforward protocol that ensures data quality was developed. This article provides a step-by-step guide for acquiring reliable EEG data during EEG-fMRI using this protocol that utilizes readily available medical products. The presented protocol can be adapted to different applications of EEG-fMRI in research and clinical settings, and may be beneficial to both inexperienced and expert operators.

This article provides a straightforward protocol for acquiring good quality electroencephalography (EEG) data during simultaneous EEG and functional magnetic resonance imaging by utilizing readily available medical products.

Acquisizione affidabile dei dati di elettroencefalografia durante l'elettroencefalografia simultanea e la risonanza magnetica funzionale

Simultaneous electroencephalography (EEG) and functional magnetic resonance imaging (fMRI), EEG-fMRI, combines the complementary properties of scalp EEG ...

Standardized Data Acquisition for Neuromelanin-Sensitive Magnetic Resonance Imaging of the Substantia Nigra

The dopaminergic system plays a crucial role in healthy cognition (e.g., reward learning and uncertainty) and neuropsychiatric disorders (e.g., Parkinson's disease and schizophrenia). Neuromelanin is a byproduct of dopamine synthesis that accumulates in dopaminergic neurons of the substantia nigra. Neuromelanin-sensitive magnetic resonance imaging (NM-MRI) is a noninvasive method for measuring neuromelanin in those dopaminergic neurons, providing a direct measure of dopaminergic cell loss in the substantia nigra and a proxy measure of dopamine function. Although NM-MRI has been shown to be useful for studying various neuropsychiatric disorders, it is challenged by a limited field-of-view in the inferior-superior direction resulting in the potential loss of data from the accidental exclusion of part of the substantia nigra. In addition, the field is lacking a standardized protocol for the acquisition of NM-MRI data, a critical step in facilitating large-scale multisite studies and translation into the clinic. This protocol describes a step-by-step NM-MRI volume placement procedure and online quality control checks to ensure the acquisition of good-quality data covering the entire substantia nigra.

This protocol shows how to acquire neuromelanin-sensitive magnetic resonance imaging data of the substantia nigra.

Acquisizione dati standardizzata per la risonanza magnetica sensibile alla neuromelanina della Substantia Nigra

The dopaminergic system plays a crucial role in healthy cognition (e.g., reward learning and uncertainty) and neuropsychiatric disorders (e.g., ...

Acquisition of Resting-State Functional Magnetic Resonance Imaging Data in the Rat

Resting-state functional magnetic resonance imaging (rs-fMRI) has become an increasingly popular method to study brain function in a resting, non-task state. This protocol describes a preclinical survival method for obtaining rs-fMRI data. Combining low dose isoflurane with continuous infusion of the &#945;2 adrenergic receptor agonist dexmedetomidine provides a robust option for stable, high-quality data acquisition while preserving brain network function. Furthermore, this procedure allows for spontaneous breathing and near-normal physiology in the rat. Additional imaging sequences can be combined with resting-state acquisition creating experimental protocols with anesthetic stability of up to 5 h using this method. This protocol describes the setup of equipment, monitoring of rat physiology during four distinct phases of anesthesia, acquisition of resting-state scans, quality assessment of data, recovery of the animal, and a brief discussion of post-processing data analysis. This protocol can be used across a wide variety of preclinical rodent models to help reveal the resulting brain network changes that occur at rest.

This protocol describes a method for obtaining stable resting-state functional magnetic resonance imaging (rs-fMRI) data from a rat using low dose isoflurane in combination with low dose dexmedetomidine.

Acquisizione dei dati di risonanza magnetica funzionale a riposo nel ratto

Resting-state functional magnetic resonance imaging (rs-fMRI) has become an increasingly popular method to study brain function in a resting, non-task ...

Measurement of the Directional Information Flow in fNIRS-Hyperscanning Data using the Partial Wavelet Transform Coherence Method

Social interaction is of vital importance for human beings. While the hyperscanning approach has been extensively used to study interpersonal neural synchronization (INS) during social interactions, functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) is one of the most popular techniques for hyperscanning naturalistic social interactions because of its relatively high spatial resolution, sound anatomical localization, and exceptionally high tolerance of motion artifacts. Previous fNIRS-based hyperscanning studies usually calculate a time-lagged INS using wavelet transform coherence (WTC) to describe the direction and temporal pattern of information flow between individuals. However, the results of this method might be confounded by the autocorrelation effect of the fNIRS signal of each individual. For addressing this issue, a method termed partial wavelet transform coherence (pWTC) was introduced, which aimed to remove the autocorrelation effect and maintain the high temporal-spectrum resolution of the fNIRS signal. In this study, a simulation experiment was performed first to show the effectiveness of the pWTC in removing the impact of autocorrelation on INS. Then, step-by-step guidance was offered on the operation of the pWTC based on the fNIRS dataset from a social interaction experiment. Additionally, a comparison between the pWTC method and the traditional WTC method and that between the pWTC method and the Granger causality (GC) method was drawn. The results showed that pWTC could be used to determine the INS difference between different experimental conditions and INS's directional and temporal pattern between individuals during naturalistic social interactions. Moreover, it provides better temporal and frequency resolution than the traditional WTC and better flexibility than the GC method. Thus, pWTC is a strong candidate for inferring the direction and temporal pattern of information flow between individuals during naturalistic social interactions.

This protocol describes partial wavelet transform coherence (pWTC) for calculating the time-lagged pattern of interpersonal neural synchronization (INS) to infer the direction and temporal pattern of information flow during social interaction. The effectiveness of pWTC in removing the confounds of signal autocorrelation on INS was proved by two experiments.

Misurazione del flusso di informazioni direzionali in fNIRS-Hyperscanning Data utilizzando il metodo partial Wavelet Transform Coherence

Social interaction is of vital importance for human beings. While the hyperscanning approach has been extensively used to study interpersonal neural ...