Загрузил Jenya Fedorova

Электроэнцефалография (ЭЭГ) ритмы и спектры

реклама
Электроэнцефалография
(ЭЭГ) ритмы и спектры
Фёдорова Евгения
Influences of cognitive
load on sensorimotor
contributions to working
memory: An EEG
investigation of mu
rhythm activity during
speech discrimination
Влияние когнитивной
нагрузки на
сенсомоторный вклад
в рабочую память:
ЭЭГ-исследование
активности мю-ритма
при распознавании
речи
Цели и исследовательские вопросы
Цель: лучше понять влияние требований задания на сенсомоторную активность для
распознавания речи. Более конкретно, цель состоит в том, чтобы определить, будет ли
манипулирование когнитивной нагрузкой путем предъявления сигнала на фоне шума,
надежной фильтрации или увеличения сложности стимула по-разному изменять
раннюю и позднюю колебательную активность в мю-ритме ЭЭГ.
Гипотезы: увеличение когнитивной нагрузки приведет к различиям в ранней
сенсомоторной активности, связанной с вниманием. Также можно ожидать различия в
ранней активности при шумовом и спокойном различении.
Напротив, поздняя мю-активность (связанная с РП) менее подвержена влиянию
когнитивной нагрузке и сходна в разных экспериментальных условиях. Но
подвергается влиянию таких условий, как наличие шума.
Что изучали и почему именно mu ритмы?
Рассматривается сенсомоторная активность
мозга при восприятии при восприятии речи.
При обработке речи происходит активация
участков дорсального пути,
премоторной/моторной коры ГМ
mu ритм реагирует на движения человека.
Обычно он локализуется в
премоторной/моторной коре и в переднем
дорсальном пути.
Сенсомоторный мю-ритм, состоящий из пиков в
альфа- (8-13 Гц; сенсорный) и бета- (15-25 Гц;
моторный) диапазонах частот
B) Mean scalp map for components contributing to left mu cluster. C) Equivalent
current dipole localization for contributing components. D) Dipole density
function for contributing dipoles.
Дизайн исследования
В качестве стимула испытуемым предъявлялась аудиозапись слогов, им
нужно было нажать одну кнопку если стимулы были одинаковые, другую если
сигналы были разные, кнопку необходимо было нажимать после
предъявления сигнала.
НП1: количество вариантов слогов. В вариантах малого множества испытуемым
предъявлялись только слоги, состоящие из сочетаний ba, da, в условиях большего
множества, все возможные слоги
НП2: Наличие или отсутствие шума/тишины/фильтра. в условиях filtered стимулы
фильтровались на 24 полосы в соответствии со шкалой частот барка
Условия
(a) Пассивное прослушивание белого шума (PasN);
(b) Дискриминация малого множества в тишине (SQuiet);
(c) Дискриминация малого множества в шуме (SMask);
(d) Дискриминация малого множества с фильтром (SFilt);
(e) Дискриминация большого множества в тишине (LQuiet);
(f) Дискриминация большого множества в шуме (LMask);
(g) Дискриминация большого множества с фильтром (LFilt).
В качестве сигнала реакции во всех условиях использовался 100 мс 1000 Гц тон, предъявляемый через 3000 мс после
начала стимула. Учитывая сообщения о том, что предвосхищение моторного планирования может происходить за 2000 мс
до начала движения (Graimann & Pfurtscheller, 2006), этот временной интервал был выбран для исключения возможного
загрязнения нейронной активности, связанной с дискриминацией, моторным планированием нажатия кнопки.
Обработка и Анализ данных
-
Дисперсионный анализ ANOVA
T-test для парных выборок
ERSP (event related spectral perturbations) анализ для исследования колебаний. Для оценки
различий между условиями использовали статистику перестановок с поправкой FDR на
множественные сравнения.
Что такое ERSP, ERS и ERD?
ERS - это синхронизация ритма, связанная с событием, а ERD - это десинхронизация.
ERS и ERD соответствуют корковому торможению и растормаживанию
соответственно.
ERSP нужно, чтобы прослеживать закономерности связанные с синхронизацией и
десинхронизацией ритмов
Результаты. Успешность выполнения задания
Ещё результаты
1)
2)
-
-
-
3)
Нет различий между пробами с малым и большим
набором слогов
Четкость сигнала:
Значимые различия между условия “тишина” и
“шум” в альфа диапазоне (поздние
околостимульный и послестимульный временные
окна) ERD активнее для условия “тишина”.
Для условий “тишина” и “фильтр” различия в альфа
и бета диапазонах (поздние околостимульный и
послестимульный временные окна) бета-EDR
сильнее для “тишины”
Для условий “шум” и “фильтр” значимые различия
в бета диапазоне, по времени позднее стимульное
окно
Наиболее значимые альфа и бета - EDR
наблюдаются в условиях “тишины”, начинаются
через 300 мс после появления стимула, они
стабильны до конца временного слота
значимые
различия
Результаты
- Наблюдалась устойчивая активность mu ритма во всех условиях кроме
контрольного
- Отсутствуют различия в ранней сенсомоторной активности при разной
когнитивной нагрузке. (Раннее внимание могло не активироваться из-за
адаптации к однообразным задачам)
- Есть различия в поздней сенсомоторной активности. Активация
переднего дорсального потока при восприятии речи обусловлена
рабочей памятью, т. к. наиболее устойчивые паттерны mu активности
были обнаружены в поздних пробах.
Почему именно ЭЭГ?
- Хорошее временное разрешение. Для анализа сенсомоторной
активности нейронов была необходима высокая временная точность.
- доступность (ЭЭГ проще достать, чем МЭГ)
- Неинвазивный метод
- Не потенциалы, потому что необходимо было рассмотреть изменения,
происходящие и до и после и во время предъявления сигнала, а не
рассматривать единичные изменения
Ограничения
- при планировании эксперимента не учитывалась возможность
привыкания
- не было контроля над двигательной активностью субъект (?)
- исследование проводилось только на женщинах, так как есть
информация о том, что есть различия в сенсомоторной обработке
информации у женщин и мужчин (Popovich, Dockstader, Cheyne, & Tannock, 2010;
Kumari, 2011; Thornton et al., 2019)
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
ссылочка на исследование
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1074742719301650?casa_token=4rGWs4qI00QAAAAA:kkGfNGU9mp8nFKyc3B7j_
sxA5y9lFsZHYysMfUa46hOEA2PJ0A--Qm2Xod13ERnGLIFfhbUo9wQ
Скачать