Tipik ve Atipik Geliştirme EEG Mu Ritim
Summary
EEG mu ritim Değerlendirilmesi beyin aktivitesini incelemek için benzersiz bir yöntem sağlar ve davranışsal tabanlı deneyleri ile kombine edildiğinde, klinik toplumlarda, taklit gibi, sosyal biliş yönlerini ortaya çıkması için güçlü bir araç olabilir.
Abstract
Elektroensefalografi (EEG), beyin aktivitesini değerlendirmek ve kayıt etkili, verimli ve invaziv olmayan bir yöntemdir. Mükemmel zamansal çözünürlük göz önüne alındığında, EEG, belirli davranışların, devletler, ya da dış uyaranlara ilgili nöral cevabı incelemek için kullanılabilir. Bu programı bir örnek EEG mu ritim incelenmesi yoluyla insanlarda ayna nöron sistemi (ANS) değerlendirilmesidir. Sadece bireysel yürütür, ya da, amaca yönelik eylemleri gözlemler sırasında EEG mu ritim, merkezi bir konumda bulunan elektrotlar kaydedilen 8-12 Hz frekans aralığında salınım aktivite baskılanır. Bu nedenle, bu MNS aktivitesini yansıtan önerilmiştir. Bu ayna nöron sistemi (ANS) disfonksiyon otizm spektrum bozukluğu (ASD) toplumsal açıklarında bir katkıda rol oynadığı teorize edilmiştir. MNS sonra noninvaziv faaliyetinin bir göstergesi olarak EEG mu ritim zayıflama kullanılarak klinik popülasyonlarda incelenebilir. Anlatılan protocol teorik gibi ASD gibi tipik ve atipik gelişme, bireylerde MNS bağlantılı sosyal bilişsel fonksiyonlarını incelemek için bir yol sağlar.
Introduction
Elektroensefalografi (EEG), beyin aktivitesini değerlendirmek ve kayıt etkili, verimli ve invaziv olmayan bir yöntemdir. Nöronlar beyinde ateş gibi, ortaya çıkan gerilim, güçlendirilmiş kaydedilir ve grafiksel olarak temsil edilebilir. EEG zamansal çözünürlüğü daha kısa beyin salınım şekillerindeki değişiklikler, hem de belirli uyaranlara beynin tepkisinin analizi analizine izin verir.
Geri 19. yüzyıl sonundan kalma eski beyin görüntüleme tekniği, olmasına rağmen, EEG hala geniş çaplı uygulanabilirliği vardır. Fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) mükemmel mekansal çözünürlüğe sahip olsa da, nispeten zayıf zamansal çözünürlüğe sahiptir. Bu prosesler, beyinde gerçekleştiği de inanılmaz hızı belirli FMRI değerlendirmesinin önemli bir sınırlandırmayı temsil etmektedir. EEG potansiyel i sağlayarak, milisaniyelik düzeyde elektriksel beyin aktivitesini değerlendirmek yeteneğine sahiptirbeynin işleme aşamaları içine NSight.
Gelişen teknolojileri de EEG uygulanabilirliğini genişletmiştir. Kayıt sistemlerinin yoğunluğunda bir artış uzamsal çözünürlük konusunda EEG bazı sınırlamaları hafifletmek, kaynak lokalizasyonu tekniklerinin geliştirilmesi için izin verdi. Ayrıca, modern sistemler gibi bebek ve klinik örneklerin 1-3,28-30 olarak önceden kullanılamaz popülasyonlarının değerlendirilmesi için izin, önemli ölçüde bireysel katılımcı set-up süresini azalttı.
Mükemmel zamansal çözünürlük göz önüne alındığında, EEG, belirli davranışların, devletler, ya da dış uyaranlara ilgili nöral cevabı incelemek için kullanılabilir. Bu programı bir örneği insanlarda ayna nöron sistemi (ANS) değerlendirilmesidir. Ayna nöronlar aslında bir grup kanıtlayan, tek bir nöron kayıt 4 kullanarak maymunlarda tespit edildiyürütülmesi ve motor işlemlerden gözlem her iki cevap nöronlar. Beyindeki elektrotlar yerleştirme Bu doğrudan kayıt yöntemi nadiren insanlarda ve sadece korkunç klinik durumlarda kullanılmaktadır. EEG EEG mu ritim izleyerek MNS değerlendirmek için bir yöntem sağlamıştır. 8-12 Hz aralığında bu salınım paterni yürütme ve maymunlarda 5-7 görülen aktivasyon desenine benzer motor eylemler, gözlem tepki olarak EEG gücünü azaltmak için gösterilmiştir. Benzer şekilde, Transkranial Manyetik Stimülasyon (örneğin inferior frontal girus) aracılığıyla varsayılan MNS beyin bölgelerinin uyarılması EEG mu ritim 8 kaldıracağına ve EEG mu ritim bastırma ek destek sağlayarak, bireylerde 9 içinde farazi ayna nöron bölgelerinde fMRI gelen BOLD sinyalleri ile ilişkili olduğunu bu ritim endeksler, en azından kısmen, MNS faaliyet. EEG mu ritim Değerlendirilmesi ayna nöron hareket noninvaziv değerlendirilmesi için izin verdiİnsanlarda ivity.
EEG beyin aktivitesini incelemek için benzersiz bir yöntem sağlar ve davranışsal tabanlı deneyleri ile kombine edildiğinde, klinik toplumlarda, taklit gibi, sosyal biliş yönlerini ortaya çıkması için güçlü bir araç olabilir. Ayrıca, bilişsel ve dil bozuklukları ile nüfus ile kullanım için EEG uygulanabilirliği diğer görüntüleme teknikleri ya da davranışsal paradigmalar az başarılı kullanabilir olabilir kimin için bireylerin yetenekleri içgörü sağlar. Açıklanan protokol teorik böyle Otizm Spektrum Bozukluğu olarak tipik ve atipik gelişme, bireylerde ayna nöron sistemi ile bağlantılı sosyal bilişsel fonksiyonlarını incelemek için bir yol sağlar.
Protocol
Representative Results
Discussion
Klinik nüfusa mu ritim ve uygulamaya ilişkin elektrofizyolojik verilerin başarılı bir satın alma, işleme ve analiz gerektirir 1) EEG metodolojik araçları uygulaması, 2) dikkatli dışlayıcı algılama ve veri azaltma, mu ritim 3) doğru tanımlama, ve 4) klinik nüfus ve uygun kontrol grupları tanımlanması doğru olarak nitelendirilebilir.
Uygun EEG metodoloji düzgün ve özenle entegre ekipman, uygun kap seçimi ve yerleştirme, sinyalin doğru amp…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma Simons Vakfı (SFARI # 89638 RB) bir hibe ile desteklenmiştir.
Materials
| Geodesic EEG System | EGI | N/A | Any EEG system, not only EGI based systems, is applicable for the described study |
| MATLAB software | MATLAB | N/A | Any mathematical, statistical software that can work with matrices is applicable |
| Netstation software | EGI | N/A | Any EEG acquisition software is applicable for the described study |
| Manipulandum | custom | N/A | Any object that is co-registered with data acquisition software to signal a successful grasp |
References
- Kuhl, P. K., Coffey-Corina, S., Padden, D., Dawson, G. Links between social and linguistic processing of speech in preschool children with autism: behavioral and electrophysiological. 8, (2005).
- McPartland, J., Dawson, G., Webb, S. J., Panagiotides, H., Carver, L. J. Event-related brain potentials reveal anomalies in temporal processing of faces in autism spectrum disorder. J. Child Psychol. Psychiatry. 45, 1235-1245 (2004).
- Bernier, R., Dawson, G., Webb, S., Murias, M. EEG mu rhythm and imitation impairments in individuals with autism spectrum disorder. Brain Cogn. 64, 228-237 .
- Rizzolatti, G., Fadiga, L., Gallese, V., Fogassi, L. Premotor cortex and the recognition of motor actions. Brain Res. Cogn. Brain. 3, 131-141 (1996).
- Muthukumaraswamy, S. D., Johnson, B. W., McNair, N. A. Mu rhythm modulation during observation of an object-directed grasp. Brain Res. Cogn. Brain Res. 19, 195-201 .
- Pineda, J. A. The functional significance of mu rhythms: translating "seeing" and "hearing" into "doing". Brain Res. Brain Res. Rev. 50, 57-68 (2005).
- Vanderwert, R. E., Fox, N. A., Ferrari, P. F. The mirror mechanism and mu rhythm in social development. Neurosci. Lett. 540, 15-20 (2013).
- Keuken, M. C., et al. The role of the left inferior frontal gyrus in social perception: an rTMS study. Brain Res. , 1383-13196 (2011).
- Braadbaart, L., Williams, J. H., Waiter, G. D. Do mirror neuron areas mediate mu rhythm suppression during imitation and action observation. Int. J. Psychophysiol. , 99-105 (2013).
- Rogers, S., Cook, I., Greiss-Hess, L. . Mature Imitation Task. Unpublished coding manual. , .
- Lord, C., Rutter, M., Le Couteur, A. Autism Diagnostic Interview-Revised: a revised version of a diagnostic interview for caregivers of individuals with possible pervasive developmental disorders. J. Autism Disord. 24, 659-685 (1994).
- Lord, C., et al. The autism diagnostic observation schedule-generic: a standard measure of social and communication deficits associated with the spectrum of autism. J. Autism Dev. Disord. 30, 205-223 (2000).
- . American Psychiatric Association (APA). Diagnostic and statistical manual of mental. disorders, Edition. , .
- Gastaut, H. J., Bert, J. EEG changes during cinematographic presentation; moving picture activation. of the EEG. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 6, 433-444 (1954).
- Muthukumaraswamy, S. D., Johnson, B. W. Changes in rolandic mu rhythm during observation of a precision grip. Psychophysiology. 41, 152-156 (2004).
- Chatrian, G. E., Petersen, M. C., Lazarte, J. A. The blocking of the rolandic wicket rhythm and some central changes related to movement. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 11, 497-510 (1959).
- Pfurtscheller, G., Neuper, C., Andrew, C., Edlinger, G. Foot and hand area mu rhythms. Int. J. Psychophysiol. 26, 121-135 (1997).
- Arroyo, S., et al. Functional significance of the mu rhythm of human cortex: an electrophysiologic study with subdural electrodes. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 87, 76-87 (1993).
- Babiloni, C., et al. Human cortical electroencephalography (EEG) rhythms during the observation of simple aimless movements: a high-resolution EEG study. Neuroimage. 17, 559-572 (2002).
- Babiloni, C., et al. Human movement-related potentials vs desynchronization of EEG alpha rhythm: a high-resolution EEG study. Neuroimage. 10, 658-665 (1999).
- Babiloni, C., et al. Transient human cortical responses during the observation of simple finger movements: a high-resolution EEG study. Hum. Brain. 20, 148-157 (2003).
- Cochin, S., Barthelemy, C., Lejeune, B., Roux, S., Martineau, J. Perception of motion and qEEG activity in human adults. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 107, 287-295 (1998).
- Cochin, S., Barthelemy, C., Roux, S., Martineau, J. Observation and execution of movement: similarities demonstrated by quantified electroencephalography. Eur. J. Neurosci. 11, 1839-1842 (1999).
- Cochin, S., Barthelemy, C., Roux, S., Martineau, J. Electroencephalographic activity during perception of motion in childhood. Eur. J. Neurosci. 13, 1791-1796 (2001).
- Martineau, J., Cochin, S. Visual perception in children: human, animal and virtual movement activates different cortical areas. Int. J. Psychophysiol. 51, 37-44 (2003).
- Lepage, J. F., Theoret, H. EEG evidence for the presence of an action observation-execution matching system in children. Eur. J. Neurosci. 23, 2505-2510 (2006).
- Marshall, P. J., Bar-Haim, Y., Fox, N. A. Development of the EEG from 5 months to 4 years of age. Clin. Neurophysiol. 113, 1199-1208 (2002).
- Southgate, V., Johnson, M. H., El Karoui, I., Csibra, G. Motor system activation reveals infants’ on-line prediction of others’ goals. Psychol. Sci. 21, 355-359 (2010).
- Nystrom, P., Ljunghammar, T., Rosander, K., von Hofsten, C. Using mu rhythm desynchronization to measure mirror neuron activity in infants. Dev. Sci. 14, 327-335 (2011).
- Southgate, V., Johnson, M. H., Osborne, T., Csibra, G. Predictive motor activation during action observation in human infants. Biol. , 769-772 (2009).
- Oberman, L. M., et al. EEG evidence for mirror neuron dysfunction in autism spectrum disorders. Brain Res. Cogn. Brain Res. 24, 190-198 (2005).
- Martineau, J., Cochin, S., Magne, R., Barthelemy, C. Impaired cortical activation in autistic children: is the mirror neuron system involved. Int. J. Psychophysiol. 68, 35-40 (2008).
- Oberman, L. M., Ramachandran, V. S., Pineda, J. A. Modulation of mu suppression in children with autism spectrum disorders in response to familiar or unfamiliar stimuli: the mirror neuron hypothesis. Neuropsychologia. 46, 1558-1565 (2008).
- Raymaekers, R., Wiersema, J. R., Roeyers, H. . EEG Study of the Mirror Neuron System in Children with High Functioning Autism. Brain Res. , 113-121 (2009).
- Fan, Y. T., Decety, J., Yang, C. Y., Liu, J. L., Cheng, Y. Unbroken mirror neurons in autism spectrum disorders. J. Child Psychol. Psychiatry. 51, 981-988 (2010).
- Bernier, R., Aaronson, B., McPartland, J. The role of imitation in the observed heterogeneity in EEG mu rhythm in autism and typical development. Brain Cogn. 82, 69-75 (2013).
- Pfurtscheller, G., Lopesda Silva, ., H, F. Event-related EEG/MEG synchronization and desynchronization: basic principles. Clin. Neurophysiol. 110, 1842-1857 (1999).
- Marshall, P. J., Young, T., Meltzoff, A. N. Neural correlates of action observation and execution in 14‐month‐old infants: An event‐related EEG desynchronization study. Dev. Sci. , 474-480 (2011).
- Marshall, P. J., Meltzoff, A. N. Neural mirroring systems: Exploring the EEG mu rhythm in human infancy. Dev. Cogn. Neurosci. , 110-123 (2011).
- Oberman, L., McCleery, J., Hubbard, E., Bernier, R., Pineda, J. Developmental changes in mu suppression to observed actions in individuals with autism spectrum disorders. Soc. Cogn. Affective Neurosci. 8, 300-304 .
