معلومة

ما هي الطريقة القياسية لتحليل بيانات EEG في نموذج عدم التطابق السلبي؟

ما هي الطريقة القياسية لتحليل بيانات EEG في نموذج عدم التطابق السلبي؟

أنا أقوم بإجراء تجربة EEG باستخدام تصميم تعديل سلبي لعدم التطابق السمعي (MMN) ، وأتساءل عما إذا كان بإمكان أي شخص إخباري بأفضل طريقة لتحليل البيانات (والتوصية بأي برامج / حزم إحصائية لهذا الغرض أيضًا).

ستشتمل التجربة على عدد قليل (6-8) أشخاص مع عدد كبير من التجارب لكل موضوع (~ 700). تشكل الحالة المتطابقة 75٪ من التجارب. يتم اختيار المحفزات من مجموعة مغلقة من 10 عناصر ، مع تكرار متساوٍ للعناصر في الظروف المتطابقة / غير المتطابقة.

أحد الاختلافات بين هذه الدراسة ومهام MMN السمعية العادية هو أن المحفزات المتوقعة / غير المتوقعة تختلف بين التجارب مع توقع تم إعداده على أساس تجربة تلو الأخرى. لذلك ، من الممكن أن يتم حساب متوسط ​​الفرق في الإمكانات المتعلقة بالحدث (ERPs) إلى المحفزات المتوقعة / غير المتوقعة بسبب الاختلافات الصغيرة في الاستجابة لهذه المحفزات المتغيرة.

هل يعرف شخص ما أفضل تقنيات معالجة وتحليل بيانات EEG للكشف عن تخطيط موارد المؤسسات الصغيرة استجابة لمحفزات MMN السمعية؟ هل يمكن لأي شخص أن يوصي بتقنيات لتجنب حساب متوسط ​​برامج تخطيط موارد المؤسسات الصغيرة التي قد تختلف فترات انتقالها؟


برامج / حزم لتحليل مخطط كهربية الدماغ
هناك مجموعة أدوات MatLab مناسبة مع دروس تعليمية جيدة لتحليل بيانات EEG. يمكن تشغيل صندوق أدوات EEGLAB (البرنامج التعليمي) بواسطة كل من واجهة المستخدم الرسومية وسطر الأوامر (والنص). يتم تشغيل مربع أدوات Fieldtrip (البرنامج التعليمي) بشكل أساسي بواسطة سطر الأوامر / البرنامج النصي.

بالطبع هناك أيضًا حزم برامج (تجارية) لتحليل EEG لا تتطلب Matlab (على سبيل المثال ، BESA ، Brain Vision Analyzer ، eeprobe) ، لكني لست على دراية بها.

هل هناك تقنيات لتجنب حساب متوسط ​​برامج تخطيط موارد المؤسسات الصغيرة التي قد تختلف فترات انتقالها؟
لا ربما لا. يتم حساب تخطيط موارد المؤسسات (ERP) من خلال حساب المتوسط ​​عبر تجارب متعددة لأن هذا المتوسط ​​يلغي جميع المكونات التي تتذبذب في الوقت المناسب (أي في الغالب ضوضاء) ، أي الشيء الذي تريد تجنبه (إلغاء مكونات الارتعاش) هو في الواقع الغرض من حساب تخطيط موارد المؤسسات.

ومع ذلك ، للتأكد من أنه يجب عليك إلقاء نظرة على المراجعات أو البرامج التعليمية لقياس سلبية عدم التطابق. انظر على سبيل المثال

Duncan CC ، Barry RJ ، Connolly JF ، Fischer C ، Michie PT ، Näätänen R ، Polich J ، Reinvang I ، Van Petten C. (2009) الإمكانات المتعلقة بالأحداث في البحث السريري: إرشادات لاستنباط سلبية عدم التطابق وتسجيلها وقياسها ، P300 و N400. كلين نيوروفيسيول. 120 (11): 1883-908. (منشور)


أستخدم مربع أدوات FieldTrip في Matlab لتحليل تجربة MMN السمعية المعدلة الخاصة بي :) لكنني أستخدم MEG ، لذلك ليس لدي العديد من خيارات البرامج. صندوق الأدوات قوي للغاية ولكنه يحتوي على منحنى تعليمي حاد وأنا أوصي به فقط إذا كان لديك بالفعل تجربة تحليل بيانات Matlab و EEG.

لا أقوم بتحليل بياناتي بطريقة MMN الكلاسيكية ، لذا لا يمكنني التعليق على ذلك. أسمع أن حشد MMN يمكن أن يكون في بعض الأحيان عقائديًا بعض الشيء من حيث كيفية التعامل مع تحليل البيانات ، لذلك من الجيد الحصول على معلومات دقيقة قبل الجلوس للقيام بذلك. ربما يؤدي الاتصال بشخص لديه دراسة منشورة على MMN إلى حل المشكلة.

أحد الاختلافات بين هذه الدراسة ومهام MMN السمعية العادية هو أن المحفزات المتوقعة / غير المتوقعة تختلف بين التجارب مع توقع تم إعداده على أساس تجربة تلو الأخرى. لذلك ، من الممكن أن يتم حساب متوسط ​​الاختلاف في الإمكانات المتعلقة بالحدث (ERPs) إلى المحفزات المتوقعة / غير المتوقعة بسبب الاختلافات الصغيرة في الاستجابة لهذه المحفزات المتغيرة.

نظرًا لأن تكرارات أنواع المحفزات المختلفة جسديًا متطابقة في الحالتين ، فهذا ليس أمرًا مثيرًا للقلق. ومع ذلك ، سيكون هناك المزيد من الضوضاء في الحالة غير المتوقعة بالنسبة إلى المتوقع ، بسبب العدد الإجمالي الأقل للتجارب. لست متأكدًا من الطريقة التي يمكن أن يؤثر بها ذلك على الإحصائيات (أعتقد أنه لن يؤدي إلى تحيزهم بأي طريقة منهجية ، لكنني لم أسأل خبيرًا - يرجى إعلامي إذا اكتشفت ذلك!) ، ولكن بشكل عام كإجراء احترازي ، آخذ عينة عشوائية من التجارب المتوقعة ، تساوي عدد التجارب غير المتوقعة لكل مشارك. بهذه الطريقة ، يوجد قدر متساوٍ من الضوضاء في كلتا الحالتين لأن لديك عينة متساوية الحجم من المحفزات المتطابقة جسديًا ، والفرق الوحيد هو في توقع التحفيز.


مقدمة

سلبية عدم التطابق (MMN) هي احتمال مرتبط بالحدث (ERP) يتم استنباطه عندما يتم مقاطعة سلسلة من الأصوات المتكررة غير المراقبة بواسطة منبه منحرف. 1 يبدو أن علم الأمراض الرئيسي للحد من MMN ينشأ من خلل في ن-الميثيل-دنظام مستقبلات الأسبارتات (NMDA). قد يفسر الخلل الغلوتاماتي بوساطة مستقبلات NMDA 2 ، 3 بشكل جيد أمراض كل من الفصام والاضطراب ثنائي القطب ، 3 ، 4 التي تظهر صراحة توهين MMN.

هناك نظريتان رئيسيتان بشأن الآليات الكامنة وراء MMN. إحدى النظريات هي & # x0201csensory memory. & # x0201d 5 وفقًا لهذه النظرية ، تترك المنبهات القياسية أثرًا في الذاكرة ، ويتم استحضار MMN بواسطة المنبهات المنحرفة التي لها خاصية حسية غير متطابقة. تم توسيع هذه النظرية إلى & # x0201c الترميز التنبئي & # x0201d 6 و & # x0201c بانتظام انتهاك & # x0201d النظريات 7 التي تنص على أنه يمكن تفسير MMN بخطأ تنبؤ عن طريق التحفيز المنحرف. النظرية الأخرى هي & # x0201cneural adjustment، & # x0201d 8 التي تشرح أن المحفزات المعيارية المتكررة تؤدي إلى تكيف وتخفيف النشاط العصبي ، في حين أن الخلايا العصبية تعتبر المنبهات المنحرفة جديدة ، وأقل تكيفًا معها.

تم العثور على الحد من MMN باستمرار في الفصام عبر مراحل مختلفة من تقدم المرض 9 & # x0201311 وتم تفسيره على أنه يعكس ضعف في المعالجة السمعية المبكرة قبل الانتباه. 12 ، 13 أظهرت الأبحاث الحديثة أيضًا أن الاضطراب ثنائي القطب يظهر انخفاضًا غير طبيعي في MMN. 14 & # x0201316 ومع ذلك ، بالنظر إلى أن الأبحاث السابقة حول الاضطراب الثنائي القطب أبلغت عن نتائج فارغة ، 17 & # x0201319 ، لا يزال من غير الواضح مدى قوة الانخفاض الواضح في MMN في الاضطراب الثنائي القطب.

يتم إنشاء MMN السمعي بشكل عام في القشرة السمعية الأولية وفي المناطق المجاورة للفص الصدغي العلوي. تعتبر المناطق الأمامية بما في ذلك التلفيف الجبهي الأوسط والسفلي (IFG) والقشرة الحزامية الأمامية (ACC) بمثابة مولدات MMN إضافية. 20 & # x0201327 يتم تنشيط المولدات الأمامية لـ MMN في وقت متأخر قليلاً عن المولدات الزمنية. ارتبطت المولدات الزمنية بتحليل الميزات السمعية واكتشاف الانحراف ، والمولدات الأمامية بالتحويل غير الطوعي للانتباه نحو التغييرات في البيئة السمعية. علاوة على ذلك ، تم الإبلاغ عن أن التغييرات الوظيفية والتشريحية في المناطق التي تعتبر مولدات MMN مرتبطة بوظيفة تنفيذية ضعيفة في مرض انفصام الشخصية ، وضعف في العملية العاطفية والتحكم في التثبيط في الاضطراب ثنائي القطب. 29 & # x0201331

أظهرت دراسات التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) تشوهات هيكلية في الدماغ لدى مرضى الفصام والاضطراب ثنائي القطب. أظهرت العديد من الدراسات مؤخرًا أن الترقق القشري في الفص الجبهي يبدو شائعًا في كل من الفصام والاضطراب ثنائي القطب. 32 & # x0201334 اقترحت هذه الدراسات أن ترقق الفص الجبهي قد يمثل ميزة بيولوجية مشتركة بين المجموعتين المرضيتين.

كانت هناك دراسات قليلة تبحث في العلاقة بين تقليل MMN والتشوهات الهيكلية للدماغ في مرض انفصام الشخصية. تم الإبلاغ عن ارتباط تقليل MMN بتخفيض حجم المادة الرمادية في التلفيف Heschl & # x02019s في نصف الكرة الأيسر. أظهرت دراسة أخرى أن تخفيضات المادة الرمادية الثنائية في التلفيف Heschl & # x02019s وكذلك المناطق الحركية والتنفيذية للقشرة الأمامية مرتبطة بسعة MMN المنخفضة. أظهرت الدراسة الأخيرة وجود ارتباطات سلبية بين نشاط مصدر MMN وسمك القشرة في التلافيف الأمامية السفلية الثنائية. 37 بالنسبة للاضطراب ثنائي القطب ، هناك نقص في الأبحاث حول تشوهات MMN وهياكل الدماغ. علاوة على ذلك ، لم تقم أي دراسات سابقة باستكشاف ومقارنة العلاقة بين MMN وسمك القشرة في مرضى الفصام والاضطراب ثنائي القطب.

يعد الخلل الوظيفي العصبي والاضطرابات في الوظيفة الاجتماعية من السمات المعروفة لمرض انفصام الشخصية. 38 ، 39 تشير العديد من الدراسات إلى أن الخلل الوظيفي العصبي قد يترافق مع ضعف الأداء الاجتماعي في مرض انفصام الشخصية. يُنظر إلى الاضطراب ثنائي القطب بشكل عام على أنه مسار ونتائج أفضل من مرض انفصام الشخصية. 42 ومع ذلك ، فقد كشفت الدراسات السابقة أن المرضى الذين يعانون من الاضطراب ثنائي القطب يظهرون عجزًا عصبيًا نفسيًا في الوظيفة التنفيذية والتعلم اللفظي والذاكرة اللفظية الفورية والمتأخرة. 43 ، 44 علاوة على ذلك ، تم الإبلاغ عن عجز في الأداء الاجتماعي في المرضى الذين يعانون من اضطراب ثنائي القطب. 42

في هذه الدراسة ، هدفنا إلى دراسة تقليل MMN وعلاقته بسمك القشرة في مرضى الفصام والاضطراب ثنائي القطب ، لأغراض استكشافية. بالإضافة إلى ذلك ، تم فحص الارتباطات بين MMN والأداء العصبي والاجتماعي. افترضنا أن سعة MMN ستنخفض في المرضى الذين يعانون من الفصام والاضطراب ثنائي القطب مقارنة بأولئك في الضوابط الصحية (HCs) وأن انخفاض MMN سيظهر علاقات وثيقة مع سمك القشرة للمناطق الأمامية والزمانية.


أساليب

مشاركون

أجريت الدراسة على مجموعة من 29 مريضًا بالصرع ، وخضعوا لتقييم ما قبل الجراحة باستخدام أقطاب شبكية / شريطية تحت الجافية وأقطاب من عمق الحصين. تم تضمين المرضى فقط في حالة عدم وجود قصور واضح في السمع. كان متوسط ​​عمر المرضى المشمولين (13 ذكور) 37.2 سنة (المدى 16-61). تمثل المجموعة عينة فرعية لدراسة أكبر عن البوابات الحسية التي لا تزال قيد التوصيل. تم إبلاغ المرضى بشكل شامل بأغراض الدراسة ومنحهم موافقة خطية مستنيرة. تمت الموافقة على الدراسة من قبل لجنة الأخلاقيات المحلية بجامعة بون.

تنشيط

تم تحفيز الموضوعات بواسطة سماعات الأذن مع 100 قطار من ست نقرات. كان للمحفزات الخمسة الأولى تردد 1500 هرتز و 6.6 مللي ثانية (بما في ذلك 1.5 مللي ثانية وقت الصعود والهبوط). كان الحافز السادس منحرفًا في كل من التردد (2000 هرتز) والمدة (12.8 مللي ثانية). تم فصل النقرات بمقدار 500 مللي ثانية والقطارات بمقدار 8000 مللي ثانية. تم توجيه الأشخاص إلى الجلوس مسترخيًا على كرسيهم ، لتجنب حركات العين والبقاء مستيقظين. النقرة المنحرفة لا تتطلب أي استجابة سلوكية.

التسجيل وتحليل البيانات

اختلف عدد الأقطاب الكهربائية داخل الجمجمة ومواضعها بين المرضى. يتم سرد مواضع القطب الكهربائي لكل مريض في الجدول 1 ويتم عرض مواضع القطب النموذجي في الأشكال 1 و 3 و 4 و 5. تم تحديد موضع القطب فقط من خلال الغرض من التقييم قبل الجراحة. تم تسجيل البيانات الفيزيولوجية الكهربية بمعدل أخذ عينات يبلغ 1000 هرتز باستخدام نظام EPAS الرقمي (شوارزر ، ميونيخ ، ألمانيا) وبرنامج Harmonie EEG المنفذ (Stellate ، كيبيك ، كندا) في غرفة محمية للصوت. خدم الخشاءات اليمنى واليسرى كمراجع. بالإضافة إلى ذلك ، في غالبية المرضى ، تم تسجيل مخطط كهربية الدماغ السطحي بستة أقطاب كهربائية (Cz ، C3 ، C4 ، T5 ، T6 ، Oz). تم فحص التسجيلات بصريًا بحثًا عن القطع الأثرية وأخذ عينات منها إلى 200 هرتز. تم حساب متوسط ​​شرائح EEG التي تبلغ مدتها 700 مللي ثانية مع فترة ما قبل التحفيز 200 مللي ثانية كخط أساس للأول ، وللمرتبة الثانية إلى الخامسة وللوضع التحفيزي السادس في القطار ، مما أدى إلى ثلاثة أنظمة تخطيط موارد المؤسسات (ERP) متوسطة:1، تخطيط موارد المؤسسات2…5 و ERP6. تم ترشيح البيانات المتوسطة من 1 إلى 20 هرتز مع منحدر 24 ديسيبل / oct لكل منهما وتم تصحيح خط الأساس. تم حساب MMN على أنه فرق محتمل بين ERP6 و ERP2…5 (تخطيط موارد المؤسساتMMN = تخطيط موارد المؤسسات6 - تخطيط موارد المؤسسات2…5) ، نظرًا لأن النقرة الأولى في القطار أثارت N100 أقوى بكثير من المحفزات التالية.

مواضع الأقطاب الكهربائية لكل مريض مشارك في الدراسة

صبور . اليسار . . . . . حق . . . . . .
. F . ر. ص. تم. السل. F . ر. ص. تم. السل. ih.
105 3 × 8 10 3 × 4
106 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 1 × 4
107 8 × 8, 1 × 8 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
108 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
109 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
110 * 1 × 4 2 × 4 8 × 8, 2 × 8 3 × 4
111 4 × 8 10 2 × 4
114 1 × 8 10 2 × 4 2 × 8 10 2 × 4
116 4 × 8
117 * 8 ×8 2 × 4
118 * 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
119 1 × 4 2 × 8 10 2 × 4 1 × 4 2 × 8 10 2 × 4
120 * 3 × 8, 8 × 8, 1 × 8 10 3 × 4 1 × 4
123 * 8 × 8
125 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
126 * 8 × 8
128 * 8 × 8 2 × 4
129 8 × 8 10
130 * 8 × 8
503 2 × 9 2 × 4 4 × 5 2 × 4
504 2 × 9 10 2 × 4 2 × 8 10 2 × 4
508 4 × 8 3 × 4
509 2 × 8, 4 × 8 2 × 4, 1 × 6
(104) 1 × 8 1 × 4 10 2 × 4 1 × 8 10
(112) 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
(121) 4 × 8 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
(122) 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
(127) 2 × 9 10
(501) 10 10
صبور . اليسار . . . . . حق . . . . . .
. F . ر. ص. تم. السل. F . ر. ص. تم. السل. ih.
105 3 × 8 10 3 × 4
106 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 1 × 4
107 8 × 8, 1 × 8 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
108 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
109 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
110 * 1 × 4 2 × 4 8 × 8, 2 × 8 3 × 4
111 4 × 8 10 2 × 4
114 1 × 8 10 2 × 4 2 × 8 10 2 × 4
116 4 × 8
117 * 8 ×8 2 × 4
118 * 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
119 1 × 4 2 × 8 10 2 × 4 1 × 4 2 × 8 10 2 × 4
120 * 3 × 8, 8 × 8, 1 × 8 10 3 × 4 1 × 4
123 * 8 × 8
125 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
126 * 8 × 8
128 * 8 × 8 2 × 4
129 8 × 8 10
130 * 8 × 8
503 2 × 9 2 × 4 4 × 5 2 × 4
504 2 × 9 10 2 × 4 2 × 8 10 2 × 4
508 4 × 8 3 × 4
509 2 × 8, 4 × 8 2 × 4, 1 × 6
(104) 1 × 8 1 × 4 10 2 × 4 1 × 8 10
(112) 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
(121) 4 × 8 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
(122) 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
(127) 2 × 9 10
(501) 10 10

يشير الرقم الموجود في الجدول إلى عدد الأقطاب الكهربائية في أرقام جهات الاتصال الأمامية (f) أو الصدغية (t) أو الجدارية (p) أو الصدغية (tm) أو الصدغية القاعدية (tb) أو أرقام التلامس الكروي (ih) بين عمودين تشير إلى أن تمت تغطية المناطق الزمنية أو الزمنية والجدارية بواسطة أقطاب كهربائية يشير رمز المريض الموجود بين قوسين إلى أنه لا توجد إشارة N100 / MMN يمكن ملاحظتها في رموز المريض هذه للمرضى الذين تم تصوير بياناتهم في الشكل 1 تم تمييزها بعلامة النجمة.

مواضع الأقطاب الكهربائية لكل مريض مشارك في الدراسة

صبور . اليسار . . . . . حق . . . . . .
. F . ر. ص. تم. السل. F . ر. ص. تم. السل. ih.
105 3 × 8 10 3 × 4
106 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 1 × 4
107 8 × 8, 1 × 8 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
108 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
109 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
110 * 1 × 4 2 × 4 8 × 8, 2 × 8 3 × 4
111 4 × 8 10 2 × 4
114 1 × 8 10 2 × 4 2 × 8 10 2 × 4
116 4 × 8
117 * 8 ×8 2 × 4
118 * 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
119 1 × 4 2 × 8 10 2 × 4 1 × 4 2 × 8 10 2 × 4
120 * 3 × 8, 8 × 8, 1 × 8 10 3 × 4 1 × 4
123 * 8 × 8
125 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
126 * 8 × 8
128 * 8 × 8 2 × 4
129 8 × 8 10
130 * 8 × 8
503 2 × 9 2 × 4 4 × 5 2 × 4
504 2 × 9 10 2 × 4 2 × 8 10 2 × 4
508 4 × 8 3 × 4
509 2 × 8, 4 × 8 2 × 4, 1 × 6
(104) 1 × 8 1 × 4 10 2 × 4 1 × 8 10
(112) 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
(121) 4 × 8 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
(122) 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
(127) 2 × 9 10
(501) 10 10
صبور . اليسار . . . . . حق . . . . . .
. F . ر. ص. تم. السل. F . ر. ص. تم. السل. ih.
105 3 × 8 10 3 × 4
106 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 1 × 4
107 8 × 8, 1 × 8 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
108 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
109 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
110 * 1 × 4 2 × 4 8 × 8, 2 × 8 3 × 4
111 4 × 8 10 2 × 4
114 1 × 8 10 2 × 4 2 × 8 10 2 × 4
116 4 × 8
117 * 8 ×8 2 × 4
118 * 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
119 1 × 4 2 × 8 10 2 × 4 1 × 4 2 × 8 10 2 × 4
120 * 3 × 8, 8 × 8, 1 × 8 10 3 × 4 1 × 4
123 * 8 × 8
125 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
126 * 8 × 8
128 * 8 × 8 2 × 4
129 8 × 8 10
130 * 8 × 8
503 2 × 9 2 × 4 4 × 5 2 × 4
504 2 × 9 10 2 × 4 2 × 8 10 2 × 4
508 4 × 8 3 × 4
509 2 × 8, 4 × 8 2 × 4, 1 × 6
(104) 1 × 8 1 × 4 10 2 × 4 1 × 8 10
(112) 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
(121) 4 × 8 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
(122) 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
(127) 2 × 9 10
(501) 10 10

يشير الرقم الموجود في الجدول إلى عدد الأقطاب الكهربائية في أرقام جهات الاتصال الأمامية (f) أو الصدغية (t) أو الجدارية (p) أو الصدغية (tm) أو الصدغية القاعدية (tb) أو أرقام التلامس الكروي (ih) بين عمودين تشير إلى أن تمت تغطية المناطق الزمنية أو الزمنية والجدارية بواسطة أقطاب كهربائية يشير رمز المريض الموجود بين قوسين إلى أنه لا توجد إشارة N100 / MMN يمكن ملاحظتها في رموز المريض هذه للمرضى الذين تم تصوير بياناتهم في الشكل 1 تم تمييزها بعلامة النجمة.

البيانات الفردية داخل الجمجمة: في التصوير بالرنين المغناطيسي ، تصبح الأقطاب الكهربائية المزروعة مرئية كقطع أثرية (العمود الأيسر) ، ويتم تمييز القطب (الأقطاب) المحدد للتحليل بواسطة سهم (أسهم) أبيض. في العمود الأوسط ، يتم عرض وضع القطب التخطيطي للفرد ويشار إلى الأقطاب الكهربائية المختارة بدائرة مملوءة. في العمود الأيمن ، يتم وصف تخطيط موارد المؤسسات في الموضع (المواضع) المحددة للتوضيح فقط يتم عرض اثنين من تخطيط موارد المؤسسات لكل فرد يمثل كل صف مجموعة بيانات من فرد واحد: (أ) الصدغي N100 للمريض 110 ، (ب) Fronto-central N100 للمريض 120 ، و (ج) N100 بين الكرة الأرضية الأمامي للمريض 128 (ERP1 مقابل تخطيط موارد المؤسسات2…5).

البيانات الفردية داخل الجمجمة: في التصوير بالرنين المغناطيسي ، تصبح الأقطاب الكهربائية المزروعة مرئية كقطع أثرية (العمود الأيسر) ، ويتم تمييز القطب (الأقطاب) المحدد للتحليل بواسطة سهم (أسهم) أبيض. في العمود الأوسط ، يتم عرض وضع القطب التخطيطي للفرد ويشار إلى الأقطاب الكهربائية المختارة بدائرة مملوءة. في العمود الأيمن ، يتم وصف تخطيط موارد المؤسسات في الموضع (المواضع) المحددة للتوضيح فقط يتم عرض اثنين من تخطيط موارد المؤسسات لكل فرد يمثل كل صف مجموعة بيانات من فرد واحد: (أ) الصدغي N100 للمريض 110 ، (ب) Fronto-central N100 للمريض 120 ، و (ج) N100 بين الكرة الأرضية الأمامي للمريض 128 (ERP1 مقابل تخطيط موارد المؤسسات2…5).

تم تحديد مواضع الإلكترود التي تعرض مكوني ERP ذي الأهمية ، وهما N100 و MMN ، من خلال الفحص البصري لـ ERP1 و ERPMMN، على التوالى. كان من المتوقع أن يصل N100 إلى ذروته في نافذة زمن الوصول من 80 إلى 140 مللي ثانية. تم اختيار هذا الإزاحة المتأخرة للنافذة الزمنية لأن معظم المرضى كانوا يتناولون الأدوية المضادة للتشنج في وقت القياس ويمكن لهذا الدواء أن يبطئ مكونات ERP طويلة المدى. كما تم أخذ الدورة الزمنية لـ ERP مع انعكاس القطبية قبل وبعد N100 و ERP في القطب Cz في الاعتبار لتعريف ذروة N100. كان من المتوقع أن يصل MMN إلى ذروته في وقت متأخر عن N100 حتى زمن وصول قدره 250 مللي ثانية. تم اعتبار القمم في كلا نطاقي الكمون واضحة فقط إذا تم تمييزها من نشاط الدماغ السابق أو اللاحق وكان اتساعها يتفوق بوضوح على نشاط خط الأساس. إذا أظهر قطبان متجاوران أو أكثر ذروة في زمن انتقال مماثل ، فسيتم اختيار القطب ذي السعة الأكبر فقط للتحليل لأنه في هذه الحالة يُفترض أن القمة المرصودة تنشأ من مصدر مشترك ، وأفضل تمثيل لها هو القطب ذو أعلى السعة. ستتم الإشارة إلى الأقطاب الكهربائية المحددة باسم أقطاب N100 و MMN.

للتحقق من صحة الأقطاب الكهربائية والأشكال الموجية المحددة ، تم حساب المتوسطات الكبرى لهذه الأقطاب في الفص الصدغي أو بالقرب منه. تم قياس سعات الذروة وأوقات الاستجابة لـ N100 عند الذروة الفردية لـ ERPs عند أقطاب N100 وفي ذروة زمن انتقال تخطيط موارد المؤسسات (ERP)6 أو ، إذا لم يكن ذلك ممكنًا في ذروة زمن انتقال تخطيط موارد المؤسسات (ERP)MMN، في أقطاب MMN. تخطيط موارد المؤسسات1 و ERP2…5 في الغالب لم يكن لديه ذروة ملحوظة في نطاق زمن الوصول هذا. تمت مقارنة السعات والكمون بين تخطيط موارد المؤسسات عن طريق تحليل قياس التباين المتكرر (ANOVA) و آخر مخصص يقترن ر الاختبارات. تم التحقق من موقع الأقطاب الكهربائية من محوري وإكليلي ، 2 مم تي2يتم الحصول على صور رنين مغناطيسي FLAIR ذات وزن وشرائح 3 مم بشكل روتيني بعد زرع القطب.


سلبية عدم التطابق البصري التي تثيرها تعابير الوجه: دليل جديد من النموذج القابل للتكوين

خلفية: كشفت الأدلة المتقاربة أن تعابير الوجه تتم معالجتها تلقائيًا. في الآونة الأخيرة ، هناك دليل على أن تعبيرات الوجه قد تثير سلبية عدم التطابق البصري (MMN) ، تعبير MMN (EMMN) ، مما يعكس أن تعبيرات الوجه يمكن معالجتها في ظل ظروف غير مقصودة. في هذه الدراسة ، باستخدام مهمة متعددة الطرق ، حاولنا التحقق مما إذا كان هناك EMMN قائم على مقارنة الذاكرة.

أساليب: تم توجيه 12 بالغًا عاديًا للاستماع إلى قصة في وقت واحد والانتباه إلى دائرة بيضاء غير منقوشة كهدف مرئي يتخللها محفزات للوجه. في كتلة الكرة الغريبة ، كان الوجه الحزين هو المنحرف باحتمال 20٪ والوجه المحايد هو المعيار مع احتمال 80٪ في كتلة التحكم ، تم تقديم الوجه الحزين المتطابق بأربعة أنواع أخرى من محفزات الوجه بالتساوي الاحتمال (20٪ لكل منهما). تم تسجيل مخطط كهربية الدماغ (EEG) بشكل مستمر وتم الحصول على تخطيط موارد المؤسسات (الإمكانات المتعلقة بالحدث) استجابةً لكل نوع من محفزات الوجه. تم الحصول على Oddball-EMMN في كتلة oddball عن طريق طرح تخطيط موارد المؤسسات (ERPs) التي تم الحصول عليها بواسطة الوجوه المحايدة (القياسية) من تلك الوجوه الحزينة (المنحرفة) ، بينما تم الحصول على EMMN الخاضع للرقابة عن طريق طرح ERPs الناتجة عن الوجوه الحزينة في كتلة التحكم من تلك الوجوه الحزينة في كتلة غريب الأطوار. تم قياس وتحليل كل من EMMNs بواسطة ANOVAs (تحليل التباين) مع القياسات المتكررة. تم استخدام sLORETA (التصوير المقطعي الكهرومغناطيسي للدماغ منخفض الدقة القياسي) للتحقيق في المولدات القشرية لـ EMMN الخاضع للرقابة.

نتائج: لوحظ كل من oddball-EMMN في المقارنة المعيارية المنحرفة و EMMN الخاضع للرقابة في مقارنة التحكم المنحرف في المناطق القذالية والزمانية مع غلبة نصف الكرة الأيمن. كان oddball-EMMN أكبر وأقدم من EMMN الخاضع للرقابة لأنه ، إلى جانب المقارنة القائمة على الذاكرة ، تضمن الأول اختلافًا في الانكسار بسبب التمييز في الاحتمال المقدم بين منبهات الوجه المنحرفة والقياسية.أشار تحليل المصدر لـ EMMN الخاضع للرقابة إلى مصدر حالي متورط في المقام الأول في المناطق الخلفية بما في ذلك التلفيف الصدغي العلوي والتلفيف اللاحق المركزي والفصيص الجداري السفلي وكذلك الفصيص.


أساليب

مشاركون

شارك ثلاثة وثلاثون من المتحدثين الأصليين للغة الماندرين في التجربة. تم تجنيد جميع المواد من جامعة تورنتو سكاربورو. تم إجراء الجلسة التجريبية بأكملها بلغة الماندرين الصينية. لم يبلغ أي مشارك عن أي عجز في السمع أو اللغة أو الجهاز العصبي. تم استبعاد البيانات من سبعة مشاركين بسبب مشاكل فنية أثناء جلسات التسجيل. ترك هذا 26 مشاركًا (17 أنثى ، يعني (x & # x0304) العمر = 19.7 سنة ، الانحراف المعياري (س) = 0.7 سنة ، x & # x0304 سن الوصول = 16.8 سنة ، س = 2.3 سنة). تحدث جميع المشاركين أيضًا باللغة الإنجليزية. أبلغ تسعة مشاركين عن إتقان لغات إضافية (مثل الكانتونية والشنغهاي واليابانية). أبلغ جميع المشاركين بأنفسهم عن 10/10 عن إتقان الاستماع و 8/10 على الأقل في إتقان التحدث بلغة الماندرين ، باستثناء مشارك واحد ، قام بالتقييم الذاتي لـ 7/10 في إتقان الاستماع. أبلغ المشاركون في لغة الماندرين عن انخفاض مستمر في التحدث والاستماع إلى التقييمات الذاتية للغة الإنجليزية (التحدث: x & # x0304 = 6.54, س = 1.64 استماع: x & # x0304 = 7.43, س = 1.56) وتم الإبلاغ باستخدام اللغة الإنجليزية فقط في المتوسط ​​23.7٪ (س = 18٪) من الوقت في حياتهم اليومية. كان متوسط ​​مدة الإقامة في كندا 3.02 سنة (س = 2.63 سنة). تمت الموافقة على التجربة من قبل مجلس أخلاقيات البحث بجامعة تورنتو. قدم جميع المشاركين موافقة خطية مستنيرة وتلقوا رصيدًا للدورة التدريبية.

المنبهات

تضمنت المحفزات ثمانية مقاطع لفظية [C & # x0264 & # x02D04]. يمثل الحرف C حرفًا ساكنًا من أربعة أزواج ساكن ارتدادية / غير رجعية: [s] / [& # x0282] ، [ts] / [t & # x0282] ، [ts h] / [t & # x0282 h] ، [l] / [& # x027B]. تمثل الأحرف الساكنة الثمانية كل ساكن ارتجاعي في مخزون الماندرين ونظرائهم غير المعادلين. تم اختيار حرف العلة المرتفع الأوسط الخلفي غير المقطوع [& # x0264] والنغمة 4 لتشكيل الإطار لأنهما ينتجان مقاطع صوتية صوتية مع جميع الحروف الساكنة في التجربة ، وكلها كانت كلمات حقيقية من لغة الماندرين الصينية. على سبيل المثال ، تتطابق [s & # x0264 & # x02D04] مع الكلمات & # x8272 & # x201Ccolor & # x201D أو & # x6DA9 & # x201Castringent & # x201D. تتوافق بعض محفزات [C & # x0264 & # x02D04] مع عناصر معجمية متعددة. تم اتخاذ القرار باستخدام كلمات حقيقية. جعل مخزون الماندرين المحدود نسبيًا من المستحيل الحصول على مجموعة من مقاطع السيرة الذاتية حيث كان كل منها عبارة عن كلمة زائفة قانونية صوتيًا في اللغة عبر جميع مجموعات الحروف الساكنة والنغمة الثمانية. كانت البدائل هي استخدام مجموعة من المحفزات التي تحتوي على مزيج من الكلمات والألفاظ الكاذبة أو مجموعة من ثمانية مقاطع صوتية غير قانونية. من المحتمل أن يؤدي اختيار مزيج من الكلمات والكلمات الزائفة إلى استحضار مجموعة من العمليات (على سبيل المثال ، الوصول المعجمي) التي قد تكون موجودة لبعض العناصر دون غيرها. وفي الوقت نفسه ، فإن استخدام المقاطع الصوتية غير القانونية يتطلب من المشاركين استخدام استراتيجيات إصلاح ليست جزءًا من معالجة اللغة الطبيعية بلغتهم الأم (Dehaene-Lambertz et al. ، 2000).

تم إنتاج المنبهات من قبل ذكر يتحدث اللغة الصينية الماندرين. تم تسجيل الرموز المميزة باستخدام ميكروفون Audio-Technica AT3035 قلبي الشكل على مسجل رقمي MixPre-3 (Sound Devices LLC ، الولايات المتحدة). حدثت جلسة تسجيل التحفيز في حجرة مخففة للصوت. تم تسجيل الملفات الصوتية بتردد أخذ العينات 44.1 كيلو هرتز على عمق 16 بت. كان للمنبهات الرجعية متوسط ​​مدة 429 مللي ثانية (س = 9 مللي ثانية). كان للمنبهات غير الرجعية متوسط ​​مدة 459 مللي ثانية (س = 81 مللي ثانية). يوفر الجدول 1 فترات المقطع والساكن للمنبهات في تجربتنا ، وعدد الكلمات والحواس لكل مقطع لفظي ، وترددات جسمها. تم الحصول على عدد الكلمات والحواس من قاموس شينخوا (The Commercial Press، 2009). يتم الحصول على ترددات الكلمات من DoWLS (Neergaard et al. ، 2016) ، والتي تستند إلى SUBTLEX-CH (Cai and Brysbaert ، 2010) وتتضمن النسخ الصوتية. تم تطبيق منحدرات إزاحة جيب التمام 2 على آخر 10 مللي ثانية من كل حافز. تم تطبيع شدة التحفيز إلى 70 ديسيبل SPL.

الجدول 1. الخصائص الصوتية والمعلومات المعجمية للمنبهات.

كما هو موضح في الشكل 1 ، فإن السمة الصوتية المميزة بين الاحتكاكي الرجعي / غير الرجعي هي نطاق الطاقة الطيفية. يرتبط الانعكاس الرجعي بنطاقات طاقة طيفية أقل في كل من الاحتكاكات والفراتيس (لي ، 1999). في الزوج التقريبي [l] / [& # x027B] ، يؤدي الانعكاس إلى انخفاض F3 ، وهو مشابه للاختلافات بين prevocalic / l / و / r / في اللغة الإنجليزية الأمريكية (Polka and Strange ، 1985). يرتبط F3 السفلي بمزيد من & # x201Cr & # x201D-color. يحتوي التعديل الرجعي [& # x027B] أيضًا على فرق أكبر بين F4 و F5 من [l].

شكل 1. الأشكال الموجية والمخططات الطيفية للزوج التقريبي (العلوي) [l & # x0264 & # x02D04] / [& # x027B & # x0264 & # x02D04] والزوج الاحتكاكي (السفلي) [s & # x0264 & # x02D04] / [& # x0282 & # x0264] / ].

اقتناء EEG

كان الأشخاص يجلسون في مقصورة مخففة للصوت. تم توجيههم لمشاهدة فيلم صامت أثناء الاستماع بشكل سلبي إلى المنبهات أثناء تسجيل EEG (Tervaniemi et al. ، 1999 Scharinger et al. ، 2016b). تواصل المجربون مع المشاركين بلغة الماندرين ، وتم توفير جميع مواد التجربة (أي التعليمات والتوظيف ومواد استخلاص المعلومات) بلغة الماندرين. تم تقديم المنبهات في نموذج غريب للكرة السمعية. تتكون التجربة من كتلتين. احتوت كتلة واحدة على معايير retroflex وانحرافات غير retroflex. كان للكتلة الأخرى معايير غير رجعية وانحرافات رجعية. تم اختيار ترتيب الكتل عشوائيًا لكل موضوع. في كل كتلة ، تم تقديم كل من الرموز الأربعة للفئة المنحرفة 20 مرة ، بإجمالي 80 رمزًا منحرفًا لكل كتلة. تم اختيار ترتيب الرموز المنحرفة بشكل عشوائي. قبل كل حافز منحرف ، تم تقديم رقم عشوائي (مأخوذ من توزيع موحد بين 4 و 10) من الرموز القياسية. نتج عن ذلك نسبة تقريبية إلى الانحراف 7 إلى 1. كان هناك ما يقرب من 560 رمزًا قياسيًا لكل كتلة. تم أيضًا أخذ عينات الرموز القياسية بشكل عشوائي من المحفزات الأربعة لفئتها. تم أخذ عينات من مدة الفاصل بين التحفيز بشكل عشوائي من توزيع منتظم بين 1.25 و 1.75 ثانية. تم اختيار هذه القيم لتعزيز المعالجة على مستوى الصوت (Werker and Logan ، 1985 Yu Y.H et al. ، 2017).

تم الحصول على إشارات EEG المستمرة باستخدام أقطاب ActiCAP النشطة ذات 32 قناة (Brain Products GmbH ، ألمانيا) ومكبر الصوت actiCHamp (Brain Products GmbH ، ألمانيا). تم تحويل البيانات إلى رقمية عند 1000 هرتز باستخدام مرشح ممر النطاق على الإنترنت 0.01 & # x2013500 هرتز. تم وضع الأقطاب وفقًا للنظام الدولي 10-20 وتشمل المواضع Fp1 / 2 و F3 / 4 و F7 / 8 و FC1 / 2 و FC5 / 6 و FT9 / 10 و C3 / 4 و T7 / 8 و CP1 / 2 ، CP5 / 6 و TP9 / 10 و P3 / 4 و P7 / 8 و O1 / 2 و Oz و Fz و Cz و Pz. تم وضع قطب كهربائي أرضي في Fpz. تمت الإشارة إلى إشارة EEG المستمرة إلى الخشاء الأيسر (TP9) عبر الإنترنت.

لضمان توقيت المحفز الرقمي الدقيق ، تم تمرير المحفزات السمعية أولاً من خلال جهاز StimTrak (Brain Products GmbH ، ألمانيا) ، والذي تم تصميمه خصيصًا لدقة تشغيل EEG. في تكويننا ، يقوم جهاز StimTrak بإعادة توجيه الإشارة السمعية في وقت واحد إلى مكبر الصوت وسماعات الرأس. يتم تسجيل الإشارة السمعية المرسلة إلى مكبر الصوت كقناة EEG إضافية. يوفر هذا اللحظة التي يتم فيها تقديم التحفيز السمعي للمشاركين. تم تسليم المحفزات السمعية للمواضيع من خلال سماعات BeyerDynamic DT 770 PRO.

تحليل EEG

تم إجراء تحليل البيانات في MATLAB (Mathworks، Inc) باستخدام مجموعة أدوات EEGLAB (Delorme and Makeig ، 2004). أولاً ، قمنا بتصحيح أي تأخيرات في الإزاحة بين المشغل وعرض التحفيز السمعي لضمان تزامن الزناد الرقمي الدقيق بالمللي ثانية. تم ذلك عن طريق الربط المتبادل بين ملفات صوت المنبهات الأصلية والمسار الصوتي في تسجيل EEG الذي تم تسليمه بواسطة StimTrak. بعد ذلك ، تمت محاذاة المشغلات مع بداية ملف الصوت في تسجيل EEG. تم فحص تزامن بداية الزناد والتحفيز في إشارة EEG الخام المستمرة. بعد ذلك ، تمت إعادة الإشارة إلى إشارة EEG إلى الخشاءات المرتبطة ، والتي توفر أقوى استجابات MNN (Mahajan et al. ، 2017). تم بعد ذلك ترشيح إشارة مخطط كهربية الدماغ باستخدام مرشح FIR المزخرف بنوافذ هامينج. تم ترشيح الإشارة عالية التمرير لأول مرة عند 0.1 هرتز (عرض النطاق الانتقالي 0.1 هرتز) ، ثم تم ترشيح التردد المنخفض عند 70 هرتز (عرض النطاق الانتقالي 17.5 هرتز). تم تصغير الإشارة المفلترة إلى 250 هرتز. تم استخدام خط أنابيب PREP (Bigdely-Shamlo et al. ، 2015) لاحقًا لإزالة ضوضاء الخط والقنوات السيئة. بعد ذلك ، تم تطبيق إعادة بناء الفضاء الجزئي (خوارزمية ASR 1 لإزالة القطع الأثرية الثابتة. في المتوسط ​​، تمت إزالة 2.3 قناة كقنوات سيئة. بعد ذلك ، تم استيفاء القنوات التي تمت إزالتها سابقًا. تم إجراء تحليل مكون مستقل (ICA) بواسطة Adaptive Mixture Independent تحليل المكونات (AMICA Palmer et al. ، 2012). تم ترجمة ثنائيات أقطاب المكونات المستقلة باستخدام المكون الإضافي DIPFIT (Oostenveld and Oostendorp ، 2002). تحديد المكونات المستقلة. تمت إزالة المكونات المستقلة التي تتوافق مع حركات العين (على سبيل المثال ، ومضات العين) أو القطع الأثرية الموزعة على فروة الرأس. أقل من ستة (x & # x0304 = 2.1) تمت إزالة المكونات المستقلة لكل موضوع. بعد ذلك ، تم تحديد بيانات EEG المستمرة بفترة ما قبل البدء مدتها ثانية واحدة وفترة 2 ثانية بعد البداية. تم رفض العصور ذات الفولتية & # x00B1 75 & # x03BCV. إلى جانب رفض النافذة من تطبيق ASR ، تمت إزالة أقل من 3 ٪ من التجارب لكل موضوع. من بين التجارب المعيارية ، استُبعدت التجربتان بعد كل تجربة منحرفة من التحليل الإضافي. تم القيام بذلك للتأكد من أن التجارب التي سمع فيها المشاركون سلسلة من المعايير قبل الانحراف فقط هي التي تم تضمينها في التحليل. بعد المعالجة المسبقة ، كان لكل موضوع أكثر من 357 معيارًا وأكثر من 76 انحرافًا في كل من الكتلتين للتحليل النهائي.

تقارن تحليلات MMN داخل الكتلة الإمكانات المستحثة بالمنبهات المنحرفة والمعيارية في نفس الكتلة التجريبية. يمكن للخصائص المختلفة للمعايير والمنحرفات أن تثير نظم تخطيط موارد المؤسسات (ERP) مختلفة حتى بدون اختلافات تردد الكرة الغريبة. قد يؤدي هذا إلى إرباك تحليل MMN. البديل هو تحليل هوية MMN (iMMN). في هذا التحليل ، تتم مقارنة تخطيط موارد المؤسسات (ERP) مع برنامج تخطيط موارد المؤسسات (ERP) بالإصدار القياسي لنفس الحافز (Pulverm & # x00FCller and Shtyrov، 2006 Peter et al.، 2010 Hestvik and Durvasula، 2016). في الدراسة الحالية ، نقوم بتضمين كلاً من التحليلات داخل الكتلة (انظر القسم & # x201C داخل الكتلة MMN & # x201D) و iMMN (انظر القسم & # x201CIdentity MMN & # x201D). نظرًا لأن MMNs هي الأكبر على مناطق فروة الرأس الأمامية المركزية عند الإشارة إليها للخلايا المرتبطة (N & # x00E4 & # x00E4t & # x00E4nen et al. ، 2007) ، متوسط ​​الإمكانات لأربعة مواقع قطب أمامي مركزي (على سبيل المثال ، Cz ، Fz ، FC1 / 2 ) لحساب متوسط ​​تخطيط موارد المؤسسات. يتم إجراء التحليلات الإحصائية في EEGLAB مع اختبارات التقليب على إحصاء t وتصحيح FDR لمقارنات متعددة. تم الإبلاغ عن الاختلافات مع pFDR & # x003C 0.05 كدلالة إحصائية. في تحليل تخطيط موارد المؤسسات ، تم الإبلاغ عن الاختلافات المهمة التي تزيد مدتها عن 30 مللي ثانية ومناقشتها فقط. نظرًا لأن MMNs تكون مصحوبة أحيانًا بانعكاس قطبية في مواقع الخشاء (Schr & # x00F6ger ، 1998) ، قمنا أيضًا بحساب وفحص متوسط ​​موجات الاختلاف في أقطاب الخشاء والأقطاب الأمامية المركزية بعد متوسط ​​الإشارة إلى البيانات. في التحليل الطبوغرافي ، يتم إجراء اختبارات التقليب لكل من المقارنات داخل الكتلة و iMMN في كل نافذة زمنية على كل موقع قطب كهربائي (مع تصحيح FDR).


مقدمة

سلبية عدم التطابق (MMN) هي استجابة كهربائية فيزيولوجية تعكس الاكتشاف التلقائي للتغير في البيئة الحسية ، وينتج عن انتهاك انتظام راسخ في سلسلة من المحفزات الحسية. يمكن أن تأخذ مثل هذه الانتهاكات شكل تغييرات فيزيائية بسيطة في خصائص التحفيز ، على سبيل المثال ، تغيير في درجة المنبه الصوتي (Paavilainen et al. ، 1993) ، لتجريد الانحرافات في العلاقات بين المحفزات ، على سبيل المثال ، فقدان خطوة في مقياس موسيقي (Brattico et al. ، 2006) ، أو حافز غير متماثل في سلسلة من المحفزات المتماثلة (Kecsk & # x000E9s-Kov & # x000E1cs et al. ، 2012). منذ وصفها الأول (N & # x000E4 & # x000E4t & # x000E4nen et al. ، 1978 N & # x000E4 & # x000E4t & # x000E4nen and Michie ، 1979) أصبحت أداة راسخة في التحقيق في المعالجة الحسية والانتباه ، وعلامة التدهور المعرفي عبر مجموعة متنوعة من الظروف (انظر N & # x000E4 & # x000E4t & # x000E4nen et al. ، 2011 للمراجعة). بعد التركيز الأولي على MMN السمعي (aMMN) ، يوجد الآن مجموعة ثابتة من الأدلة لـ MMN في الطريقة المرئية ، vMMN (انظر Pazo-Alvarez et al. ، 2003 Kimura et al. ، 2011 Winkler and Czigler ، 2012 للمراجعات).

تتمثل الطريقة النموذجية لقياس استجابة MMN في طرح الاستجابة المحتملة المستحثة (EP) لحافز التكرار القياسي من المنبه المنحرف ، أي الحافز الذي ينتهك الانتظام الذي حدده المعيار. تعكس موجة الفرق الناتجة اختلاف المعالجة العصبية بين المنبهات المعيارية والمنحرفة. تختلف الأساليب الإحصائية ولكن الهدف عادةً هو تحديد مدة وحجم أي انحراف في موجة الاختلاف عن الصفر.

بالإضافة إلى فحص الاستجابات الفيزيولوجية الكهربية بالسعة كدالة للوقت ، يمكن أيضًا فحص الاستجابات نفسها في مجال التردد ، من أجل فحص الخصائص التذبذبية للاستجابة كدالة للوقت. منذ الملاحظة الأولى للتغيرات التذبذبية المتعلقة بالحدث (Berger ، 1929) ، ظهر بشكل متزايد أن النشاط التذبذب يلعب دورًا رئيسيًا في استكشاف العمليات الحسية والمعرفية والحركية (انظر Ba & # x0015Far et al.، 2001 Ward، 2003 Buzs & # x000E1ki and Draguhn، 2004 للمراجعات). عادةً ما يتم فصل التذبذبات إلى النطاقات التالية للتحليل ، دلتا (0 & # x020134 هرتز) ، ثيتا (4 & # x020138 هرتز) ، ألفا (8 & # x0201314 هرتز) ، بيتا (14 & # x0201330 هرتز) ، وجاما (30 & # 43) هرتز). في الطريقة المرئية ، ارتبطت العمليات المتضمنة أو المتأثرة باستجابة vMMN بعمليات تذبذبية مختلفة. تم ربط قمع المشتتات وعمليات الانتباه الانتقائي بتغيرات تذبذب ألفا (Foxe and Snyder ، 2011) ، وربط ميزة الكائن (Gray et al. ، 1989 Tallon-Baudry and Bertrand ، 1999) وذاكرة العمل المرئية (Tallon-Baudry et al. ، 1998 Rizzuto et al. ، 2003) مع زيادة تذبذبات جاما وثيتا. ميشرا وآخرون (2012) حدد الزيادات المصاحبة في قفل طور ثيتا والقوة كعلامات متذبذبة للانتباه البصري المكاني.

وتجدر الإشارة إلى أن الحافز يمكن أن يثير كلاً من التحفيز المغلق الطور (المعروف أحيانًا باسم & # x0201Cevoked & # x0201D) وغير مغلق الطور (يُعرف أحيانًا باسم & # x0201Cinduced & # x0201D) تغييرات متذبذبة ، ومع ذلك فهي فقط المرحلة- النشاط المقفل الذي سيتم جمعه لتشكيل القمم والقيعان المميزة لـ EP يمكن التعرف عليه في المجال الزمني. النشاط غير المغلق الطور ، نظرًا لأن مرحلته لا تتوافق من تجربة إلى أخرى ، سيفشل في جمع أي نشاط ذي معنى في EP متوسط ​​في المجال الزمني. تم اقتراح نشاط تذبذب غير مغلق الطور ليلعب دورًا مهمًا في مزامنة وإلغاء تزامن الشبكات الوظيفية في الدماغ (Bastiaansen et al. ، 2012).

تم مؤخرًا فحص الخصائص التذبذبية لشبكة aMMN باستخدام تحليلات التردد الزمني. فوينتميلا وآخرون. (2008) أظهر أن المصادر الأمامية والزمنية لـ aMMN تم تعديلها بشكل تفاضلي عن طريق زيادة طاقة ثيتا المغلق طور التحفيز وقفل طور ثيتا. أظهر المصدر الأمامي لـ aMMN زيادة في قوة ثيتا المحفزة طور التحفيز بعد المنبهات المنحرفة وزيادة في قفل الطور. ومع ذلك ، أظهرت المصادر الزمنية زيادة في قفل طور ثيتا في غياب أي زيادة في القوة. في دراسة تخطيط الدماغ المغناطيسي (MEG) لـ aMMN ، هسياو وآخرون. أظهر (2009) نتائج متقاربة جزئيًا مع Fuentemilla et al. ، وتحديداً زيادة في قفل طور ثيتا والقوة استجابةً للمحفزات المنحرفة في المصادر الزمنية ، وزيادة في قفل طور ثيتا في المصادر الأمامية فقط. لم يتم الإبلاغ عن التغييرات في الطاقة في المصادر الأمامية ، لذلك من غير الواضح ما إذا كانت النتائج على المصادر الأمامية تتطابق مع نتائج Fuentemilla et al. علاوة على ذلك ، أظهرت دراسة Hsiao & # x00027s زيادات في القوة وقفل الطور للمنبهات المنحرفة التي كانت أكبر في النصف الأيمن من المخ. كو وآخرون. (2012) أظهر أيضًا أن aMMN كان مرتبطًا بزيادات في كل من قوة ثيتا وقفل الطور ، وبلغ ذروته عند الأقطاب الكهربائية الأمامية المركزية وأقوى في نصف الكرة الأيمن. قام Bishop and Hardiman (2010) بفحص استجابة aMMN في تجارب فردية باستخدام تحليلات المكونات الأساسية ووجدوا أيضًا زيادة كبيرة في قفل طور ثيتا. على الرغم من وجود اختلافات في النتائج وفي تقنيات التحليل بين الدراسات (على سبيل المثال ، مواقع الأقطاب الكهربائية المختارة للتحليلات) ، فقد ظهر دور واضح لنشاط تذبذب ثيتا في استجابة aMMN ، مع وجود اتجاه لهيمنة نصف الكرة الأيمن.

بحثت الدراسة الحالية في دور التذبذبات العصبية في استجابة vMMN. من خلال فحص الإمكانات المرئية المستحثة (VEPs) ، وتغيير الطاقة الطيفية المغلق الطور وغير المغلق بمرحلة التحفيز ، وقفل المرحلة التجريبية (ITPL) عبر مجموعة من الترددات (4 & # x0201350 هرتز) ، تمكنا من فحص ما إذا كانت ثيتا يلعب النشاط دورًا مشابهًا في توليد استجابة vMMN كما تم توضيحه في aMMN.


مقدمة

سلبية عدم التطابق (MMN) هي عنصر محتمل سلبي متعلق بالحدث (ERP) عند طرح استجابات الدماغ للمحفزات القياسية من تلك إلى المنبهات النادرة ، وعادة ما تبلغ ذروتها عند 150 إلى 250 مللي ثانية بعد البداية المنحرفة (N & # x00E4 & # x00E4t & # x00E4nen et al. ، 2007). تم اكتشاف MMN بواسطة N & # x00E4 & # x00E4t & # x00E4nen et al. (1978) باستخدام نموذج غريب للكرة السمعية والاستجابات المكافئة لوحظت في الطرائق الحسية الأخرى مثل الرؤية (Pazo-Alvarez et al. ، 2003) أو في الشم (Krauel et al. ، 1999). في نموذج غريب للكرة السمعية ، يتم تقديم صوت منحرف نادر أحيانًا ضمن سلسلة من الأصوات القياسية المتكررة ، ويقوم المشاركون إما باكتشاف الانحراف بنشاط أو تجاهل التسلسل بأكمله مع التركيز على إشارات طريقة أخرى. يشير استحضار MMN في الحالة الأخيرة إلى أنه يمكن ملاحظتها بشكل مستقل عن الانتباه ، وهذا الاستقلال أكثر وضوحًا عند الرضع النائمين (Cheour et al. ، 2002 Martynova et al. ، 2003).من الواضح أن MMN تكشف عن آلية عصبية لاكتشاف المحفزات الجديدة ، بل يتم استنباطها في المواقف المعقدة عندما يتم انتهاك القواعد المجردة (Saarinen et al. ، 1992 Schr & # x00F6ger et al. ، 2007).

في البحث حول MMN ، تم إثبات سعة الاستجابة ، التي يتم قياسها كميًا عادةً من خلال القيمة الأكثر سلبية ضمن النافذة الزمنية التقليدية لـ MMN ، على أنها معلمة مفيدة (Sinkkonen and Tervaniemi، 2000 Paavilainen، 2013). عادةً ما تزداد سعة MMN عندما تصبح محفزات الكرة الفردية أكثر اختلافًا ، أي عندما يزداد حجم الكرة الغريبة وانحراف # x2019s عن المحفزات القياسية (N & # x00E4 & # x00E4t & # x00E4nen، 1992 Jaramillo et al.، 2000 Pakarinen et al.، 2007 لكن انظر Horv & # x00E1th et al. ، 2008). على سبيل المثال ، Pakarinen et al. قام (2007) بتغيير مسافة التردد بين الأصوات القياسية والمنحرفة ووجد أن الانحراف الأكبر بالنسبة للانحراف الأصغر (على سبيل المثال ، 523 و 609 هرتز بالنسبة إلى 523 و 546 هرتز) أدى إلى زيادة سعة MMN المقاسة في القطب Fz. يمكن إظهار العلاقات المماثلة بين حجم الانحراف وسعة MMN على أبعاد منحرفة أخرى أيضًا ، مثل شدة التحفيز (Pakarinen et al. ، 2007) ، والمدة (Jaramillo et al. ، 2000 Pakarinen et al. ، 2007) ، والموقع المدرك (باكارينين وآخرون ، 2007). علاوة على ذلك ، عندما يزداد عدد المحفزات القياسية قبل الانحراف ، تزداد أيضًا سعة MMN (Haenschel et al. ، 2005).

إلى جانب السعة ، يتم استخدام ذروة الكمون المقاسة بالوقت من البداية المنحرفة إلى ذروة MMN أيضًا على نطاق واسع كمؤشر في أبحاث MMN (Sinkkonen and Tervaniemi ، 2000 Paavilainen ، 2013). لقد لوحظ أن ذروة كمون MMN تصبح أقصر عندما يزداد انحراف المحفزات (Amenedo and Escera ، 2000 Pakarinen et al. ، 2007). يعد كل من سعة MMN ووقت الذروة من المؤشرات الجيدة للأداء السلوكي. في حين أن دقة الكشف عن الانحرافات بين سلسلة من المعايير تتوازى مع سعة MMN (Lang et al. ، 1990 ، 1995 Jaramillo et al. ، 2000 Novitski et al. ، 2004 Pakarinen et al. ، 2007) ، ذروة زمن انتقال MMN في تتنبأ بعض الحالات بسرعة الاستجابات السلوكية ، أي كلما كان الكمون أقصر ، كان رد الفعل أسرع (Novitski et al.، 2004 Pakarinen et al.، 2007). علاوة على ذلك ، تم إثبات كل من السعة والكمون كمؤشرات حيوية في الحالات السريرية للاضطرابات النفسية مثل الفصام (Kargel et al. ، 2014) أو التوحد (Roberts et al. ، 2011). تشير هذه الملاحظات إلى أن سعة MMN ووقت الاستجابة مؤشرات ذات صلة من الناحية البيئية ، والتي قد تعكس العمليات العصبية لاكتشاف الحداثة الحسية. وبالتالي ، من الضروري إجراء تحليل متعمق لهذه المؤشرات.

في دراسات تخطيط موارد المؤسسات السابقة ، غالبًا ما يتم اختيار السعة أو السعة المتوسطة في نافذة قصيرة للتحليلات الإحصائية (N & # x00E4 & # x00E4t & # x00E4nen et al. ، 1978). في بعض الحالات ، يتم أيضًا تحليل المعلمات الزمنية مثل وقت الاستجابة أو الإزاحة أو ذروة الكمون مع تقدير زمن انتقال البداية والإزاحة بالوقت عند القيمة الأكثر إيجابية مباشرة قبل وبعد ذروة MMN ، على التوالي (Baldeweg et al. ، 1999). في بعض الأحيان يتم استكشاف منحدرات الموجات المفهرسة بواسطة تدفق الخط المستقرء بين بداية وذروة MMN أو تكامل نصف منطقة موجة MMN (Korostenskaja et al. ، 2003).

على الرغم من استخدام العديد من المعلمات في دراسات تخطيط موارد المؤسسات السابقة ، إلا أنه لا يزال من غير الواضح بالتفصيل كيفية ارتباط المعلمات المختلفة ببعضها البعض. تقدم الدراسات السابقة أدلة محدودة فقط لا تظهر أي علاقة واضحة بين سعة MMN وأزمان الانتقال المختلفة (Lang et al. ، 1995). فيما يتعلق بمكونات ERP الأخرى بدلاً من MMN ، Polich et al. وجد (1997) ارتباطات سلبية بين سعة P3 وزمن وصولها ، أي كلما زادت سعة P3 ، كلما كان زمن الوصول أقصر ، في مهمة تتطلب من المشاركين تمييز هدف نادر من المعايير المتكررة ، كان هذا الارتباط منحازًا إلى حد ما للأقطاب الأمامية اليمنى ، مما يشير إلى أن توليد P3 قد يشمل في البداية نظام التحكم في الانتباه للقشرة الأمامية اليمنى. في دراسة أخرى (Intriligator and Polich ، 1994) وجد أن قوة EEG في نطاقات التردد المنخفضة مرتبطة بشكل إيجابي بسعة P3 ، مما يشير إلى دور وسيط محتمل لموارد الانتباه. تشير هذه الملاحظات إلى أن استكشاف الارتباطات بين المعلمات المختلفة طريقة مفيدة للنظر في الآليات العصبية لمكونات تخطيط موارد المؤسسات.

لقد درس البحث الموصوف أعلاه في الغالب العلاقة بين الاتساع ووقت الاستجابة ، حيث يتم تجاهل المعلمات الإرشادية الأخرى مثل المنحدرات الصاعدة والمنحدرة إلى حد كبير. كما هو مقترح في بعض الدراسات السابقة (Korostenskaja et al. ، 2003) ، يعكس المنحدر الصاعد سرعة صعود موجة MMN ويفهرس سرعة عمليات الإثارة العصبية المرتبطة باستجابات MMN. على هذا الأساس ، من المهم توسيع تحليل تخطيط موارد المؤسسات من التركيز فقط على الاتساع ووقت الاستجابة إلى المزيد من المعلمات مثل المنحدرات الصاعدة والمنحدرة بالإضافة إلى المعلمات الزمنية الأخرى.

في الدراسة المقدمة هنا ، كنا نهدف إلى دراسة تسعة معلمات في شكل موجة MMN بشكل منهجي ، أي البداية ، الإزاحة ، سعة الذروة ، متوسط ​​سعة الذروة (مختصرة كـ & # x201Campavg & # x201D) ، المدة ، المنطقة ، ذروة الكمون ، الجانب العلوي والسفلي المنحدرات (انظر الشكل 1) ، في محاولة لمعرفة ما إذا كانت هناك ارتباطات معينة بين معلمات مختلفة من MMN. تم الحصول على بيانات هذا التحليل من دراسة سابقة (Wang et al. ، 2015) ، حيث تمت مقارنة سعة MMN الناتجة عن انحرافات التردد للنغمات الجيبية في نموذج الكرة الفردية السلبي لأربع حالات فاصلة بين التحفيز (ISI) (1.5) و 3 و 4.5 و 6 ثوانٍ). أظهرت النتائج الأصلية أن MMNs أكبر بكثير على مناطق فروة الرأس الأمامية المركزية لمؤشرات ISI الأقصر حتى 3 ثوانٍ مقارنةً بالمناطق الأطول ، مما يشير إلى أن التعديل الزمني لـ 3 ثوانٍ يوفر عملية أساسية للتجزئة المتسلسلة التي يمكن تشغيلها مسبقًا أو قبل الانتباه. - جوهريًا (P & # x00F6ppel ، 1997 ، 2009). طرحت هذه النتيجة أيضًا سؤالًا آخر للتحليل الحالي ما إذا كانت الارتباطات المشتبه بها يمكن أن تكون موجودة في جميع أو مجموعة فرعية من شروط ISI. بالنظر إلى MMN كمكون سلبي لتخطيط موارد المؤسسات موجود في العديد من ISIs ، ركزنا تحليلنا على الارتباطات المحتملة بين معلمات MMN المختلفة ، والتي قد تلتقط العمليات العصبية الأساسية الأساسية لاكتشاف الجدة. توقعنا أن تكون الارتباطات المشتبه بها مستقلة عن ISIs لأن جيلها يرجع إلى عمليات عامة للنظام العصبي تتعامل مع الخروج من التوازن.

شكل 1. تسع معلمات تميز موجة عدم التطابق المبسطة (MMN).

من بين جميع المعلمات التي فحصناها ، كان الكمون والسعة (بما في ذلك السعة المتوسطة) والمنحدر (كل من المنحدر الصاعد والمنحدر السفلي) ذات أهمية خاصة. نظرًا لأن الدراسة السابقة لم تُظهر أي علاقة واضحة بين زمن انتقال MMN والسعة (Lang et al. ، 1995) ، لم نتوقع أي ارتباط بين ذروة زمن انتقال MMN والسعة أو متوسط ​​السعة أيضًا. نظرًا لأن منحدرات MMN هي معلمات مرتبطة بشكل الموجة بينما زمن الانتقال هو عامل زمني ، لم نتوقع أي ارتباط بين ذروة زمن انتقال MMN والمنحدرات (كل من المنحدرات الصاعدة والهابطة) أيضًا. فيما يتعلق بالعلاقة بين سعة MMN والمنحدرات ، والتي كانت من اهتماماتنا الرئيسية في الدراسة الحالية ، توقعنا صورة مختلفة. كما اقترح سابقًا (Korostenskaja et al. ، 2003) ، يشير المنحدر الصاعد إلى سرعة ارتفاع موجة MMN. وبالتالي ، كلما زادت السرعة ، زادت سعة MMN. ومن ثم افترضنا وجود علاقة إيجابية بين سعة MMN والمنحدر الصاعد. ومع ذلك ، بمجرد وصول موجة MMN إلى ذروتها ، كان من المتوقع حدوث عمليات التوهين العصبي بشكل مستقل عن سعة الذروة التي تعكس الانحلال الأسي. وبالتالي ، افترضنا عدم وجود علاقة بين سعة MMN ومنحدر الجانب السفلي.

مجتمعة ، اتخذت دراستنا الحالية منظورًا جديدًا لاكتساب فهم أفضل للمعالجة العصبية الكامنة وراء اكتشاف التغيير السمعي. لقد بحثنا بشكل منهجي في العلاقات بين معلمات MMN المختلفة مع تنبؤات معينة حول العلاقات بين المعلمات الرئيسية التي تهمنا.


مقدمة

يتميز اضطراب طيف التوحد (ASD) بضعف في التواصل الاجتماعي والتفاعل بالإضافة إلى وجود سلوكيات أو اهتمامات متكررة ومقيدة ، بما في ذلك الاستجابات غير النمطية للمنبهات الحسية مثل الأصوات (American Psychiatric Association ، 2013). غالبًا ما تحدث ضعف اللغة ، رغم أنها ليست الأعراض الأساسية في ASD (Tager-Flusberg et al. ، 2005). ترتبط الاستجابات غير النمطية للمحفزات السمعية وصعوبة تعلم اللغة المنطوقة باضطرابات التصفية السمعية ، والتمييز بين الخصائص الصوتية ، وتحديد مصدر الصوت ، وذاكرة العمل السمعية (Anderson & # x00026 Kraus، 2010 Foss-Feig، Stone، & # x00026 Wallace، 2012 N & # x000e4 & # x000e4t & # x000e4nen et al.، 2012 O & # x02019Connor، 2012). بالنظر إلى أن هذه العمليات هي مكونات حيوية للمعالجة السمعية ، افترض العديد من الباحثين أنه في ASD ، هناك اضطراب شائع في الشبكات العصبية التي تحكم المعالجة السمعية الأساسية (Bomba & # x00026 Pang ، 2004 Marco ، Hinkley ، Hill ، & # x00026 Nagarajan ، 2011). لتحديد القواعد الأساسية للمعالجة السمعية غير النمطية في الاضطرابات القائمة على الدماغ ، غالبًا ما يلجأ الباحثون إلى تدابير مثل تخطيط كهربية الدماغ (EEG) وتخطيط الدماغ المغناطيسي (MEG). تتميز مناهج التصوير الكهروضوئي هذه بالدقة الزمنية اللازمة لتتبع النشاط العصبي المرتبط بأحداث سمعية محددة ، وبالتالي توفير نافذة للمعالجة السمعية التي لا توفرها التدابير العصبية الأخرى غير الغازية 2. هنا ، تم إجراء تحليل تلوي لتحديد مدى اختلاف الاستجابة العصبية التي تعكس تمييز السمات الصوتية والذاكرة العاملة السمعية في المعالجة السمعية المبكرة في ASD بالنسبة للتطور النموذجي (TD).

ركزنا على نهج واحد مشترك يمكنه التقاط مثل هذه الميزات للمعالجة السمعية المبكرة: نموذج عدم التطابق السلبي (MMN) (N & # x000e4 & # x000e4t & # x000e4nen et al.، 2012 N & # x000e4 & # x000e4t & # x000e4nen، Paavilainen، Rinne، Alho، 2007). يقيس MMN قدرة فردية & # x02019s على اكتشاف التغييرات في الأنماط السمعية من خلال تقديم نمط يحدث بانتظام & # x0201cstandard & # x0201d يتم مقاطعته عشوائيًا بمحفزات نادرة & # x0201cdeviant & # x0201d (Naatanen ، Gaillard ، & # x00026 M & # x000e4ntysalo ، 1978). عادة ما تختلف المنبهات المنحرفة إدراكيًا عن المعايير في ميزة صوتية واحدة ، مثل الشدة أو درجة الصوت أو الصوت. عادةً ما تؤدي الأصوات النادرة غير المتوقعة إلى استجابات عصبية غير موجودة عند توقع نفس الصوت. يشير حجم هذه الاستجابات العصبية إلى درجة تكوين المستمع لتتبع ذاكرة لنمط سمعي مستمر واكتشاف انحراف عن هذا التتبع (Kujala & # x00026 N & # x000e4 & # x000e4t & # x000e4nen، 2010). لقد قيل أن هذه الاستجابة العصبية مدفوعة بنشاط مستقبلات NMDA في القشرة السمعية والجبهة الثنائية (N & # x000e4 & # x000e4t & # x000e4nen et al. ، 2012). يمكن اكتشاف مكونات MMN جيدًا على خط الوسط الأمامي الأوسط لفروة الرأس باستخدام EEG ويمكن قياسها كمكون سلبي يحدث من 100 إلى 250 مللي ثانية بعد بداية التحفيز المنحرف (Haesen et al. ، 2011). في فضاء المصدر ، ينشأ مجال عدم التطابق من المولدات الأمامية وفوق الزمانية خلال نافذة زمنية مماثلة (Giard et al. ، 1990 Novak et al. ، 1990).

يتم حساب مكون MMN نفسه من الفرق بين الاستجابة التي يثيرها نفس الحدث عندما يكون معيارًا وعندما يكون منحرفًا. من خلال المقارنة المباشرة للاستجابات للمنبهات المتطابقة عندما تكون متوقعة مقابل عندما تكون منحرفة ، فإن MMN في مقياس أساسي مصحح ، يكشف عن نشاط عصبي مدفوع بسماع حدث غير متوقع. يتم تحديد كمون استجابة MMN بناءً على توقيت الذروة السلبية في شكل موجة الاختلاف. يمكن حساب سعة الاستجابة بأخذ متوسط ​​الاستجابة في نافذة تتمحور حول هذه الذروة السلبية. ومع ذلك ، فإن نافذة التحليل المستخدمة لتحديد سعة MMN ووقت الاستجابة تختلف عبر الدراسات (على سبيل المثال ، يمكن أن تستند إلى كل موضوع فردي & # x02019 شكل موجة ، بناءً على متوسط ​​شكل الموجة لكل مجموعة موضوع ، أو بناءً على المتوسط ​​من جميع المشاركين). تشير مقاييس سعة MMN وزمن الاستجابة إلى تمييز سريع مدفوع بكل من العمليات اليقظة التلقائية من أسفل إلى أعلى ومن أعلى إلى أسفل في المراحل المبكرة من المعالجة القشرية (N & # x000e4 & # x000e4t & # x000e4nen et al.، 2012 Roberts et al.، 2011) .

يمكن استنباط استجابة MMN أثناء المهام النشطة ، حيث يقوم الموضوع باستجابة علنية عند اكتشاف الحافز المنحرف ، وفي الإعدادات عندما يستمع الموضوع بشكل سلبي ، دون الحاجة إلى استجابة علنية. على هذا النحو ، تعد MMN واحدة من المقاييس العصبية القليلة المعتمدة للمعالجة السمعية التي لا تتطلب درجة عالية من التعليمات أو الاهتمام الصريح أو المشاركة النشطة من المشارك في البحث (Bishop، 2007 N & # x000e4 & # x000e4t & # x000e4nen et al. ، 2012). هذا يجعل MMN جذابة للباحثين الذين يدرسون الأفراد المصابين بالتوحد ، والذين تتراوح قدراتهم اللفظية والمعرفية عبر نطاق واسع للنماذج المقاسة في بيئة نشطة تتطلب من الأشخاص اتباع التعليمات أو الانتباه إلى المحفزات أو أداء مهمة سلوكية أو اختلافات في الموضوعات و تؤثر قدرات # x02019 بلا شك على الاستجابة المقاسة. لإجراء مقارنات ذات مغزى بين المجموعات من التجارب التي تشمل موضوعات مع وبدون عجز لفظي ومعرفي ، من المهم استخدام نموذج لا يتأثر الأداء بشكل كبير بالاهتمام أو العمليات المعرفية الأخرى ذات المستوى الأعلى.

تم إجراء العديد من تجارب MMN السلبية على مجتمع ASD ، ولكن لا يوجد إجماع عبر الدراسات حول ما إذا كان الأشخاص المصابون بالتوحد يُظهرون استجابة MMN مختلفة للانحرافات السمعية أم لا. أبلغت بعض المنشورات عن استجابات عالية و / أو سابقة لـ MMN للانحرافات الصوتية في ASD ، مما يشير إلى حساسية سمعية أكبر للتغيرات في المنبهات الصوتية (Gomot et al. ، 2011 Lepist & # x000f6 ، Niemin-von Wendt ، von Wendt ، N & # x000e4 & # x000e4t & # x000e4nen ، & # x00026 Kujala ، 2007). أبلغت المنشورات الأخرى عن استجابات MMN المكبوتة و / أو المتأخرة للمنحرفات الصوتية في ASD ، مما يشير إلى حساسية أضعف (Andersson، Posserud، & # x00026 Lundervold، 2013 Yu et al.، 2015). لا يزال البعض الآخر قد أبلغ عن نتائج مختلطة ، مثل أن بعض المنبهات المنحرفة تثير اختلافات في المجموعة بينما لا يفعل البعض الآخر (Lepist & # x000f6 et al. ، 2005 Lepist & # x000f6 et al. ، 2008). بينما وصفت العديد من المراجعات السابقة هذه النتائج المتضاربة (Foss-Feig et al.، 2012 Haesen et al.، 2011 Kujala et al.، 2013 McFadden & # x00026 Rojas، 2013 N & # x000e4 & # x000e4t & # x000e4nen & # x00026 Kujala، 2011 O & # x02019Connor، 2012 Orekhova & # x00026 Stroganova، 2014) ، لم يقم أي منها بتقييم نقدي للعوامل التي قد تفسر أوجه التشابه والتناقض عبر الدراسات.

دفعنا هذا الافتقار إلى الإجماع إلى إجراء تحليل تلوي لاستكشاف ما إذا كانت هناك اختلافات منهجية أو تحفيزية تفسر التناقضات الواضحة عبر الدراسات. قارنا سعة استجابة MMN وزمن استجابة MMN بين الأفراد الذين يعانون من ASD وعناصر تحكم TD المطابقة للعمر. قمنا بتجميع النتائج من جميع التجارب التي استوفت معايير التضمين الخاصة بنا في إطار إحصائي شامل ، تعاملنا مع كل تجربة أو إحصائية كنقطة بيانات واحدة في تحليلنا. نظرًا لتعقيدات جمع بيانات EEG و MEG من الأفراد المصابين بالتوحد ، تميل أحجام العينات في الدراسات الفردية إلى أن تكون صغيرة إلى حد ما وتفتقر إلى القوة القوية بمفردها. قام تحليلنا التلوي بتجميع النتائج عبر الدراسات ، وبالتالي زيادة القوة الإحصائية عند اختبار الفروق الجماعية.

بدأنا بتحليل جميع التجارب المنشورة التي قاسَت فروق المجموعة بين المشاركين في ASD و TD باستخدام إما سعة MMN أو زمن الوصول في نموذج MMN السلبي القائم على السمع. قمنا بعد ذلك بتضييق نطاق تحليلنا ليشمل فقط تلك التجارب التي تحكمت في التباين العام في استجابات المجال المحتمل أو المرتبط بالحدث (ERP / ERF) لرموز التحفيز المختلفة. على وجه التحديد ، قمنا فقط بتضمين الدراسات التي تم فيها حساب MMN من خلال مقارنة الاستجابات لمنبهات متطابقة تم تقديمها في سياقين مختلفين & # x02013 أحدهما كان فيهما انحرافات غير متوقعة والآخر كان فيهما معايير متوقعة. بدون موازنة المنبهات بهذه الطريقة ، قد يكون أي اختلاف في مورفولوجيا الإشارة بين الاستجابة للانحرافات والمعايير ناتجًا عن الاختلافات في الاستجابات العصبية غير ذات الصلة للمنبهات المحددة المقدمة ، مثل الصوت العالي الذي ينتج ERP / ERF أكبر من الصوت الناعم (Duncan et al.، 2009 Kujala et al.، 2007). تابعنا مع التحليلات التي تدرس كيفية تأثير خصائص التحفيز (الكلام مقابل الأصوات غير الكلامية) على حجم تأثير فرق المجموعة وما إذا كانت خصائص المشاركين (العمر والتفكير اللفظي) قد أثرت على النتائج.


وصف مجموعة بيانات EEG (& amp MEG) السمعية

بالنسبة إلى ورشة عمل EEG-MEG في NatMEG ، سجلنا مجموعة بيانات لموضوع واحد للسماح لك بالعمل من خلال جميع الخطوات المختلفة المتضمنة في تحليل EEG-MEG: من المتوسط ​​المرتبط بالحدث إلى تحليل التردد ونمذجة المصدر والإحصاءات.

نموذج غريب الأطوار

التجربة التي أجراها الشخص هي تعديل طفيف لتجربة غريب الأطوار الكلاسيكية. باستخدام نموذج الكرة الغريبة ، يمكن للمرء دراسة مكون EEG المعروف جيدًا والذي يسمى عدم تطابق سلبية (MMN). تتضمن تجربة كرة القدم السمعية الكلاسيكية تقديم سلسلة متواصلة من النغمات المتطابقة بمعدل بطيء نسبيًا ، لنقل ما بين نغمة واحدة كل ثانيتين إلى اثنتين كل ثانية. في كثير من الأحيان ، على سبيل المثال واحد من كل عشرة ، تختلف النغمة قليلاً في درجة الصوت أو المدة أو جهارة الصوت. في نسختنا ، تحدث الكرة الغريبة بعد كل 3 إلى 7 نغمات قياسية. ويتراوح الفاصل الزمني بين كل نغمة بين 700 و 900 مللي ثانية.

عدم تطابق السلبية

ثم تحدث MMN السمعية كإمكانات EEG سلبية أمامية مركزية (نسبة إلى الاستجابة للنغمة القياسية) ، مع وجود مصادر في القشرة السمعية الأولية وغير الأولية وزمن انتقال نموذجي يتراوح بين 150 و 250 مللي ثانية بعد بداية الانحراف نغمة، رنه. لا تعتبر MMN مؤشرًا أو وظيفة سمعية فحسب ، بل ثبت أيضًا أنها تحت تأثير العوامل المعرفية ومؤشرًا على الإعاقات الإدراكية والنفسية. للحصول على نظرة عامة حديثة وشاملة ، يرجى الاطلاع على Näätänen et al (2007).

إعداد المحرك الملحومة

لغرض تحليل الديناميكيات التذبذبية ، أردنا أن يتضمن نموذج الكرة الفردية الاستجابات الحركية ، على وجه التحديد الضغط على الزر الأيمن والأيسر بإصبع السبابة اليمنى واليسرى ، على التوالي. لذلك ، تم استدعاء الشخص للرد بإصبع السبابة اليمنى أو اليسرى كلما ، وفي أسرع وقت ممكن ، بعد حدوث نغمة منحرفة. وبالتالي فإن التجربة متسقة من سلسلة من النغمات القياسية + الانحراف ، يسبقها إشارة (يسار أو يمين) ، ويتبعها الضغط على الزر.

قمع بيتا وانتعاش

من المعروف أن الطاقة في النطاق التجريبي (15-30 هرتز) تتناقص قبل بداية الحركة ولكنها أظهرت زيادة مفاجئة ملحوظة تبدأ بحوالي 300 إلى 400 مللي ثانية بعد إنهاء نشاط مخطط كهربية العضل وتستمر لأكثر من 500 مللي ثانية. يتم ترجمة هذا الارتداد بيتا بعد الحركة (PMBR) إلى مناطق ثنائية من التلفيف ما قبل المركزي ، ولكن مع انحراف أكبر إلى نصف الكرة المقابل. يجب أن تعطينا الاستجابات المتباينة اليسرى مقابل اليمنى ارتدادًا جانبيًا لطيفًا لبيتا في التلفيف ما قبل المركزي.

للحصول على نظرة عامة حديثة على الإيقاعات الحسية ، بما في ذلك ارتداد بيتا ، يرجى الاطلاع على Cheyne (2013).

التدريب مع ردود الفعل وتجارب الوميض

قبل التسجيل ، أجرى الشخص التجربة في جلسة تدريبية قصيرة للتعرف على المهمة. كلما كان الموضوع متأخرًا جدًا في الاستجابة (& gt2 ثانية) ، أو ضغط الزر الخطأ ، تم تقديم التعليقات. في التجربة الفعلية ، كان الموضوع دائمًا في الوقت المحدد وكان يجيب باليد الصحيحة في كل مرة. أخيرًا ، بعد كل استجابة ، يتم تقديم تجربة وميض يُطلب فيها من الأشخاص أن يرمشوا حتى يتمكنوا من التركيز على صليب التثبيت - دون أن يرمشوا - طوال الفترة الزمنية التي نهتم فيها بإشارة الدماغ.

المنبهات

النغمات القياسية كانت موجات جيبية 400 مللي ثانية 1000 هرتز ، مع 50 مللي ثانية تتدرج لأعلى ولأسفل لتجنب صوت النقر. كانت نغمات الكرة الغريبة متطابقة باستثناء 1200 هرتز. يتم تقديم المنبهات السمعية بجهاز خارجي يخزن الملفات الصوتية غير المضغوطة (.wav) التي يمكن تقديمها بدقة أقل من ملي ثانية (سارية المفعول بشكل فوري). تم تقديم الصوت من خلال دشات الصوت المسطحة. قمنا بقياس المدة بين وصول المشغلات (انظر أدناه) في البيانات ووصول الصوت عبر الهواء إلى آذان الموضوع. يستغرق هذا 7.0 مللي ثانية.

محفزات

يسجل نظام MEG محفزات الأحداث في قنوات منفصلة ، تسمى STI101 و STI102. يتم تسجيل هذه القنوات في وقت واحد مع قنوات البيانات ، وبنفس معدل أخذ العينات. لذلك يمكن تحديد وقت البداية (أو الإزاحة) بدقة فيما يتعلق بالبيانات. يمكن استخدام رموز التشغيل التالية للتحليل الذي سنقوم به أثناء ورشة العمل:

  • بداية التحفيز القياسي: 1
  • بداية منبه غريب الأطوار: 2
  • بداية الضغط على زر اليد اليسرى: 256
  • بداية الضغط على زر اليد اليمنى: 4096
  • تم أخذ عينات البيانات عند 1000 هرتز.
  • 306 قناة MEG منها 102 عبارة عن مقاييس مغناطيسية و 204 مقاييس تدرج مستوية.
  • 128 قطب كهربائي EEG. تم وضع المرجع على الخشاء الأيمن ، والأرض على الخشاء الأيسر. يتم وضع مواقع الأقطاب الكهربائية وفقًا لنظام 5٪ ، وهو امتداد للنظام القياسي 10-20 لأغطية تخطيط كهربية الدماغ عالية الكثافة. يمكنك العثور على التفاصيل في Oostenveld and Praamstra، (2001). بالإضافة إلى ذلك ، تم قياس مواقع أقطاب EEG ثلاثية الأبعاد باستخدام نظام Polhemus وتم تسجيلها في البيانات.
  • تم وضع أقطاب كهربية أفقية (1) خارج العين اليسرى واليمنى. تم وضع EOG العمودي (2) أعلى وأسفل العين اليسرى.
  • تم تسجيل مخطط كهربية القلب (ECG) كتسجيل ثنائي القطب من عظام الترقوة.
  • تم تسجيل تخطيط كهربية العضل من ثنيات الذراع السفلية للذراع الأيسر (1) واليمين (2).

ملخص واقترح مزيد من القراءة

في هذا البرنامج التعليمي ، تعلمنا كيفية النظر إلى بيانات MEG و EEG الأولية ، وتحديد التجارب بناءً على رموز المشغل ، والمعالجة المسبقة للبيانات - بما في ذلك التصفية وإعادة الإحالة ، ومتوسط ​​البيانات إلى ERPs و ERFs. ثم تعلمنا بعد ذلك كيفية عرض النتائج من حيث الدورات الزمنية وكذلك الطبوغرافيات المقابلة لها. لقد حصلنا أيضًا على فكرة جيدة عن الاختلافات في طبوغرافيا الحقول والإمكانات عندما قارنا مقاييس المغناطيسية MEG مع مقاييس التدرج و EEG. أخيرًا ، أوضحنا لك أيضًا كيف يمكنك الجمع بين EEG و MEG إذا كنت ترغب في إجراء تحليل لهما في وقت واحد.

إذا كنت مهتمًا بتحليل مختلف لبياناتك يُظهر التغييرات ذات الصلة بالأحداث في المكونات التذبذبية للإشارة ، فيمكنك المتابعة مع البرنامج التعليمي المدمج للتردد الزمني EEG-MEG أو البرنامج التعليمي القياسي لتحليل التردد الزمني.


ملخص واقترح مزيد من القراءة

في هذا البرنامج التعليمي ، تعلمنا كيفية النظر إلى بيانات MEG و EEG الأولية ، وتحديد التجارب بناءً على رموز المشغل ، والمعالجة المسبقة للبيانات - بما في ذلك التصفية وإعادة الإحالة ، ومتوسط ​​البيانات إلى ERPs و ERFs. ثم تعلمنا بعد ذلك كيفية عرض النتائج من حيث الدورات الزمنية وكذلك الطبوغرافيات المقابلة لها. لقد حصلنا أيضًا على فكرة جيدة عن الاختلافات في طبوغرافيا الحقول والإمكانات عندما قارنا مقاييس المغناطيسية MEG مع مقاييس التدرج و EEG. أخيرًا ، أوضحنا لك أيضًا كيف يمكنك الجمع بين EEG و MEG إذا كنت ترغب في إجراء تحليل لهما في وقت واحد.

إذا كنت مهتمًا بتحليل مختلف لبياناتك يُظهر التغييرات ذات الصلة بالحدث في المكونات التذبذبية للإشارة ، فيمكنك المتابعة مع البرنامج التعليمي الموحد للتردد الزمني EEG-MEG أو البرنامج التعليمي القياسي لتحليل التردد الزمني.


أساليب

مشاركون

أجريت الدراسة على مجموعة من 29 مريضًا بالصرع ، وخضعوا لتقييم ما قبل الجراحة باستخدام أقطاب شبكية / شريطية تحت الجافية وأقطاب من عمق الحصين. تم تضمين المرضى فقط في حالة عدم وجود قصور واضح في السمع. كان متوسط ​​عمر المرضى المشمولين (13 ذكور) 37.2 سنة (المدى 16-61). تمثل المجموعة عينة فرعية لدراسة أكبر عن البوابات الحسية التي لا تزال قيد التوصيل. تم إبلاغ المرضى بشكل شامل بأغراض الدراسة ومنحهم موافقة خطية مستنيرة. تمت الموافقة على الدراسة من قبل لجنة الأخلاقيات المحلية بجامعة بون.

تنشيط

تم تحفيز الموضوعات بواسطة سماعات الأذن مع 100 قطار من ست نقرات. كان للمحفزات الخمسة الأولى تردد 1500 هرتز و 6.6 مللي ثانية (بما في ذلك 1.5 مللي ثانية وقت الصعود والهبوط). كان الحافز السادس منحرفًا في كل من التردد (2000 هرتز) والمدة (12.8 مللي ثانية). تم فصل النقرات بمقدار 500 مللي ثانية والقطارات بمقدار 8000 مللي ثانية. تم توجيه الأشخاص إلى الجلوس مسترخيًا على كرسيهم ، لتجنب حركات العين والبقاء مستيقظين. النقرة المنحرفة لا تتطلب أي استجابة سلوكية.

التسجيل وتحليل البيانات

اختلف عدد الأقطاب الكهربائية داخل الجمجمة ومواضعها بين المرضى. يتم سرد مواضع القطب الكهربائي لكل مريض في الجدول 1 ويتم عرض مواضع القطب النموذجي في الأشكال 1 و 3 و 4 و 5. تم تحديد موضع القطب فقط من خلال الغرض من التقييم قبل الجراحة. تم تسجيل البيانات الفيزيولوجية الكهربية بمعدل أخذ عينات يبلغ 1000 هرتز باستخدام نظام EPAS الرقمي (شوارزر ، ميونيخ ، ألمانيا) وبرنامج Harmonie EEG المنفذ (Stellate ، كيبيك ، كندا) في غرفة محمية للصوت. خدم الخشاءات اليمنى واليسرى كمراجع. بالإضافة إلى ذلك ، في غالبية المرضى ، تم تسجيل مخطط كهربية الدماغ السطحي بستة أقطاب كهربائية (Cz ، C3 ، C4 ، T5 ، T6 ، Oz). تم فحص التسجيلات بصريًا بحثًا عن القطع الأثرية وأخذ عينات منها إلى 200 هرتز. تم حساب متوسط ​​شرائح EEG التي تبلغ مدتها 700 مللي ثانية مع فترة ما قبل التحفيز 200 مللي ثانية كخط أساس للأول ، وللمرتبة الثانية إلى الخامسة وللوضع التحفيزي السادس في القطار ، مما أدى إلى ثلاثة أنظمة تخطيط موارد المؤسسات (ERP) متوسطة:1، تخطيط موارد المؤسسات2…5 و ERP6. تم ترشيح البيانات المتوسطة من 1 إلى 20 هرتز مع منحدر 24 ديسيبل / oct لكل منهما وتم تصحيح خط الأساس. تم حساب MMN على أنه فرق محتمل بين ERP6 و ERP2…5 (تخطيط موارد المؤسساتMMN = تخطيط موارد المؤسسات6 - تخطيط موارد المؤسسات2…5) ، نظرًا لأن النقرة الأولى في القطار أثارت N100 أقوى بكثير من المحفزات التالية.

مواضع الأقطاب الكهربائية لكل مريض مشارك في الدراسة

صبور . اليسار . . . . . حق . . . . . .
. F . ر. ص. تم. السل. F . ر. ص. تم. السل. ih.
105 3 × 8 10 3 × 4
106 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 1 × 4
107 8 × 8, 1 × 8 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
108 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
109 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
110 * 1 × 4 2 × 4 8 × 8, 2 × 8 3 × 4
111 4 × 8 10 2 × 4
114 1 × 8 10 2 × 4 2 × 8 10 2 × 4
116 4 × 8
117 * 8 ×8 2 × 4
118 * 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
119 1 × 4 2 × 8 10 2 × 4 1 × 4 2 × 8 10 2 × 4
120 * 3 × 8, 8 × 8, 1 × 8 10 3 × 4 1 × 4
123 * 8 × 8
125 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
126 * 8 × 8
128 * 8 × 8 2 × 4
129 8 × 8 10
130 * 8 × 8
503 2 × 9 2 × 4 4 × 5 2 × 4
504 2 × 9 10 2 × 4 2 × 8 10 2 × 4
508 4 × 8 3 × 4
509 2 × 8, 4 × 8 2 × 4, 1 × 6
(104) 1 × 8 1 × 4 10 2 × 4 1 × 8 10
(112) 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
(121) 4 × 8 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
(122) 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
(127) 2 × 9 10
(501) 10 10
صبور . اليسار . . . . . حق . . . . . .
. F . ر. ص. تم. السل. F . ر. ص. تم. السل. ih.
105 3 × 8 10 3 × 4
106 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 1 × 4
107 8 × 8, 1 × 8 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
108 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
109 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
110 * 1 × 4 2 × 4 8 × 8, 2 × 8 3 × 4
111 4 × 8 10 2 × 4
114 1 × 8 10 2 × 4 2 × 8 10 2 × 4
116 4 × 8
117 * 8 ×8 2 × 4
118 * 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
119 1 × 4 2 × 8 10 2 × 4 1 × 4 2 × 8 10 2 × 4
120 * 3 × 8, 8 × 8, 1 × 8 10 3 × 4 1 × 4
123 * 8 × 8
125 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
126 * 8 × 8
128 * 8 × 8 2 × 4
129 8 × 8 10
130 * 8 × 8
503 2 × 9 2 × 4 4 × 5 2 × 4
504 2 × 9 10 2 × 4 2 × 8 10 2 × 4
508 4 × 8 3 × 4
509 2 × 8, 4 × 8 2 × 4, 1 × 6
(104) 1 × 8 1 × 4 10 2 × 4 1 × 8 10
(112) 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
(121) 4 × 8 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
(122) 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
(127) 2 × 9 10
(501) 10 10

يشير الرقم الموجود في الجدول إلى عدد الأقطاب الكهربائية في أرقام جهات الاتصال الأمامية (f) أو الصدغية (t) أو الجدارية (p) أو الصدغية (tm) أو الصدغية القاعدية (tb) أو أرقام التلامس الكروي (ih) بين عمودين تشير إلى أن تمت تغطية المناطق الزمنية أو الزمنية والجدارية بواسطة أقطاب كهربائية يشير رمز المريض الموجود بين قوسين إلى أنه لا توجد إشارة N100 / MMN يمكن ملاحظتها في رموز المريض هذه للمرضى الذين تم تصوير بياناتهم في الشكل 1 تم تمييزها بعلامة النجمة.

مواضع الأقطاب الكهربائية لكل مريض مشارك في الدراسة

صبور . اليسار . . . . . حق . . . . . .
. F . ر. ص. تم. السل. F . ر. ص. تم. السل. ih.
105 3 × 8 10 3 × 4
106 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 1 × 4
107 8 × 8, 1 × 8 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
108 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
109 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
110 * 1 × 4 2 × 4 8 × 8, 2 × 8 3 × 4
111 4 × 8 10 2 × 4
114 1 × 8 10 2 × 4 2 × 8 10 2 × 4
116 4 × 8
117 * 8 ×8 2 × 4
118 * 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
119 1 × 4 2 × 8 10 2 × 4 1 × 4 2 × 8 10 2 × 4
120 * 3 × 8, 8 × 8, 1 × 8 10 3 × 4 1 × 4
123 * 8 × 8
125 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
126 * 8 × 8
128 * 8 × 8 2 × 4
129 8 × 8 10
130 * 8 × 8
503 2 × 9 2 × 4 4 × 5 2 × 4
504 2 × 9 10 2 × 4 2 × 8 10 2 × 4
508 4 × 8 3 × 4
509 2 × 8, 4 × 8 2 × 4, 1 × 6
(104) 1 × 8 1 × 4 10 2 × 4 1 × 8 10
(112) 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
(121) 4 × 8 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
(122) 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
(127) 2 × 9 10
(501) 10 10
صبور . اليسار . . . . . حق . . . . . .
. F . ر. ص. تم. السل. F . ر. ص. تم. السل. ih.
105 3 × 8 10 3 × 4
106 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 1 × 4
107 8 × 8, 1 × 8 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
108 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
109 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
110 * 1 × 4 2 × 4 8 × 8, 2 × 8 3 × 4
111 4 × 8 10 2 × 4
114 1 × 8 10 2 × 4 2 × 8 10 2 × 4
116 4 × 8
117 * 8 ×8 2 × 4
118 * 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
119 1 × 4 2 × 8 10 2 × 4 1 × 4 2 × 8 10 2 × 4
120 * 3 × 8, 8 × 8, 1 × 8 10 3 × 4 1 × 4
123 * 8 × 8
125 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
126 * 8 × 8
128 * 8 × 8 2 × 4
129 8 × 8 10
130 * 8 × 8
503 2 × 9 2 × 4 4 × 5 2 × 4
504 2 × 9 10 2 × 4 2 × 8 10 2 × 4
508 4 × 8 3 × 4
509 2 × 8, 4 × 8 2 × 4, 1 × 6
(104) 1 × 8 1 × 4 10 2 × 4 1 × 8 10
(112) 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
(121) 4 × 8 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
(122) 1 × 4 10 2 × 4 1 × 4 10 2 × 4
(127) 2 × 9 10
(501) 10 10

يشير الرقم الموجود في الجدول إلى عدد الأقطاب الكهربائية في أرقام جهات الاتصال الأمامية (f) أو الصدغية (t) أو الجدارية (p) أو الصدغية (tm) أو الصدغية القاعدية (tb) أو أرقام التلامس الكروي (ih) بين عمودين تشير إلى أن تمت تغطية المناطق الزمنية أو الزمنية والجدارية بواسطة أقطاب كهربائية يشير رمز المريض الموجود بين قوسين إلى أنه لا توجد إشارة N100 / MMN يمكن ملاحظتها في رموز المريض هذه للمرضى الذين تم تصوير بياناتهم في الشكل 1 تم تمييزها بعلامة النجمة.

البيانات الفردية داخل الجمجمة: في التصوير بالرنين المغناطيسي ، تصبح الأقطاب الكهربائية المزروعة مرئية كقطع أثرية (العمود الأيسر) ، ويتم تمييز القطب (الأقطاب) المحدد للتحليل بواسطة سهم (أسهم) أبيض. في العمود الأوسط ، يتم عرض وضع القطب التخطيطي للفرد ويشار إلى الأقطاب الكهربائية المختارة بدائرة مملوءة. في العمود الأيمن ، يتم وصف تخطيط موارد المؤسسات في الموضع (المواضع) المحددة للتوضيح فقط يتم عرض اثنين من تخطيط موارد المؤسسات لكل فرد يمثل كل صف مجموعة بيانات من فرد واحد: (أ) الصدغي N100 للمريض 110 ، (ب) Fronto-central N100 للمريض 120 ، و (ج) N100 بين الكرة الأرضية الأمامي للمريض 128 (ERP1 مقابل تخطيط موارد المؤسسات2…5).

البيانات الفردية داخل الجمجمة: في التصوير بالرنين المغناطيسي ، تصبح الأقطاب الكهربائية المزروعة مرئية كقطع أثرية (العمود الأيسر) ، ويتم تمييز القطب (الأقطاب) المحدد للتحليل بواسطة سهم (أسهم) أبيض. في العمود الأوسط ، يتم عرض وضع القطب التخطيطي للفرد ويشار إلى الأقطاب الكهربائية المختارة بدائرة مملوءة. في العمود الأيمن ، يتم وصف تخطيط موارد المؤسسات في الموضع (المواضع) المحددة للتوضيح فقط يتم عرض اثنين من تخطيط موارد المؤسسات لكل فرد يمثل كل صف مجموعة بيانات من فرد واحد: (أ) الصدغي N100 للمريض 110 ، (ب) Fronto-central N100 للمريض 120 ، و (ج) N100 بين الكرة الأرضية الأمامي للمريض 128 (ERP1 مقابل تخطيط موارد المؤسسات2…5).

تم تحديد مواضع الإلكترود التي تعرض مكوني ERP ذي الأهمية ، وهما N100 و MMN ، من خلال الفحص البصري لـ ERP1 و ERPMMN، على التوالى. كان من المتوقع أن يصل N100 إلى ذروته في نافذة زمن الوصول من 80 إلى 140 مللي ثانية. تم اختيار هذا الإزاحة المتأخرة للنافذة الزمنية لأن معظم المرضى كانوا يتناولون الأدوية المضادة للتشنج في وقت القياس ويمكن لهذا الدواء أن يبطئ مكونات ERP طويلة المدى. كما تم أخذ الدورة الزمنية لـ ERP مع انعكاس القطبية قبل وبعد N100 و ERP في القطب Cz في الاعتبار لتعريف ذروة N100. كان من المتوقع أن يصل MMN إلى ذروته في وقت متأخر عن N100 حتى زمن وصول قدره 250 مللي ثانية. تم اعتبار القمم في كلا نطاقي الكمون واضحة فقط إذا تم تمييزها من نشاط الدماغ السابق أو اللاحق وكان اتساعها يتفوق بوضوح على نشاط خط الأساس. إذا أظهر قطبان متجاوران أو أكثر ذروة في زمن انتقال مماثل ، فسيتم اختيار القطب ذي السعة الأكبر فقط للتحليل لأنه في هذه الحالة يُفترض أن القمة المرصودة تنشأ من مصدر مشترك ، وأفضل تمثيل لها هو القطب ذو أعلى السعة. ستتم الإشارة إلى الأقطاب الكهربائية المحددة باسم أقطاب N100 و MMN.

للتحقق من صحة الأقطاب الكهربائية والأشكال الموجية المحددة ، تم حساب المتوسطات الكبرى لهذه الأقطاب في الفص الصدغي أو بالقرب منه. تم قياس سعات الذروة وأوقات الاستجابة لـ N100 عند الذروة الفردية لـ ERPs عند أقطاب N100 وفي ذروة زمن انتقال تخطيط موارد المؤسسات (ERP)6 أو ، إذا لم يكن ذلك ممكنًا في ذروة زمن انتقال تخطيط موارد المؤسسات (ERP)MMN، في أقطاب MMN. تخطيط موارد المؤسسات1 و ERP2…5 في الغالب لم يكن لديه ذروة ملحوظة في نطاق زمن الوصول هذا. تمت مقارنة السعات والكمون بين تخطيط موارد المؤسسات عن طريق تحليل قياس التباين المتكرر (ANOVA) و آخر مخصص يقترن ر الاختبارات. تم التحقق من موقع الأقطاب الكهربائية من محوري وإكليلي ، 2 مم تي2يتم الحصول على صور رنين مغناطيسي FLAIR ذات وزن وشرائح 3 مم بشكل روتيني بعد زرع القطب.


مقدمة

سلبية عدم التطابق (MMN) هي احتمال مرتبط بالحدث (ERP) يتم استنباطه عندما يتم مقاطعة سلسلة من الأصوات المتكررة غير المراقبة بواسطة منبه منحرف. 1 يبدو أن علم الأمراض الرئيسي للحد من MMN ينشأ من خلل في ن-الميثيل-دنظام مستقبلات الأسبارتات (NMDA). قد يفسر الخلل الغلوتاماتي بوساطة مستقبلات NMDA 2 ، 3 بشكل جيد أمراض كل من الفصام والاضطراب ثنائي القطب ، 3 ، 4 التي تظهر صراحة توهين MMN.

هناك نظريتان رئيسيتان بشأن الآليات الكامنة وراء MMN. إحدى النظريات هي & # x0201csensory memory. & # x0201d 5 وفقًا لهذه النظرية ، تترك المنبهات القياسية أثرًا في الذاكرة ، ويتم استحضار MMN بواسطة المنبهات المنحرفة التي لها خاصية حسية غير متطابقة. تم توسيع هذه النظرية إلى & # x0201c الترميز التنبئي & # x0201d 6 و & # x0201c بانتظام انتهاك & # x0201d النظريات 7 التي تنص على أنه يمكن تفسير MMN بخطأ تنبؤ عن طريق التحفيز المنحرف. النظرية الأخرى هي & # x0201cneural adjustment، & # x0201d 8 التي تشرح أن المحفزات المعيارية المتكررة تؤدي إلى تكيف وتخفيف النشاط العصبي ، في حين أن الخلايا العصبية تعتبر المنبهات المنحرفة جديدة ، وأقل تكيفًا معها.

تم العثور على الحد من MMN باستمرار في الفصام عبر مراحل مختلفة من تقدم المرض 9 & # x0201311 وتم تفسيره على أنه يعكس ضعف في المعالجة السمعية المبكرة قبل الانتباه. 12 ، 13 أظهرت الأبحاث الحديثة أيضًا أن الاضطراب ثنائي القطب يظهر انخفاضًا غير طبيعي في MMN. 14 & # x0201316 ومع ذلك ، بالنظر إلى أن الأبحاث السابقة حول الاضطراب الثنائي القطب أبلغت عن نتائج فارغة ، 17 & # x0201319 ، لا يزال من غير الواضح مدى قوة الانخفاض الواضح في MMN في الاضطراب الثنائي القطب.

يتم إنشاء MMN السمعي بشكل عام في القشرة السمعية الأولية وفي المناطق المجاورة للفص الصدغي العلوي. تعتبر المناطق الأمامية بما في ذلك التلفيف الجبهي الأوسط والسفلي (IFG) والقشرة الحزامية الأمامية (ACC) بمثابة مولدات MMN إضافية. 20 & # x0201327 يتم تنشيط المولدات الأمامية لـ MMN في وقت متأخر قليلاً عن المولدات الزمنية. ارتبطت المولدات الزمنية بتحليل الميزات السمعية واكتشاف الانحراف ، والمولدات الأمامية بالتحويل غير الطوعي للانتباه نحو التغييرات في البيئة السمعية. علاوة على ذلك ، تم الإبلاغ عن أن التغييرات الوظيفية والتشريحية في المناطق التي تعتبر مولدات MMN مرتبطة بوظيفة تنفيذية ضعيفة في مرض انفصام الشخصية ، وضعف في العملية العاطفية والتحكم في التثبيط في الاضطراب ثنائي القطب. 29 & # x0201331

أظهرت دراسات التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) تشوهات هيكلية في الدماغ لدى مرضى الفصام والاضطراب ثنائي القطب. أظهرت العديد من الدراسات مؤخرًا أن الترقق القشري في الفص الجبهي يبدو شائعًا في كل من الفصام والاضطراب ثنائي القطب. 32 & # x0201334 اقترحت هذه الدراسات أن ترقق الفص الجبهي قد يمثل ميزة بيولوجية مشتركة بين المجموعتين المرضيتين.

كانت هناك دراسات قليلة تبحث في العلاقة بين تقليل MMN والتشوهات الهيكلية للدماغ في مرض انفصام الشخصية. تم الإبلاغ عن ارتباط تقليل MMN بتخفيض حجم المادة الرمادية في التلفيف Heschl & # x02019s في نصف الكرة الأيسر. أظهرت دراسة أخرى أن تخفيضات المادة الرمادية الثنائية في التلفيف Heschl & # x02019s وكذلك المناطق الحركية والتنفيذية للقشرة الأمامية مرتبطة بسعة MMN المنخفضة. أظهرت الدراسة الأخيرة وجود ارتباطات سلبية بين نشاط مصدر MMN وسمك القشرة في التلافيف الأمامية السفلية الثنائية. 37 بالنسبة للاضطراب ثنائي القطب ، هناك نقص في الأبحاث حول تشوهات MMN وهياكل الدماغ. علاوة على ذلك ، لم تقم أي دراسات سابقة باستكشاف ومقارنة العلاقة بين MMN وسمك القشرة في مرضى الفصام والاضطراب ثنائي القطب.

يعد الخلل الوظيفي العصبي والاضطرابات في الوظيفة الاجتماعية من السمات المعروفة لمرض انفصام الشخصية. 38 ، 39 تشير العديد من الدراسات إلى أن الخلل الوظيفي العصبي قد يترافق مع ضعف الأداء الاجتماعي في مرض انفصام الشخصية. يُنظر إلى الاضطراب ثنائي القطب بشكل عام على أنه مسار ونتائج أفضل من مرض انفصام الشخصية. 42 ومع ذلك ، فقد كشفت الدراسات السابقة أن المرضى الذين يعانون من الاضطراب ثنائي القطب يظهرون عجزًا عصبيًا نفسيًا في الوظيفة التنفيذية والتعلم اللفظي والذاكرة اللفظية الفورية والمتأخرة. 43 ، 44 علاوة على ذلك ، تم الإبلاغ عن عجز في الأداء الاجتماعي في المرضى الذين يعانون من اضطراب ثنائي القطب. 42

في هذه الدراسة ، هدفنا إلى دراسة تقليل MMN وعلاقته بسمك القشرة في مرضى الفصام والاضطراب ثنائي القطب ، لأغراض استكشافية. بالإضافة إلى ذلك ، تم فحص الارتباطات بين MMN والأداء العصبي والاجتماعي. افترضنا أن سعة MMN ستنخفض في المرضى الذين يعانون من الفصام والاضطراب ثنائي القطب مقارنة بأولئك في الضوابط الصحية (HCs) وأن انخفاض MMN سيظهر علاقات وثيقة مع سمك القشرة للمناطق الأمامية والزمانية.


وصف مجموعة بيانات EEG (& amp MEG) السمعية

بالنسبة إلى ورشة عمل EEG-MEG في NatMEG ، سجلنا مجموعة بيانات لموضوع واحد للسماح لك بالعمل من خلال جميع الخطوات المختلفة المتضمنة في تحليل EEG-MEG: من المتوسط ​​المرتبط بالحدث إلى تحليل التردد ونمذجة المصدر والإحصاءات.

نموذج غريب الأطوار

التجربة التي أجراها الشخص هي تعديل طفيف لتجربة غريب الأطوار الكلاسيكية. باستخدام نموذج الكرة الغريبة ، يمكن للمرء دراسة مكون EEG المعروف جيدًا والذي يسمى عدم تطابق سلبية (MMN). تتضمن تجربة كرة القدم السمعية الكلاسيكية تقديم سلسلة متواصلة من النغمات المتطابقة بمعدل بطيء نسبيًا ، لنقل ما بين نغمة واحدة كل ثانيتين إلى اثنتين كل ثانية. في كثير من الأحيان ، على سبيل المثال واحد من كل عشرة ، تختلف النغمة قليلاً في درجة الصوت أو المدة أو جهارة الصوت. في نسختنا ، تحدث الكرة الغريبة بعد كل 3 إلى 7 نغمات قياسية. ويتراوح الفاصل الزمني بين كل نغمة بين 700 و 900 مللي ثانية.

عدم تطابق السلبية

ثم تحدث MMN السمعية كإمكانات EEG سلبية أمامية مركزية (نسبة إلى الاستجابة للنغمة القياسية) ، مع وجود مصادر في القشرة السمعية الأولية وغير الأولية وزمن انتقال نموذجي يتراوح بين 150 و 250 مللي ثانية بعد بداية الانحراف نغمة، رنه. لا تعتبر MMN مؤشرًا أو وظيفة سمعية فحسب ، بل ثبت أيضًا أنها تحت تأثير العوامل المعرفية ومؤشرًا على الإعاقات الإدراكية والنفسية. للحصول على نظرة عامة حديثة وشاملة ، يرجى الاطلاع على Näätänen et al (2007).

إعداد المحرك الملحومة

لغرض تحليل الديناميكيات التذبذبية ، أردنا أن يتضمن نموذج الكرة الفردية الاستجابات الحركية ، على وجه التحديد الضغط على الزر الأيمن والأيسر بإصبع السبابة اليمنى واليسرى ، على التوالي.لذلك ، تم استدعاء الشخص للرد بإصبع السبابة اليمنى أو اليسرى كلما ، وفي أسرع وقت ممكن ، بعد حدوث نغمة منحرفة. وبالتالي فإن التجربة متسقة من سلسلة من النغمات القياسية + الانحراف ، يسبقها إشارة (يسار أو يمين) ، ويتبعها الضغط على الزر.

قمع بيتا وانتعاش

من المعروف أن الطاقة في النطاق التجريبي (15-30 هرتز) تتناقص قبل بداية الحركة ولكنها أظهرت زيادة مفاجئة ملحوظة تبدأ بحوالي 300 إلى 400 مللي ثانية بعد إنهاء نشاط مخطط كهربية العضل وتستمر لأكثر من 500 مللي ثانية. يتم ترجمة هذا الارتداد بيتا بعد الحركة (PMBR) إلى مناطق ثنائية من التلفيف ما قبل المركزي ، ولكن مع انحراف أكبر إلى نصف الكرة المقابل. يجب أن تعطينا الاستجابات المتباينة اليسرى مقابل اليمنى ارتدادًا جانبيًا لطيفًا لبيتا في التلفيف ما قبل المركزي.

للحصول على نظرة عامة حديثة على الإيقاعات الحسية ، بما في ذلك ارتداد بيتا ، يرجى الاطلاع على Cheyne (2013).

التدريب مع ردود الفعل وتجارب الوميض

قبل التسجيل ، أجرى الشخص التجربة في جلسة تدريبية قصيرة للتعرف على المهمة. كلما كان الموضوع متأخرًا جدًا في الاستجابة (& gt2 ثانية) ، أو ضغط الزر الخطأ ، تم تقديم التعليقات. في التجربة الفعلية ، كان الموضوع دائمًا في الوقت المحدد وكان يجيب باليد الصحيحة في كل مرة. أخيرًا ، بعد كل استجابة ، يتم تقديم تجربة وميض يُطلب فيها من الأشخاص أن يرمشوا حتى يتمكنوا من التركيز على صليب التثبيت - دون أن يرمشوا - طوال الفترة الزمنية التي نهتم فيها بإشارة الدماغ.

المنبهات

النغمات القياسية كانت موجات جيبية 400 مللي ثانية 1000 هرتز ، مع 50 مللي ثانية تتدرج لأعلى ولأسفل لتجنب صوت النقر. كانت نغمات الكرة الغريبة متطابقة باستثناء 1200 هرتز. يتم تقديم المنبهات السمعية بجهاز خارجي يخزن الملفات الصوتية غير المضغوطة (.wav) التي يمكن تقديمها بدقة أقل من ملي ثانية (سارية المفعول بشكل فوري). تم تقديم الصوت من خلال دشات الصوت المسطحة. قمنا بقياس المدة بين وصول المشغلات (انظر أدناه) في البيانات ووصول الصوت عبر الهواء إلى آذان الموضوع. يستغرق هذا 7.0 مللي ثانية.

محفزات

يسجل نظام MEG محفزات الأحداث في قنوات منفصلة ، تسمى STI101 و STI102. يتم تسجيل هذه القنوات في وقت واحد مع قنوات البيانات ، وبنفس معدل أخذ العينات. لذلك يمكن تحديد وقت البداية (أو الإزاحة) بدقة فيما يتعلق بالبيانات. يمكن استخدام رموز التشغيل التالية للتحليل الذي سنقوم به أثناء ورشة العمل:

  • بداية التحفيز القياسي: 1
  • بداية منبه غريب الأطوار: 2
  • بداية الضغط على زر اليد اليسرى: 256
  • بداية الضغط على زر اليد اليمنى: 4096
  • تم أخذ عينات البيانات عند 1000 هرتز.
  • 306 قناة MEG منها 102 عبارة عن مقاييس مغناطيسية و 204 مقاييس تدرج مستوية.
  • 128 قطب كهربائي EEG. تم وضع المرجع على الخشاء الأيمن ، والأرض على الخشاء الأيسر. يتم وضع مواقع الأقطاب الكهربائية وفقًا لنظام 5٪ ، وهو امتداد للنظام القياسي 10-20 لأغطية تخطيط كهربية الدماغ عالية الكثافة. يمكنك العثور على التفاصيل في Oostenveld and Praamstra، (2001). بالإضافة إلى ذلك ، تم قياس مواقع أقطاب EEG ثلاثية الأبعاد باستخدام نظام Polhemus وتم تسجيلها في البيانات.
  • تم وضع أقطاب كهربية أفقية (1) خارج العين اليسرى واليمنى. تم وضع EOG العمودي (2) أعلى وأسفل العين اليسرى.
  • تم تسجيل مخطط كهربية القلب (ECG) كتسجيل ثنائي القطب من عظام الترقوة.
  • تم تسجيل تخطيط كهربية العضل من ثنيات الذراع السفلية للذراع الأيسر (1) واليمين (2).

مقدمة

يتميز اضطراب طيف التوحد (ASD) بضعف في التواصل الاجتماعي والتفاعل بالإضافة إلى وجود سلوكيات أو اهتمامات متكررة ومقيدة ، بما في ذلك الاستجابات غير النمطية للمنبهات الحسية مثل الأصوات (American Psychiatric Association ، 2013). غالبًا ما تحدث ضعف اللغة ، رغم أنها ليست الأعراض الأساسية في ASD (Tager-Flusberg et al. ، 2005). ترتبط الاستجابات غير النمطية للمحفزات السمعية وصعوبة تعلم اللغة المنطوقة باضطرابات التصفية السمعية ، والتمييز بين الخصائص الصوتية ، وتحديد مصدر الصوت ، وذاكرة العمل السمعية (Anderson & # x00026 Kraus، 2010 Foss-Feig، Stone، & # x00026 Wallace، 2012 N & # x000e4 & # x000e4t & # x000e4nen et al.، 2012 O & # x02019Connor، 2012). بالنظر إلى أن هذه العمليات هي مكونات حيوية للمعالجة السمعية ، افترض العديد من الباحثين أنه في ASD ، هناك اضطراب شائع في الشبكات العصبية التي تحكم المعالجة السمعية الأساسية (Bomba & # x00026 Pang ، 2004 Marco ، Hinkley ، Hill ، & # x00026 Nagarajan ، 2011). لتحديد القواعد الأساسية للمعالجة السمعية غير النمطية في الاضطرابات القائمة على الدماغ ، غالبًا ما يلجأ الباحثون إلى تدابير مثل تخطيط كهربية الدماغ (EEG) وتخطيط الدماغ المغناطيسي (MEG). تتميز مناهج التصوير الكهروضوئي هذه بالدقة الزمنية اللازمة لتتبع النشاط العصبي المرتبط بأحداث سمعية محددة ، وبالتالي توفير نافذة للمعالجة السمعية التي لا توفرها التدابير العصبية الأخرى غير الغازية 2. هنا ، تم إجراء تحليل تلوي لتحديد مدى اختلاف الاستجابة العصبية التي تعكس تمييز السمات الصوتية والذاكرة العاملة السمعية في المعالجة السمعية المبكرة في ASD بالنسبة للتطور النموذجي (TD).

ركزنا على نهج واحد مشترك يمكنه التقاط مثل هذه الميزات للمعالجة السمعية المبكرة: نموذج عدم التطابق السلبي (MMN) (N & # x000e4 & # x000e4t & # x000e4nen et al.، 2012 N & # x000e4 & # x000e4t & # x000e4nen، Paavilainen، Rinne، Alho، 2007). يقيس MMN قدرة فردية & # x02019s على اكتشاف التغييرات في الأنماط السمعية من خلال تقديم نمط يحدث بانتظام & # x0201cstandard & # x0201d يتم مقاطعته عشوائيًا بمحفزات نادرة & # x0201cdeviant & # x0201d (Naatanen ، Gaillard ، & # x00026 M & # x000e4ntysalo ، 1978). عادة ما تختلف المنبهات المنحرفة إدراكيًا عن المعايير في ميزة صوتية واحدة ، مثل الشدة أو درجة الصوت أو الصوت. عادةً ما تؤدي الأصوات النادرة غير المتوقعة إلى استجابات عصبية غير موجودة عند توقع نفس الصوت. يشير حجم هذه الاستجابات العصبية إلى درجة تكوين المستمع لتتبع ذاكرة لنمط سمعي مستمر واكتشاف انحراف عن هذا التتبع (Kujala & # x00026 N & # x000e4 & # x000e4t & # x000e4nen، 2010). لقد قيل أن هذه الاستجابة العصبية مدفوعة بنشاط مستقبلات NMDA في القشرة السمعية والجبهة الثنائية (N & # x000e4 & # x000e4t & # x000e4nen et al. ، 2012). يمكن اكتشاف مكونات MMN جيدًا على خط الوسط الأمامي الأوسط لفروة الرأس باستخدام EEG ويمكن قياسها كمكون سلبي يحدث من 100 إلى 250 مللي ثانية بعد بداية التحفيز المنحرف (Haesen et al. ، 2011). في فضاء المصدر ، ينشأ مجال عدم التطابق من المولدات الأمامية وفوق الزمانية خلال نافذة زمنية مماثلة (Giard et al. ، 1990 Novak et al. ، 1990).

يتم حساب مكون MMN نفسه من الفرق بين الاستجابة التي يثيرها نفس الحدث عندما يكون معيارًا وعندما يكون منحرفًا. من خلال المقارنة المباشرة للاستجابات للمنبهات المتطابقة عندما تكون متوقعة مقابل عندما تكون منحرفة ، فإن MMN في مقياس أساسي مصحح ، يكشف عن نشاط عصبي مدفوع بسماع حدث غير متوقع. يتم تحديد كمون استجابة MMN بناءً على توقيت الذروة السلبية في شكل موجة الاختلاف. يمكن حساب سعة الاستجابة بأخذ متوسط ​​الاستجابة في نافذة تتمحور حول هذه الذروة السلبية. ومع ذلك ، فإن نافذة التحليل المستخدمة لتحديد سعة MMN ووقت الاستجابة تختلف عبر الدراسات (على سبيل المثال ، يمكن أن تستند إلى كل موضوع فردي & # x02019 شكل موجة ، بناءً على متوسط ​​شكل الموجة لكل مجموعة موضوع ، أو بناءً على المتوسط ​​من جميع المشاركين). تشير مقاييس سعة MMN وزمن الاستجابة إلى تمييز سريع مدفوع بكل من العمليات اليقظة التلقائية من أسفل إلى أعلى ومن أعلى إلى أسفل في المراحل المبكرة من المعالجة القشرية (N & # x000e4 & # x000e4t & # x000e4nen et al.، 2012 Roberts et al.، 2011) .

يمكن استنباط استجابة MMN أثناء المهام النشطة ، حيث يقوم الموضوع باستجابة علنية عند اكتشاف الحافز المنحرف ، وفي الإعدادات عندما يستمع الموضوع بشكل سلبي ، دون الحاجة إلى استجابة علنية. على هذا النحو ، تعد MMN واحدة من المقاييس العصبية القليلة المعتمدة للمعالجة السمعية التي لا تتطلب درجة عالية من التعليمات أو الاهتمام الصريح أو المشاركة النشطة من المشارك في البحث (Bishop، 2007 N & # x000e4 & # x000e4t & # x000e4nen et al. ، 2012). هذا يجعل MMN جذابة للباحثين الذين يدرسون الأفراد المصابين بالتوحد ، والذين تتراوح قدراتهم اللفظية والمعرفية عبر نطاق واسع للنماذج المقاسة في بيئة نشطة تتطلب من الأشخاص اتباع التعليمات أو الانتباه إلى المحفزات أو أداء مهمة سلوكية أو اختلافات في الموضوعات و تؤثر قدرات # x02019 بلا شك على الاستجابة المقاسة. لإجراء مقارنات ذات مغزى بين المجموعات من التجارب التي تشمل موضوعات مع وبدون عجز لفظي ومعرفي ، من المهم استخدام نموذج لا يتأثر الأداء بشكل كبير بالاهتمام أو العمليات المعرفية الأخرى ذات المستوى الأعلى.

تم إجراء العديد من تجارب MMN السلبية على مجتمع ASD ، ولكن لا يوجد إجماع عبر الدراسات حول ما إذا كان الأشخاص المصابون بالتوحد يُظهرون استجابة MMN مختلفة للانحرافات السمعية أم لا. أبلغت بعض المنشورات عن استجابات عالية و / أو سابقة لـ MMN للانحرافات الصوتية في ASD ، مما يشير إلى حساسية سمعية أكبر للتغيرات في المنبهات الصوتية (Gomot et al. ، 2011 Lepist & # x000f6 ، Niemin-von Wendt ، von Wendt ، N & # x000e4 & # x000e4t & # x000e4nen ، & # x00026 Kujala ، 2007). أبلغت المنشورات الأخرى عن استجابات MMN المكبوتة و / أو المتأخرة للمنحرفات الصوتية في ASD ، مما يشير إلى حساسية أضعف (Andersson، Posserud، & # x00026 Lundervold، 2013 Yu et al.، 2015). لا يزال البعض الآخر قد أبلغ عن نتائج مختلطة ، مثل أن بعض المنبهات المنحرفة تثير اختلافات في المجموعة بينما لا يفعل البعض الآخر (Lepist & # x000f6 et al. ، 2005 Lepist & # x000f6 et al. ، 2008). بينما وصفت العديد من المراجعات السابقة هذه النتائج المتضاربة (Foss-Feig et al.، 2012 Haesen et al.، 2011 Kujala et al.، 2013 McFadden & # x00026 Rojas، 2013 N & # x000e4 & # x000e4t & # x000e4nen & # x00026 Kujala، 2011 O & # x02019Connor، 2012 Orekhova & # x00026 Stroganova، 2014) ، لم يقم أي منها بتقييم نقدي للعوامل التي قد تفسر أوجه التشابه والتناقض عبر الدراسات.

دفعنا هذا الافتقار إلى الإجماع إلى إجراء تحليل تلوي لاستكشاف ما إذا كانت هناك اختلافات منهجية أو تحفيزية تفسر التناقضات الواضحة عبر الدراسات. قارنا سعة استجابة MMN وزمن استجابة MMN بين الأفراد الذين يعانون من ASD وعناصر تحكم TD المطابقة للعمر. قمنا بتجميع النتائج من جميع التجارب التي استوفت معايير التضمين الخاصة بنا في إطار إحصائي شامل ، تعاملنا مع كل تجربة أو إحصائية كنقطة بيانات واحدة في تحليلنا. نظرًا لتعقيدات جمع بيانات EEG و MEG من الأفراد المصابين بالتوحد ، تميل أحجام العينات في الدراسات الفردية إلى أن تكون صغيرة إلى حد ما وتفتقر إلى القوة القوية بمفردها. قام تحليلنا التلوي بتجميع النتائج عبر الدراسات ، وبالتالي زيادة القوة الإحصائية عند اختبار الفروق الجماعية.

بدأنا بتحليل جميع التجارب المنشورة التي قاسَت فروق المجموعة بين المشاركين في ASD و TD باستخدام إما سعة MMN أو زمن الوصول في نموذج MMN السلبي القائم على السمع. قمنا بعد ذلك بتضييق نطاق تحليلنا ليشمل فقط تلك التجارب التي تحكمت في التباين العام في استجابات المجال المحتمل أو المرتبط بالحدث (ERP / ERF) لرموز التحفيز المختلفة. على وجه التحديد ، قمنا فقط بتضمين الدراسات التي تم فيها حساب MMN من خلال مقارنة الاستجابات لمنبهات متطابقة تم تقديمها في سياقين مختلفين & # x02013 أحدهما كان فيهما انحرافات غير متوقعة والآخر كان فيهما معايير متوقعة. بدون موازنة المنبهات بهذه الطريقة ، قد يكون أي اختلاف في مورفولوجيا الإشارة بين الاستجابة للانحرافات والمعايير ناتجًا عن الاختلافات في الاستجابات العصبية غير ذات الصلة للمنبهات المحددة المقدمة ، مثل الصوت العالي الذي ينتج ERP / ERF أكبر من الصوت الناعم (Duncan et al.، 2009 Kujala et al.، 2007). تابعنا مع التحليلات التي تدرس كيفية تأثير خصائص التحفيز (الكلام مقابل الأصوات غير الكلامية) على حجم تأثير فرق المجموعة وما إذا كانت خصائص المشاركين (العمر والتفكير اللفظي) قد أثرت على النتائج.


مقدمة

سلبية عدم التطابق (MMN) هي استجابة كهربائية فيزيولوجية تعكس الاكتشاف التلقائي للتغير في البيئة الحسية ، وينتج عن انتهاك انتظام راسخ في سلسلة من المحفزات الحسية. يمكن أن تأخذ مثل هذه الانتهاكات شكل تغييرات فيزيائية بسيطة في خصائص التحفيز ، على سبيل المثال ، تغيير في درجة المنبه الصوتي (Paavilainen et al. ، 1993) ، لتجريد الانحرافات في العلاقات بين المحفزات ، على سبيل المثال ، فقدان خطوة في مقياس موسيقي (Brattico et al. ، 2006) ، أو حافز غير متماثل في سلسلة من المحفزات المتماثلة (Kecsk & # x000E9s-Kov & # x000E1cs et al. ، 2012). منذ وصفها الأول (N & # x000E4 & # x000E4t & # x000E4nen et al. ، 1978 N & # x000E4 & # x000E4t & # x000E4nen and Michie ، 1979) أصبحت أداة راسخة في التحقيق في المعالجة الحسية والانتباه ، وعلامة التدهور المعرفي عبر مجموعة متنوعة من الظروف (انظر N & # x000E4 & # x000E4t & # x000E4nen et al. ، 2011 للمراجعة). بعد التركيز الأولي على MMN السمعي (aMMN) ، يوجد الآن مجموعة ثابتة من الأدلة لـ MMN في الطريقة المرئية ، vMMN (انظر Pazo-Alvarez et al. ، 2003 Kimura et al. ، 2011 Winkler and Czigler ، 2012 للمراجعات).

تتمثل الطريقة النموذجية لقياس استجابة MMN في طرح الاستجابة المحتملة المستحثة (EP) لحافز التكرار القياسي من المنبه المنحرف ، أي الحافز الذي ينتهك الانتظام الذي حدده المعيار. تعكس موجة الفرق الناتجة اختلاف المعالجة العصبية بين المنبهات المعيارية والمنحرفة. تختلف الأساليب الإحصائية ولكن الهدف عادةً هو تحديد مدة وحجم أي انحراف في موجة الاختلاف عن الصفر.

بالإضافة إلى فحص الاستجابات الفيزيولوجية الكهربية بالسعة كدالة للوقت ، يمكن أيضًا فحص الاستجابات نفسها في مجال التردد ، من أجل فحص الخصائص التذبذبية للاستجابة كدالة للوقت. منذ الملاحظة الأولى للتغيرات التذبذبية المتعلقة بالحدث (Berger ، 1929) ، ظهر بشكل متزايد أن النشاط التذبذب يلعب دورًا رئيسيًا في استكشاف العمليات الحسية والمعرفية والحركية (انظر Ba & # x0015Far et al.، 2001 Ward، 2003 Buzs & # x000E1ki and Draguhn، 2004 للمراجعات). عادةً ما يتم فصل التذبذبات إلى النطاقات التالية للتحليل ، دلتا (0 & # x020134 هرتز) ، ثيتا (4 & # x020138 هرتز) ، ألفا (8 & # x0201314 هرتز) ، بيتا (14 & # x0201330 هرتز) ، وجاما (30 & # 43) هرتز). في الطريقة المرئية ، ارتبطت العمليات المتضمنة أو المتأثرة باستجابة vMMN بعمليات تذبذبية مختلفة. تم ربط قمع المشتتات وعمليات الانتباه الانتقائي بتغيرات تذبذب ألفا (Foxe and Snyder ، 2011) ، وربط ميزة الكائن (Gray et al. ، 1989 Tallon-Baudry and Bertrand ، 1999) وذاكرة العمل المرئية (Tallon-Baudry et al. ، 1998 Rizzuto et al. ، 2003) مع زيادة تذبذبات جاما وثيتا. ميشرا وآخرون (2012) حدد الزيادات المصاحبة في قفل طور ثيتا والقوة كعلامات متذبذبة للانتباه البصري المكاني.

وتجدر الإشارة إلى أن الحافز يمكن أن يثير كلاً من التحفيز المغلق الطور (المعروف أحيانًا باسم & # x0201Cevoked & # x0201D) وغير مغلق الطور (يُعرف أحيانًا باسم & # x0201Cinduced & # x0201D) تغييرات متذبذبة ، ومع ذلك فهي فقط المرحلة- النشاط المقفل الذي سيتم جمعه لتشكيل القمم والقيعان المميزة لـ EP يمكن التعرف عليه في المجال الزمني. النشاط غير المغلق الطور ، نظرًا لأن مرحلته لا تتوافق من تجربة إلى أخرى ، سيفشل في جمع أي نشاط ذي معنى في EP متوسط ​​في المجال الزمني. تم اقتراح نشاط تذبذب غير مغلق الطور ليلعب دورًا مهمًا في مزامنة وإلغاء تزامن الشبكات الوظيفية في الدماغ (Bastiaansen et al. ، 2012).

تم مؤخرًا فحص الخصائص التذبذبية لشبكة aMMN باستخدام تحليلات التردد الزمني. فوينتميلا وآخرون. (2008) أظهر أن المصادر الأمامية والزمنية لـ aMMN تم تعديلها بشكل تفاضلي عن طريق زيادة طاقة ثيتا المغلق طور التحفيز وقفل طور ثيتا. أظهر المصدر الأمامي لـ aMMN زيادة في قوة ثيتا المحفزة طور التحفيز بعد المنبهات المنحرفة وزيادة في قفل الطور. ومع ذلك ، أظهرت المصادر الزمنية زيادة في قفل طور ثيتا في غياب أي زيادة في القوة. في دراسة تخطيط الدماغ المغناطيسي (MEG) لـ aMMN ، هسياو وآخرون. أظهر (2009) نتائج متقاربة جزئيًا مع Fuentemilla et al. ، وتحديداً زيادة في قفل طور ثيتا والقوة استجابةً للمحفزات المنحرفة في المصادر الزمنية ، وزيادة في قفل طور ثيتا في المصادر الأمامية فقط. لم يتم الإبلاغ عن التغييرات في الطاقة في المصادر الأمامية ، لذلك من غير الواضح ما إذا كانت النتائج على المصادر الأمامية تتطابق مع نتائج Fuentemilla et al. علاوة على ذلك ، أظهرت دراسة Hsiao & # x00027s زيادات في القوة وقفل الطور للمنبهات المنحرفة التي كانت أكبر في النصف الأيمن من المخ. كو وآخرون. (2012) أظهر أيضًا أن aMMN كان مرتبطًا بزيادات في كل من قوة ثيتا وقفل الطور ، وبلغ ذروته عند الأقطاب الكهربائية الأمامية المركزية وأقوى في نصف الكرة الأيمن. قام Bishop and Hardiman (2010) بفحص استجابة aMMN في تجارب فردية باستخدام تحليلات المكونات الأساسية ووجدوا أيضًا زيادة كبيرة في قفل طور ثيتا. على الرغم من وجود اختلافات في النتائج وفي تقنيات التحليل بين الدراسات (على سبيل المثال ، مواقع الأقطاب الكهربائية المختارة للتحليلات) ، فقد ظهر دور واضح لنشاط تذبذب ثيتا في استجابة aMMN ، مع وجود اتجاه لهيمنة نصف الكرة الأيمن.

بحثت الدراسة الحالية في دور التذبذبات العصبية في استجابة vMMN. من خلال فحص الإمكانات المرئية المستحثة (VEPs) ، وتغيير الطاقة الطيفية المغلق الطور وغير المغلق بمرحلة التحفيز ، وقفل المرحلة التجريبية (ITPL) عبر مجموعة من الترددات (4 & # x0201350 هرتز) ، تمكنا من فحص ما إذا كانت ثيتا يلعب النشاط دورًا مشابهًا في توليد استجابة vMMN كما تم توضيحه في aMMN.


مقدمة

سلبية عدم التطابق (MMN) هي عنصر محتمل سلبي متعلق بالحدث (ERP) عند طرح استجابات الدماغ للمحفزات القياسية من تلك إلى المنبهات النادرة ، وعادة ما تبلغ ذروتها عند 150 إلى 250 مللي ثانية بعد البداية المنحرفة (N & # x00E4 & # x00E4t & # x00E4nen et al. ، 2007). تم اكتشاف MMN بواسطة N & # x00E4 & # x00E4t & # x00E4nen et al. (1978) باستخدام نموذج غريب للكرة السمعية والاستجابات المكافئة لوحظت في الطرائق الحسية الأخرى مثل الرؤية (Pazo-Alvarez et al. ، 2003) أو في الشم (Krauel et al. ، 1999).في نموذج غريب للكرة السمعية ، يتم تقديم صوت منحرف نادر أحيانًا ضمن سلسلة من الأصوات القياسية المتكررة ، ويقوم المشاركون إما باكتشاف الانحراف بنشاط أو تجاهل التسلسل بأكمله مع التركيز على إشارات طريقة أخرى. يشير استحضار MMN في الحالة الأخيرة إلى أنه يمكن ملاحظتها بشكل مستقل عن الانتباه ، وهذا الاستقلال أكثر وضوحًا عند الرضع النائمين (Cheour et al. ، 2002 Martynova et al. ، 2003). من الواضح أن MMN تكشف عن آلية عصبية لاكتشاف المحفزات الجديدة ، بل يتم استنباطها في المواقف المعقدة عندما يتم انتهاك القواعد المجردة (Saarinen et al. ، 1992 Schr & # x00F6ger et al. ، 2007).

في البحث حول MMN ، تم إثبات سعة الاستجابة ، التي يتم قياسها كميًا عادةً من خلال القيمة الأكثر سلبية ضمن النافذة الزمنية التقليدية لـ MMN ، على أنها معلمة مفيدة (Sinkkonen and Tervaniemi، 2000 Paavilainen، 2013). عادةً ما تزداد سعة MMN عندما تصبح محفزات الكرة الفردية أكثر اختلافًا ، أي عندما يزداد حجم الكرة الغريبة وانحراف # x2019s عن المحفزات القياسية (N & # x00E4 & # x00E4t & # x00E4nen، 1992 Jaramillo et al.، 2000 Pakarinen et al.، 2007 لكن انظر Horv & # x00E1th et al. ، 2008). على سبيل المثال ، Pakarinen et al. قام (2007) بتغيير مسافة التردد بين الأصوات القياسية والمنحرفة ووجد أن الانحراف الأكبر بالنسبة للانحراف الأصغر (على سبيل المثال ، 523 و 609 هرتز بالنسبة إلى 523 و 546 هرتز) أدى إلى زيادة سعة MMN المقاسة في القطب Fz. يمكن إظهار العلاقات المماثلة بين حجم الانحراف وسعة MMN على أبعاد منحرفة أخرى أيضًا ، مثل شدة التحفيز (Pakarinen et al. ، 2007) ، والمدة (Jaramillo et al. ، 2000 Pakarinen et al. ، 2007) ، والموقع المدرك (باكارينين وآخرون ، 2007). علاوة على ذلك ، عندما يزداد عدد المحفزات القياسية قبل الانحراف ، تزداد أيضًا سعة MMN (Haenschel et al. ، 2005).

إلى جانب السعة ، يتم استخدام ذروة الكمون المقاسة بالوقت من البداية المنحرفة إلى ذروة MMN أيضًا على نطاق واسع كمؤشر في أبحاث MMN (Sinkkonen and Tervaniemi ، 2000 Paavilainen ، 2013). لقد لوحظ أن ذروة كمون MMN تصبح أقصر عندما يزداد انحراف المحفزات (Amenedo and Escera ، 2000 Pakarinen et al. ، 2007). يعد كل من سعة MMN ووقت الذروة من المؤشرات الجيدة للأداء السلوكي. في حين أن دقة الكشف عن الانحرافات بين سلسلة من المعايير تتوازى مع سعة MMN (Lang et al. ، 1990 ، 1995 Jaramillo et al. ، 2000 Novitski et al. ، 2004 Pakarinen et al. ، 2007) ، ذروة زمن انتقال MMN في تتنبأ بعض الحالات بسرعة الاستجابات السلوكية ، أي كلما كان الكمون أقصر ، كان رد الفعل أسرع (Novitski et al.، 2004 Pakarinen et al.، 2007). علاوة على ذلك ، تم إثبات كل من السعة والكمون كمؤشرات حيوية في الحالات السريرية للاضطرابات النفسية مثل الفصام (Kargel et al. ، 2014) أو التوحد (Roberts et al. ، 2011). تشير هذه الملاحظات إلى أن سعة MMN ووقت الاستجابة مؤشرات ذات صلة من الناحية البيئية ، والتي قد تعكس العمليات العصبية لاكتشاف الحداثة الحسية. وبالتالي ، من الضروري إجراء تحليل متعمق لهذه المؤشرات.

في دراسات تخطيط موارد المؤسسات السابقة ، غالبًا ما يتم اختيار السعة أو السعة المتوسطة في نافذة قصيرة للتحليلات الإحصائية (N & # x00E4 & # x00E4t & # x00E4nen et al. ، 1978). في بعض الحالات ، يتم أيضًا تحليل المعلمات الزمنية مثل وقت الاستجابة أو الإزاحة أو ذروة الكمون مع تقدير زمن انتقال البداية والإزاحة بالوقت عند القيمة الأكثر إيجابية مباشرة قبل وبعد ذروة MMN ، على التوالي (Baldeweg et al. ، 1999). في بعض الأحيان يتم استكشاف منحدرات الموجات المفهرسة بواسطة تدفق الخط المستقرء بين بداية وذروة MMN أو تكامل نصف منطقة موجة MMN (Korostenskaja et al. ، 2003).

على الرغم من استخدام العديد من المعلمات في دراسات تخطيط موارد المؤسسات السابقة ، إلا أنه لا يزال من غير الواضح بالتفصيل كيفية ارتباط المعلمات المختلفة ببعضها البعض. تقدم الدراسات السابقة أدلة محدودة فقط لا تظهر أي علاقة واضحة بين سعة MMN وأزمان الانتقال المختلفة (Lang et al. ، 1995). فيما يتعلق بمكونات ERP الأخرى بدلاً من MMN ، Polich et al. وجد (1997) ارتباطات سلبية بين سعة P3 وزمن وصولها ، أي كلما زادت سعة P3 ، كلما كان زمن الوصول أقصر ، في مهمة تتطلب من المشاركين تمييز هدف نادر من المعايير المتكررة ، كان هذا الارتباط منحازًا إلى حد ما للأقطاب الأمامية اليمنى ، مما يشير إلى أن توليد P3 قد يشمل في البداية نظام التحكم في الانتباه للقشرة الأمامية اليمنى. في دراسة أخرى (Intriligator and Polich ، 1994) وجد أن قوة EEG في نطاقات التردد المنخفضة مرتبطة بشكل إيجابي بسعة P3 ، مما يشير إلى دور وسيط محتمل لموارد الانتباه. تشير هذه الملاحظات إلى أن استكشاف الارتباطات بين المعلمات المختلفة طريقة مفيدة للنظر في الآليات العصبية لمكونات تخطيط موارد المؤسسات.

لقد درس البحث الموصوف أعلاه في الغالب العلاقة بين الاتساع ووقت الاستجابة ، حيث يتم تجاهل المعلمات الإرشادية الأخرى مثل المنحدرات الصاعدة والمنحدرة إلى حد كبير. كما هو مقترح في بعض الدراسات السابقة (Korostenskaja et al. ، 2003) ، يعكس المنحدر الصاعد سرعة صعود موجة MMN ويفهرس سرعة عمليات الإثارة العصبية المرتبطة باستجابات MMN. على هذا الأساس ، من المهم توسيع تحليل تخطيط موارد المؤسسات من التركيز فقط على الاتساع ووقت الاستجابة إلى المزيد من المعلمات مثل المنحدرات الصاعدة والمنحدرة بالإضافة إلى المعلمات الزمنية الأخرى.

في الدراسة المقدمة هنا ، كنا نهدف إلى دراسة تسعة معلمات في شكل موجة MMN بشكل منهجي ، أي البداية ، الإزاحة ، سعة الذروة ، متوسط ​​سعة الذروة (مختصرة كـ & # x201Campavg & # x201D) ، المدة ، المنطقة ، ذروة الكمون ، الجانب العلوي والسفلي المنحدرات (انظر الشكل 1) ، في محاولة لمعرفة ما إذا كانت هناك ارتباطات معينة بين معلمات مختلفة من MMN. تم الحصول على بيانات هذا التحليل من دراسة سابقة (Wang et al. ، 2015) ، حيث تمت مقارنة سعة MMN الناتجة عن انحرافات التردد للنغمات الجيبية في نموذج الكرة الفردية السلبي لأربع حالات فاصلة بين التحفيز (ISI) (1.5) و 3 و 4.5 و 6 ثوانٍ). أظهرت النتائج الأصلية أن MMNs أكبر بكثير على مناطق فروة الرأس الأمامية المركزية لمؤشرات ISI الأقصر حتى 3 ثوانٍ مقارنةً بالمناطق الأطول ، مما يشير إلى أن التعديل الزمني لـ 3 ثوانٍ يوفر عملية أساسية للتجزئة المتسلسلة التي يمكن تشغيلها مسبقًا أو قبل الانتباه. - جوهريًا (P & # x00F6ppel ، 1997 ، 2009). طرحت هذه النتيجة أيضًا سؤالًا آخر للتحليل الحالي ما إذا كانت الارتباطات المشتبه بها يمكن أن تكون موجودة في جميع أو مجموعة فرعية من شروط ISI. بالنظر إلى MMN كمكون سلبي لتخطيط موارد المؤسسات موجود في العديد من ISIs ، ركزنا تحليلنا على الارتباطات المحتملة بين معلمات MMN المختلفة ، والتي قد تلتقط العمليات العصبية الأساسية الأساسية لاكتشاف الجدة. توقعنا أن تكون الارتباطات المشتبه بها مستقلة عن ISIs لأن جيلها يرجع إلى عمليات عامة للنظام العصبي تتعامل مع الخروج من التوازن.

شكل 1. تسع معلمات تميز موجة عدم التطابق المبسطة (MMN).

من بين جميع المعلمات التي فحصناها ، كان الكمون والسعة (بما في ذلك السعة المتوسطة) والمنحدر (كل من المنحدر الصاعد والمنحدر السفلي) ذات أهمية خاصة. نظرًا لأن الدراسة السابقة لم تُظهر أي علاقة واضحة بين زمن انتقال MMN والسعة (Lang et al. ، 1995) ، لم نتوقع أي ارتباط بين ذروة زمن انتقال MMN والسعة أو متوسط ​​السعة أيضًا. نظرًا لأن منحدرات MMN هي معلمات مرتبطة بشكل الموجة بينما زمن الانتقال هو عامل زمني ، لم نتوقع أي ارتباط بين ذروة زمن انتقال MMN والمنحدرات (كل من المنحدرات الصاعدة والهابطة) أيضًا. فيما يتعلق بالعلاقة بين سعة MMN والمنحدرات ، والتي كانت من اهتماماتنا الرئيسية في الدراسة الحالية ، توقعنا صورة مختلفة. كما اقترح سابقًا (Korostenskaja et al. ، 2003) ، يشير المنحدر الصاعد إلى سرعة ارتفاع موجة MMN. وبالتالي ، كلما زادت السرعة ، زادت سعة MMN. ومن ثم افترضنا وجود علاقة إيجابية بين سعة MMN والمنحدر الصاعد. ومع ذلك ، بمجرد وصول موجة MMN إلى ذروتها ، كان من المتوقع حدوث عمليات التوهين العصبي بشكل مستقل عن سعة الذروة التي تعكس الانحلال الأسي. وبالتالي ، افترضنا عدم وجود علاقة بين سعة MMN ومنحدر الجانب السفلي.

مجتمعة ، اتخذت دراستنا الحالية منظورًا جديدًا لاكتساب فهم أفضل للمعالجة العصبية الكامنة وراء اكتشاف التغيير السمعي. لقد بحثنا بشكل منهجي في العلاقات بين معلمات MMN المختلفة مع تنبؤات معينة حول العلاقات بين المعلمات الرئيسية التي تهمنا.


أساليب

مشاركون

شارك ثلاثة وثلاثون من المتحدثين الأصليين للغة الماندرين في التجربة. تم تجنيد جميع المواد من جامعة تورنتو سكاربورو. تم إجراء الجلسة التجريبية بأكملها بلغة الماندرين الصينية. لم يبلغ أي مشارك عن أي عجز في السمع أو اللغة أو الجهاز العصبي. تم استبعاد البيانات من سبعة مشاركين بسبب مشاكل فنية أثناء جلسات التسجيل. ترك هذا 26 مشاركًا (17 أنثى ، يعني (x & # x0304) العمر = 19.7 سنة ، الانحراف المعياري (س) = 0.7 سنة ، x & # x0304 سن الوصول = 16.8 سنة ، س = 2.3 سنة). تحدث جميع المشاركين أيضًا باللغة الإنجليزية. أبلغ تسعة مشاركين عن إتقان لغات إضافية (مثل الكانتونية والشنغهاي واليابانية). أبلغ جميع المشاركين بأنفسهم عن 10/10 عن إتقان الاستماع و 8/10 على الأقل في إتقان التحدث بلغة الماندرين ، باستثناء مشارك واحد ، قام بالتقييم الذاتي لـ 7/10 في إتقان الاستماع. أبلغ المشاركون في لغة الماندرين عن انخفاض مستمر في التحدث والاستماع إلى التقييمات الذاتية للغة الإنجليزية (التحدث: x & # x0304 = 6.54, س = 1.64 استماع: x & # x0304 = 7.43, س = 1.56) وتم الإبلاغ باستخدام اللغة الإنجليزية فقط في المتوسط ​​23.7٪ (س = 18٪) من الوقت في حياتهم اليومية. كان متوسط ​​مدة الإقامة في كندا 3.02 سنة (س = 2.63 سنة). تمت الموافقة على التجربة من قبل مجلس أخلاقيات البحث بجامعة تورنتو. قدم جميع المشاركين موافقة خطية مستنيرة وتلقوا رصيدًا للدورة التدريبية.

المنبهات

تضمنت المحفزات ثمانية مقاطع لفظية [C & # x0264 & # x02D04]. يمثل الحرف C حرفًا ساكنًا من أربعة أزواج ساكن ارتدادية / غير رجعية: [s] / [& # x0282] ، [ts] / [t & # x0282] ، [ts h] / [t & # x0282 h] ، [l] / [& # x027B]. تمثل الأحرف الساكنة الثمانية كل ساكن ارتجاعي في مخزون الماندرين ونظرائهم غير المعادلين. تم اختيار حرف العلة المرتفع الأوسط الخلفي غير المقطوع [& # x0264] والنغمة 4 لتشكيل الإطار لأنهما ينتجان مقاطع صوتية صوتية مع جميع الحروف الساكنة في التجربة ، وكلها كانت كلمات حقيقية من لغة الماندرين الصينية. على سبيل المثال ، تتطابق [s & # x0264 & # x02D04] مع الكلمات & # x8272 & # x201Ccolor & # x201D أو & # x6DA9 & # x201Castringent & # x201D. تتوافق بعض محفزات [C & # x0264 & # x02D04] مع عناصر معجمية متعددة. تم اتخاذ القرار باستخدام كلمات حقيقية. جعل مخزون الماندرين المحدود نسبيًا من المستحيل الحصول على مجموعة من مقاطع السيرة الذاتية حيث كان كل منها عبارة عن كلمة زائفة قانونية صوتيًا في اللغة عبر جميع مجموعات الحروف الساكنة والنغمة الثمانية. كانت البدائل هي استخدام مجموعة من المحفزات التي تحتوي على مزيج من الكلمات والألفاظ الكاذبة أو مجموعة من ثمانية مقاطع صوتية غير قانونية. من المحتمل أن يؤدي اختيار مزيج من الكلمات والكلمات الزائفة إلى استحضار مجموعة من العمليات (على سبيل المثال ، الوصول المعجمي) التي قد تكون موجودة لبعض العناصر دون غيرها. وفي الوقت نفسه ، فإن استخدام المقاطع الصوتية غير القانونية يتطلب من المشاركين استخدام استراتيجيات إصلاح ليست جزءًا من معالجة اللغة الطبيعية بلغتهم الأم (Dehaene-Lambertz et al. ، 2000).

تم إنتاج المنبهات من قبل ذكر يتحدث اللغة الصينية الماندرين. تم تسجيل الرموز المميزة باستخدام ميكروفون Audio-Technica AT3035 قلبي الشكل على مسجل رقمي MixPre-3 (Sound Devices LLC ، الولايات المتحدة). حدثت جلسة تسجيل التحفيز في حجرة مخففة للصوت. تم تسجيل الملفات الصوتية بتردد أخذ العينات 44.1 كيلو هرتز على عمق 16 بت. كان للمنبهات الرجعية متوسط ​​مدة 429 مللي ثانية (س = 9 مللي ثانية). كان للمنبهات غير الرجعية متوسط ​​مدة 459 مللي ثانية (س = 81 مللي ثانية). يوفر الجدول 1 فترات المقطع والساكن للمنبهات في تجربتنا ، وعدد الكلمات والحواس لكل مقطع لفظي ، وترددات جسمها. تم الحصول على عدد الكلمات والحواس من قاموس شينخوا (The Commercial Press، 2009). يتم الحصول على ترددات الكلمات من DoWLS (Neergaard et al. ، 2016) ، والتي تستند إلى SUBTLEX-CH (Cai and Brysbaert ، 2010) وتتضمن النسخ الصوتية. تم تطبيق منحدرات إزاحة جيب التمام 2 على آخر 10 مللي ثانية من كل حافز. تم تطبيع شدة التحفيز إلى 70 ديسيبل SPL.

الجدول 1. الخصائص الصوتية والمعلومات المعجمية للمنبهات.

كما هو موضح في الشكل 1 ، فإن السمة الصوتية المميزة بين الاحتكاكي الرجعي / غير الرجعي هي نطاق الطاقة الطيفية. يرتبط الانعكاس الرجعي بنطاقات طاقة طيفية أقل في كل من الاحتكاكات والفراتيس (لي ، 1999). في الزوج التقريبي [l] / [& # x027B] ، يؤدي الانعكاس إلى انخفاض F3 ، وهو مشابه للاختلافات بين prevocalic / l / و / r / في اللغة الإنجليزية الأمريكية (Polka and Strange ، 1985). يرتبط F3 السفلي بمزيد من & # x201Cr & # x201D-color. يحتوي التعديل الرجعي [& # x027B] أيضًا على فرق أكبر بين F4 و F5 من [l].

شكل 1. الأشكال الموجية والمخططات الطيفية للزوج التقريبي (العلوي) [l & # x0264 & # x02D04] / [& # x027B & # x0264 & # x02D04] والزوج الاحتكاكي (السفلي) [s & # x0264 & # x02D04] / [& # x0282 & # x0264] / ].

اقتناء EEG

كان الأشخاص يجلسون في مقصورة مخففة للصوت. تم توجيههم لمشاهدة فيلم صامت أثناء الاستماع بشكل سلبي إلى المنبهات أثناء تسجيل EEG (Tervaniemi et al. ، 1999 Scharinger et al. ، 2016b). تواصل المجربون مع المشاركين بلغة الماندرين ، وتم توفير جميع مواد التجربة (أي التعليمات والتوظيف ومواد استخلاص المعلومات) بلغة الماندرين. تم تقديم المنبهات في نموذج غريب للكرة السمعية. تتكون التجربة من كتلتين. احتوت كتلة واحدة على معايير retroflex وانحرافات غير retroflex. كان للكتلة الأخرى معايير غير رجعية وانحرافات رجعية. تم اختيار ترتيب الكتل عشوائيًا لكل موضوع. في كل كتلة ، تم تقديم كل من الرموز الأربعة للفئة المنحرفة 20 مرة ، بإجمالي 80 رمزًا منحرفًا لكل كتلة. تم اختيار ترتيب الرموز المنحرفة بشكل عشوائي. قبل كل حافز منحرف ، تم تقديم رقم عشوائي (مأخوذ من توزيع موحد بين 4 و 10) من الرموز القياسية. نتج عن ذلك نسبة تقريبية إلى الانحراف 7 إلى 1. كان هناك ما يقرب من 560 رمزًا قياسيًا لكل كتلة. تم أيضًا أخذ عينات الرموز القياسية بشكل عشوائي من المحفزات الأربعة لفئتها. تم أخذ عينات من مدة الفاصل بين التحفيز بشكل عشوائي من توزيع منتظم بين 1.25 و 1.75 ثانية. تم اختيار هذه القيم لتعزيز المعالجة على مستوى الصوت (Werker and Logan ، 1985 Yu Y.H et al. ، 2017).

تم الحصول على إشارات EEG المستمرة باستخدام أقطاب ActiCAP النشطة ذات 32 قناة (Brain Products GmbH ، ألمانيا) ومكبر الصوت actiCHamp (Brain Products GmbH ، ألمانيا). تم تحويل البيانات إلى رقمية عند 1000 هرتز باستخدام مرشح ممر النطاق على الإنترنت 0.01 & # x2013500 هرتز. تم وضع الأقطاب وفقًا للنظام الدولي 10-20 وتشمل المواضع Fp1 / 2 و F3 / 4 و F7 / 8 و FC1 / 2 و FC5 / 6 و FT9 / 10 و C3 / 4 و T7 / 8 و CP1 / 2 ، CP5 / 6 و TP9 / 10 و P3 / 4 و P7 / 8 و O1 / 2 و Oz و Fz و Cz و Pz. تم وضع قطب كهربائي أرضي في Fpz. تمت الإشارة إلى إشارة EEG المستمرة إلى الخشاء الأيسر (TP9) عبر الإنترنت.

لضمان توقيت المحفز الرقمي الدقيق ، تم تمرير المحفزات السمعية أولاً من خلال جهاز StimTrak (Brain Products GmbH ، ألمانيا) ، والذي تم تصميمه خصيصًا لدقة تشغيل EEG. في تكويننا ، يقوم جهاز StimTrak بإعادة توجيه الإشارة السمعية في وقت واحد إلى مكبر الصوت وسماعات الرأس. يتم تسجيل الإشارة السمعية المرسلة إلى مكبر الصوت كقناة EEG إضافية. يوفر هذا اللحظة التي يتم فيها تقديم التحفيز السمعي للمشاركين. تم تسليم المحفزات السمعية للمواضيع من خلال سماعات BeyerDynamic DT 770 PRO.

تحليل EEG

تم إجراء تحليل البيانات في MATLAB (Mathworks، Inc) باستخدام مجموعة أدوات EEGLAB (Delorme and Makeig ، 2004). أولاً ، قمنا بتصحيح أي تأخيرات في الإزاحة بين المشغل وعرض التحفيز السمعي لضمان تزامن الزناد الرقمي الدقيق بالمللي ثانية. تم ذلك عن طريق الربط المتبادل بين ملفات صوت المنبهات الأصلية والمسار الصوتي في تسجيل EEG الذي تم تسليمه بواسطة StimTrak. بعد ذلك ، تمت محاذاة المشغلات مع بداية ملف الصوت في تسجيل EEG. تم فحص تزامن بداية الزناد والتحفيز في إشارة EEG الخام المستمرة. بعد ذلك ، تمت إعادة الإشارة إلى إشارة EEG إلى الخشاءات المرتبطة ، والتي توفر أقوى استجابات MNN (Mahajan et al. ، 2017). تم بعد ذلك ترشيح إشارة مخطط كهربية الدماغ باستخدام مرشح FIR المزخرف بنوافذ هامينج. تم ترشيح الإشارة عالية التمرير لأول مرة عند 0.1 هرتز (عرض النطاق الانتقالي 0.1 هرتز) ، ثم تم ترشيح التردد المنخفض عند 70 هرتز (عرض النطاق الانتقالي 17.5 هرتز). تم تصغير الإشارة المفلترة إلى 250 هرتز. تم استخدام خط أنابيب PREP (Bigdely-Shamlo et al. ، 2015) لاحقًا لإزالة ضوضاء الخط والقنوات السيئة. بعد ذلك ، تم تطبيق إعادة بناء الفضاء الجزئي (خوارزمية ASR 1 لإزالة القطع الأثرية الثابتة. في المتوسط ​​، تمت إزالة 2.3 قناة كقنوات سيئة. بعد ذلك ، تم استيفاء القنوات التي تمت إزالتها سابقًا. تم إجراء تحليل مكون مستقل (ICA) بواسطة Adaptive Mixture Independent تحليل المكونات (AMICA Palmer et al. ، 2012). تم ترجمة ثنائيات أقطاب المكونات المستقلة باستخدام المكون الإضافي DIPFIT (Oostenveld and Oostendorp ، 2002). تحديد المكونات المستقلة. تمت إزالة المكونات المستقلة التي تتوافق مع حركات العين (على سبيل المثال ، ومضات العين) أو القطع الأثرية الموزعة على فروة الرأس. أقل من ستة (x & # x0304 = 2.1) تمت إزالة المكونات المستقلة لكل موضوع. بعد ذلك ، تم تحديد بيانات EEG المستمرة بفترة ما قبل البدء مدتها ثانية واحدة وفترة 2 ثانية بعد البداية. تم رفض العصور ذات الفولتية & # x00B1 75 & # x03BCV. إلى جانب رفض النافذة من تطبيق ASR ، تمت إزالة أقل من 3 ٪ من التجارب لكل موضوع. من بين التجارب المعيارية ، استُبعدت التجربتان بعد كل تجربة منحرفة من التحليل الإضافي. تم القيام بذلك للتأكد من أن التجارب التي سمع فيها المشاركون سلسلة من المعايير قبل الانحراف فقط هي التي تم تضمينها في التحليل. بعد المعالجة المسبقة ، كان لكل موضوع أكثر من 357 معيارًا وأكثر من 76 انحرافًا في كل من الكتلتين للتحليل النهائي.

تقارن تحليلات MMN داخل الكتلة الإمكانات المستحثة بالمنبهات المنحرفة والمعيارية في نفس الكتلة التجريبية.يمكن للخصائص المختلفة للمعايير والمنحرفات أن تثير نظم تخطيط موارد المؤسسات (ERP) مختلفة حتى بدون اختلافات تردد الكرة الغريبة. قد يؤدي هذا إلى إرباك تحليل MMN. البديل هو تحليل هوية MMN (iMMN). في هذا التحليل ، تتم مقارنة تخطيط موارد المؤسسات (ERP) مع برنامج تخطيط موارد المؤسسات (ERP) بالإصدار القياسي لنفس الحافز (Pulverm & # x00FCller and Shtyrov، 2006 Peter et al.، 2010 Hestvik and Durvasula، 2016). في الدراسة الحالية ، نقوم بتضمين كلاً من التحليلات داخل الكتلة (انظر القسم & # x201C داخل الكتلة MMN & # x201D) و iMMN (انظر القسم & # x201CIdentity MMN & # x201D). نظرًا لأن MMNs هي الأكبر على مناطق فروة الرأس الأمامية المركزية عند الإشارة إليها للخلايا المرتبطة (N & # x00E4 & # x00E4t & # x00E4nen et al. ، 2007) ، متوسط ​​الإمكانات لأربعة مواقع قطب أمامي مركزي (على سبيل المثال ، Cz ، Fz ، FC1 / 2 ) لحساب متوسط ​​تخطيط موارد المؤسسات. يتم إجراء التحليلات الإحصائية في EEGLAB مع اختبارات التقليب على إحصاء t وتصحيح FDR لمقارنات متعددة. تم الإبلاغ عن الاختلافات مع pFDR & # x003C 0.05 كدلالة إحصائية. في تحليل تخطيط موارد المؤسسات ، تم الإبلاغ عن الاختلافات المهمة التي تزيد مدتها عن 30 مللي ثانية ومناقشتها فقط. نظرًا لأن MMNs تكون مصحوبة أحيانًا بانعكاس قطبية في مواقع الخشاء (Schr & # x00F6ger ، 1998) ، قمنا أيضًا بحساب وفحص متوسط ​​موجات الاختلاف في أقطاب الخشاء والأقطاب الأمامية المركزية بعد متوسط ​​الإشارة إلى البيانات. في التحليل الطبوغرافي ، يتم إجراء اختبارات التقليب لكل من المقارنات داخل الكتلة و iMMN في كل نافذة زمنية على كل موقع قطب كهربائي (مع تصحيح FDR).


سلبية عدم التطابق البصري التي تثيرها تعابير الوجه: دليل جديد من النموذج القابل للتكوين

خلفية: كشفت الأدلة المتقاربة أن تعابير الوجه تتم معالجتها تلقائيًا. في الآونة الأخيرة ، هناك دليل على أن تعبيرات الوجه قد تثير سلبية عدم التطابق البصري (MMN) ، تعبير MMN (EMMN) ، مما يعكس أن تعبيرات الوجه يمكن معالجتها في ظل ظروف غير مقصودة. في هذه الدراسة ، باستخدام مهمة متعددة الطرق ، حاولنا التحقق مما إذا كان هناك EMMN قائم على مقارنة الذاكرة.

أساليب: تم توجيه 12 بالغًا عاديًا للاستماع إلى قصة في وقت واحد والانتباه إلى دائرة بيضاء غير منقوشة كهدف مرئي يتخللها محفزات للوجه. في كتلة الكرة الغريبة ، كان الوجه الحزين هو المنحرف باحتمال 20٪ والوجه المحايد هو المعيار مع احتمال 80٪ في كتلة التحكم ، تم تقديم الوجه الحزين المتطابق بأربعة أنواع أخرى من محفزات الوجه بالتساوي الاحتمال (20٪ لكل منهما). تم تسجيل مخطط كهربية الدماغ (EEG) بشكل مستمر وتم الحصول على تخطيط موارد المؤسسات (الإمكانات المتعلقة بالحدث) استجابةً لكل نوع من محفزات الوجه. تم الحصول على Oddball-EMMN في كتلة oddball عن طريق طرح تخطيط موارد المؤسسات (ERPs) التي تم الحصول عليها بواسطة الوجوه المحايدة (القياسية) من تلك الوجوه الحزينة (المنحرفة) ، بينما تم الحصول على EMMN الخاضع للرقابة عن طريق طرح ERPs الناتجة عن الوجوه الحزينة في كتلة التحكم من تلك الوجوه الحزينة في كتلة غريب الأطوار. تم قياس وتحليل كل من EMMNs بواسطة ANOVAs (تحليل التباين) مع القياسات المتكررة. تم استخدام sLORETA (التصوير المقطعي الكهرومغناطيسي للدماغ منخفض الدقة القياسي) للتحقيق في المولدات القشرية لـ EMMN الخاضع للرقابة.

نتائج: لوحظ كل من oddball-EMMN في المقارنة المعيارية المنحرفة و EMMN الخاضع للرقابة في مقارنة التحكم المنحرف في المناطق القذالية والزمانية مع غلبة نصف الكرة الأيمن. كان oddball-EMMN أكبر وأقدم من EMMN الخاضع للرقابة لأنه ، إلى جانب المقارنة القائمة على الذاكرة ، تضمن الأول اختلافًا في الانكسار بسبب التمييز في الاحتمال المقدم بين منبهات الوجه المنحرفة والقياسية. أشار تحليل المصدر لـ EMMN الخاضع للرقابة إلى مصدر حالي متورط في المقام الأول في المناطق الخلفية بما في ذلك التلفيف الصدغي العلوي والتلفيف اللاحق المركزي والفصيص الجداري السفلي وكذلك الفصيص.


شاهد الفيديو: القيمة المنزلية الصيغة التحليلية الصيغة القياسية الصيغة اللفظية (كانون الثاني 2022).