EEG Flashcards
Strato molecolare corteccia
- dendriti apicali neuroni V strato (no corpi cellulari)
- fasci di assoni paralleli alla superficie dello scalpo che fanno sinapsi con i dendriti apicali. → permettono di collegare i vari neuroni con aree adiacenti (giro con giro adiacente)
Sommazione spaziale
quando a un neurone convergono molte sinapsi e vengono simultaneamente attivate e si sommano tutti i potenziali postsinaptici eccitatori (PPSE) che può arrivare a determinare una depolarizzazione così ampia che permettono di studiare l’attivazione di un neurone.
Più il dendrite è lontano dal corpo del neurone, e più questo potenziale di depolarizzazione decrementa a causa della distanza (sinapsi più lontane influenzano meno il neurone rispetto a quelle più vicine).
Sommazione temporale
treni di potenziali d’azione da uno stesso assone, che permette di avere una sommazione temporale, che fa avere un potenziale post-sinaptico più grande rispetto a uno singolo.
EGI net
Sistema EGI Net, 64, 128, 256 canali, no dermoabrasione,veloce, poco invasivo (neonati e bambini), solo AC filtro passa alto 0.1 Hz
impedenza < 50 Kohm, registrazione circa 1 h poi gel secca
Va bene x ERPs. Non possibili slow potentials e lunghe registrazioni.
Parametri registrazione EEG
-Il segnale EEG è nel range di frequenze 0.5-100 Hz;
-Può essere campionato a 250 Hz (o 500 Hz);
-Se ci sono artefatti da movimento meglio passa-alto 1 Hz;
-Movimenti oculari verticali, orizzontali, blink disturbano nel campo delle basse frequenze fino a 10 Hz; possono essere Blink si riconosce perché è ampio 500-800 uV e dura 200-400 ms;
-Artefatti EMG disturbano sopra i 20-30 Hz, nella banda gamma non filtrabili né eliminabili. La banda alta 80-100 Hz può essere controllata (banda EMG) o messa a covariata;
-Stanchezza produce onde lente che disturbano segnale e task;
Configurazioni di riferimento EEG
1) Unipolare (common reference): Ogni canale è riferito a un unico elettrodo di riferimento: CZ, fCZ o mastoide (NB da non confondersi con config. Monopolare di un amplifictaore differenziale)
2) Bipolare: per ciascun canale il potenziale è misurato tra due elettrodi vicini: non c’è un riferimento unico o comune.
3) Average reference: tipicamente ottenuto offline via software, ciascun elettrodo è riferito al potenziale medio di tutti gli altri elettrodi.
Bande EEG
Delta: 0,5-4 Hz→ sonno, malattie neurologiche, neonati (facilmente afflitta da artefatti da movimento. )
Theta: 4-8Hz→ sonno, sonnolenza, attenzione focalizzata, elaborazione e (residui di artefatto oculari )
Alpha: 8-13Hz →riposo occhi chiusi, inizio sonno, mal di testa, attività cognitiva
Beta: 13-30Hz→ attenzione, vigilanza, funzioni cognitive superiori
Spikes: epilessia, molto regolari e molto ampie
FFT e DFT
Usate x fare analisi spettrale EEG→Si basa sul presupposto che il segnale (le frequenze) sia stazionario, a questo scopo si divide un intervallo EEG da analizzare più o menolungo in epoche brevi di 1-4 sec. delle quali viene fatta la media.
-FFT - Fast Fourier Transform →numero di campioni = 2n
-DFT - Discreet Fourier Transform → numero di campioni libero (devo fare più calcoli)
Correzioni FFT segnale analisi spettrale
→Per evitare problemi di troncatura si fa il windowing: attenuazione due segnali estremi
→Per normalizzare il segnale spettrale si fa spesso la trasformata Log (rendere segnale meno asimmetrico e fa emergere anche le componenti più deboli).
→ Il segnale risultante dopo FFT ha un’ampiezza o potenza spettrale misurate rispettivamente in uV/SQR Hz (microvolt su radice quadrata di Hz) oppure uV2/Hz (microvolt quadrati su Hz).
Trasformata di Laplace
Problema: conduzione del volume (volume conduction) dovuta a impedenza cranio e dispersione liquor (imprevedibile)
Filtro passa alto spaziale EEG (software sLoreta, LowResolutionTomography) , fa differenza tra potenziale 1 elettrodo e media elettrodi che lo cirondano →sorgente profonda che vi contribuisce in maniera uguale agli elettrodi viene eliminata →mostra solo le componenti ad alta frequenza, cioè quelle più vicine allo scalpo, quelle che stanno sulla corteccia →Così facendo fa emergere le isole di attività elettrica, evidenziando le diverse sorgenti
La trasformata di Laplace produce un segnale chiamato CSD (Current source density) è una derivata seconda che si misura in uV/cm2.
Onde delta
-Frequenza 0.5-4 Hz, ampiezza elevata 10-80 uV.
-Sincronizzazione di molti neuroni non è compatibile con processi superiorie cognitivi per cui delta indica inibizione; circuiti talamici e ARAS coinvolti.
-Correlazione inversa tra > delta e ridotto metabolismo PET. Depressione melanconica ha mostrato > EEG delta nella c. subgenualeBA25 e metabolismo ridotto
-Presente nel sonno profondo primi stadi, bambini piccoli, e nell’adulto sveglio in seguito a lesioni cerebrali e tumori, diminuisce con l’età.
-Il segnale delta è fortemente suscettibile di artefatti da movimento eoculari, importante il controllo di tali artefatti,
Onde theta
Frequenza 4-8 Hz, ampiezza alta 10-50 uV
-a riposo può indicare inibizione e sonnolenza se è distribuita in tutta la corteccia
-Può essere generata nell’ippocampo e corteccia entorinale, nucleo del setto mediale (+ aree limbiche) durante processi di apprendimento.Generata anche nella corteccia mediale frontale (ACC) come indicatore di attenzione focalizzata, sforzo mentale e processi cognitivo emotivi. BA24-32 (ACC) correlazione positiva con metabolismo Glucosio PET.
Onde Alfa
-Frequenza 8-13 Hz, ampiezza 10-45 uV
-controllata dal talamo ,Massima in zona occipito-temporo-parietali posteriori, a riposo e con occhi chiusi. -Vigilanza, attenzione concentrazione mentalela aboliscono →Associata a inibizione corticale.
-Chiara correlazione negativa con metabolismo glucosio PET.
-Alfa bassa 8-10 Hz associata a inibizione aspecifica indipendentendal compito mentre quella alta 10-12 Hz dipende dal tipo di compito. In compiti attivi, e non a riposo, aumenta con processi sensoriali e con memoria semantica.
Onde beta
-EEG Beta frequenza 13-30 Hz ampiezza 10-20 uV.
-Prevalente insiti fronto-centrali simmetrici, indica desincronizzazione corticale
-Aumenta con attenzione (focalizzata) e vigilanza, incremento di eccitazione corticale diffusa ed arousal e sostituisce alfa.
Come ridurre rumore analisi ERPs
S →segnale N →rumore
Per migliorare il rapporto segnale – rumore (S/N) di due volte devo quadruplicare il numero di ripetizioni, questo perché il segnale aumenta di N volte e il rumore aumenta di √N (radice di N). Quindi il rumore aumenta ma meno del segnale. Mentre il segnale si sovrappone a ogni trial che faccio, il rumore aumenta dipoco perché non è sincronizzato.
Quindi il rapporto S/N aumenta di un fattore N/SQR N = SQR , ad esempio con 10 trials S/N= 3.16, con 25 trials S/N= 5, con 100 trials S/N = 10.
Per raddoppiare il S/N è necessario quadruplicare il numero di trials. Perraddoppiare il S/N di 25 trials bisogna usare 100 trials, per raddoppiareIl S/N di 100 trials occorrono 400 trials.
Bisogna valutare un compromesso tra n. trials e stanchezza del soggetto,se il partecipante si stanca aumenta comunque il rumore.
→un altro aspetto utile per migliorare la qualità del segnale è l’uso di un filtro passabasso che permette di eliminare una parte del rumore (in genere nell’ordine di 20-30 Hz, ma dipende dalla componenti da analizzare.)
