KOGNITÍV ERŐFESZÍTÉSSEL ÖSSZEFÜGGŐ EEG

VÁLTOZÁSOK ÉS VEGETATÍV IDEGRENDSZERI FOLYAMATOK

KORRELÁCIÓJA

BENYOVSZKY MÁTÉ

Konzulens:

DR. MOLNÁR MÁRK

Külső labor:

MTA PSZICHOLÓGIAI KUTATÓINTÉZET

NEMLINEÁRIS PSZICHOFIZIOLÓGIAI KUTATÓCSOPORT

Célkitűzés és hipotézis• A feladathelyzet során mért pulzusszám

emelkedéstől vagy csökkenéstől az idegrendszeri tevékenység mértékével is arányos változást várunk

• Van-e személyenként korreláció a CNV amplitúdója, és a szívritmus-változás mértéke között?

• Más potenciálok mérőszámai között felfedezhető-e további kapcsolat?

EEG (Elektroenkefalogram)• EEG: idegsejtek

közötti kommunikációegy megnyilvánulásiformája

• 10-20-as elvezetési rendszer, pontosan pozicionált elektródokkal

CNV (contingent negative variation)

- Kontroll- Feladat

ms

-500.0 500.0 1500.0 2500.0 3500.0 4500.0 5500.0

µV 0.0

-10.0

-20.0

-30.0

-40.0

10.0

20.0

30.0

40.0

*Fz Cz Pz

CNV skalpeloszlás

2720.00 ms

0

-1.3

-2.5

-3.8

-5.0

-6.3

-7.5

-8.8

-10.0

-11.3

-12.5

-13.8

-15.0

-16.3

-17.5

-18.8

-20.0

EKG (elektrokardiográfia)• A szívizom-tevékenység

regisztrálásának módszere(A sinuscsomóból eredő ingerület által kiváltott jel)

• R hullám (a legnagyobb csúcs) a kamrák összehúzódásával(szisztole) függ össze

Mitől függhet a csúcsamplitúdó?(irodalomi háttér)

Egészségi állapotNem és kor

Testalkat, fizikai fittségKorábbi kutatásból

tudjuk: kognitív erőfeszítés

Lelki állapot (depresszió, öngyilkossági hajlam

stb.)Temperamentum

Inger érzelmi töltete

ReaktivitásÉberségi állapot

Fizikai fittségKognitív teljesítmény

EKG

CNV

korrelál

Adatfeldolgozási folyamat

.EEG epoch-ok

alapfeldolg.tcl

.DAT EEGcsúcsok

.EV2 EKG Event file-ok

ekg_event.tcl

.DAT EKGcsúcsok

EKGTimeline5.mPEAKDETECTION DAT is!

.MATadatmátrixok

peakdet2.mKiszedi a szükséges adatokat

Statisztika

DATstat.mMATLab Statistics Toolbox

felhasználásával

PeakDetectionEX.tclCNV mérési helyek alapján

.CNT felvételek

egyesites.tcl

1

2 3

4 5

6 7

Az EEG feldolgozás lépéseiElőkészítés

• Sávszűrés (pl. hálózati zaj)• Epocholás („darabolás”)• Alapvonal igazítás (baseline, detrend)

Műtermék szűrés• Automatikus és kézi (pl. kontakthiba,

pislogás, szem és egyéb izommozgás)

Csúcskeresés• CNV maximum• „Első hang” EKP komponensei

Elemzés• Statisztika• Átlagolás (jel-zaj viszony javítása)

Neu

roS

CA

N

EKG elemzés programcsomag

Keresés•Hipass filter a hosszú potenciálingadozások kiszűrésére•Threshold csúcskeresés: 85 µV•Távolság minimum: 400 msec

Mérés•Távolságmérés (100 ms-es mintavételezéssel)•Alapvonal igazítás, amplitúdó•Ábrázolás, statisztika

Ellenőrzés•Pulzusugrás szűrés, minimum és maximum pulzus•Adat hiba, túl rövid adatsor•Szimulált adatok

Mat

LAB

scr

ipt

EKG Mérés algoritmusa

Idő (ms)

R cs

úcs

távo

lság

(m

s)

Threshold szint

0 500 1000 1500

Vizsgálat körülményei

• Vizsgálati személyek:– 32 férfi– átlag életkor 20 év (szórás: ±2,31)

• Elektrofiziológiai regisztrálás:– 1000Hz A/D, 0-70Hz– NuAmps erősítő rendszer– 33 csatorna EEG, 1 csatorna EKG, 1 csatorna

GSR

CNV feladat (akusztikus)(felkészülés után go/no go)

Ha mind az öt hang szerepel (no go)

50 600 50 600 50 600 50 600 50 600 4000-5000

1' 2' 2' 2' 2' szünet

Ha az ötödik hang hiányzik (go)

50 600 50 600 50 600 50 600 50 600 4000-5000

9' 2' 2' 2' 5' 10’ szünet

Az idő msec-ben felül, a hangoknál elhelyezett jelölő triggerek száma alul.

CNV feladathelyzetekVéletlenszerű sorrend (van-e elmaradó hang)

Kontroll•Nem tudják még mi a feladat•Átlag pulzusszám: 73.0475

Feladat•Gombnyomással jelezni kell az elmaradó utolsó hangot•Átlag pulzusszám: 75.8030

Csúcskeresési helyek a CNV feladathelyzetben

CNV csúcsamplitúdó – EKG max érték korreláció

EKG Fz Cz Pz

ρ páronkénti lineáris korrelációs mátrix

EKG 1 0,5686 0,5457 0,5778

Fz 0,5686 1 0,9606 0,881

Cz 0,5457 0,9606 1 0,9281

Pz 0,5778 0,881 0,9281 1

p értékek hipotézistesztelésre

EKG 0 0,0275 0,1542 0,0133

Fz 0,0275 0 0,000 0,000

Cz 0,1542 0,000 0 0,000

Pz 0,0133 0,000 0,000 0

EKP komponensek korrelácója az Fz-n

N100 P200 CNV

ρ páronkénti lineáris korrelációs mátrix

N100 1 -0,2579 0,5665

P200 -0,2579 1 -0,0684

CNV 0,5665 -0,0684 1

p értékek hipotézistesztelésre

N100 0 0,0126 0

P200 0,0126 0 0,515

CNV 0 0,515 0

Összefoglalás

• A szoftvercsomag jelentősen (percekre) szűkítette a feldolgozás időigényét.

• A maximum pulzusszám korrelál a CNV csúcsamplitúdójával minden csatornán.

• Az előzetes feltevés ellenére a P200 amplitúdója nem korrelál szignifikánsan a szívritmussal.

• Az N100 komponens szignifikáns korrelációt mutat a CNV csúcsértékkel minden elemzett elvezetési ponton.

Köszönetnyilvánítás

• Dr. Molnár Márk• Boha Roland• Kék Labor és a PKI

Köszönöm a figyelmet!

Mi az oka annak, hogy az ábrán a pozitív ill. negatív amplitúdó maximumok nem a jelölt elektródok felett

vannak, hanem az elektródok között?

2720.00 ms

0

-1.3

-2.5

-3.8

-5.0

-6.3

-7.5

-8.8

-10.0

-11.3

-12.5

-13.8

-15.0

-16.3

-17.5

-18.8

-20.0

Az ábrán nem világos, hogy a CNV amplitúdó mérésnél mi volt a viszonyítási érték?