İnsan beyninden gelen intrakraniyal kayıtlar, ilaca dirençli nöbetlerden muzdarip epilepsi hastalarında implantasyon elektrotlarının invazivliği nedeniyle nadirdir. Hastalar beyindeki başlangıç bölgelerini lokalize etmek için nöbetleri beklerken, hastanenin epilepsi izleme ünitesindeki elektrofizyolojik kayıt sistemlerine implante edilir ve bağlanır, ancak bellek ve bilişsel işlevleri incelemek için onlarla bilgisayar tabanlı görevler gerçekleştirme eşsiz bir fırsat vardır.
Bu invaziv nöbet izleme ve lokalizasyonu tipik olarak nöbet oluşturmak için şüphelenilen alanlara implante edilen birkaç standart klinik makro temas elektrotu ile gerçekleştirilir. Aynı elektrot kurşunları, tek bir kortikal kolonda nöronal montajlar tarafından üretilen aksiyon potansiyellerinin en yüksek aksiyon potansiyellerinin en yüksek çözünürlüğünde beyin aktivitelerini kaydetmek için mikro temaslarla donatılabilir. Hastalar görevleri yerine getirirken, düşük ve yüksek frekanslı salınımlar, yani beyin dalgaları ve nöronal aksiyon potansiyeli veya 'ani' denilen kelimeler veya nesneler kodlandığında ve daha sonra akılda hatırlandığında farklı elektrot temas yerlerinden kaydedilir.
Önceki veri kümesi sürümümüzde (Cimbalnik ve ark. 2022), yalnızca eşzamanlı bakış izleme ve pupilometri ile bilişsel görevler yapan bir pili yapan Mayo Clinic hastalarının bir kohortundan standart makro temas kayıtlarını yayınladık. Şimdi, bu orijinal veri kümesini Çek Cumhuriyeti ve Polonya'dan iki yeni hasta kohortuna genişlettik ve Çek, Slovak ve Lehçe dillerinde aynı görev pilini gerçekleştirdik. Bu yeni kohortlar, tek nöron sivri uçlarının tespiti ve analizini sağlamak için 32 kHz'de örneklenen herhangi bir hastada en az on kontaktan mikro-temas kayıtları içerir. Ayrıca, veri kümesini, paylaşım ve tekrarlanabilirlik için uluslararası gereksinimleri karşılamak için standart tekliflerde (beyin görüntüleme veri kümesi yapısı) depolanan verileri içe aktarma, görüntüleme ve önceden işleme için otomatik araçlarla tamamladık.
Makro (üst) ve mikro (alt) temas edinilmiş LFP sinyalleri örnekleri ile hibrit elektrot şeması (ADTech ürün kataloğundan uyarlanmıştır). Bu veri kümesinde sinyal alımı için kullanılan hibrit elektrotlarda birden fazla şaft mikro bölgesi vardı. Mikro-temas sinyal aralığı, siyah kesikli çizgilerle makro temas sinyalinde temsil edilir. Uyarıcı sunum sırasında (kırmızı çizgi) sonra mikro-LFP'de birden fazla aksiyon potansiyeline dikkat edin.
İnsan zihninin kodunu kırmak…
Sinirbilimdeki en büyük zorluklardan biri, zihnin soyut süreçlerinin beynin elektrofizyolojik aktiviteleri tarafından nasıl üretildiğini anlamaktır. Veri kümemiz, kelime kavramlarının İngilizce, Çek, Slovak ve Polonya dillerinde aynı ortak isim havuzunu kullanarak bir dizi bilişsel paradigmada nasıl kodlandığını, korunduğunu ve hatırlatıldığını ele alan bir dizi olası çalışma sunmaktadır. Sırasıyla yazılı isimler veya oluşturulan konuşma olarak görsel veya işitsel bir biçimde sunulan “masa”, “araba” veya “tepe” gibi bu evrensel kelimeler, çeşitli kültürel geçmişlerde insan zihninde karşılaştırılabilir kavramlar başlatmalıdır. Paradigmalar bunların nasıl listeler veya kelime çiftleri olarak kodlandığını ve serbestçe veya eşleştirilmiş kelimenin bir ipucu ile hatırlandığını değerlendirir. Sözel olmayan uyaranlara verilen yanıtları kontrol etmek için sorunsuz arayış ve anti-accades için ek bakış izleme görevleri de vardır. Tüm görevler, aynı kelimelerin aynı oturumun çeşitli görevlerinde veya sonraki günlerde tekrar tekrar kodlandığı ve geri çağrıldığı bir bataryada birlikte yapılır.
Veri kümesi doğrulaması amacıyla, görevlerdeki davranışsal olaylarla doğru senkronizasyonu doğrulamak için elektrofizyolojik ve öğrenci boyutu yanıtlarının ön analizini dahil ettik. Başarılı bellek denemelerinde geri çağırma sırasında kelime kodlaması ve öğrenci dilatasyonu sırasında öğrenci daralmasının tutarlı kalıpları veya geri çağrılan kelimenin seslendirilmesinden önceki yüksek frekanslı salınım patlamaları, makalede olası çalışmalara ilham vermek için gösterilen doğrulama analizlerinin iki örneğidir. İkinci örnek belki de en kapsamlı olanıdır, çünkü yüksek frekanslı salınımların patlamaları, geri çağrılan kelimeler konuşulmadan önce birkaç yüz milisaniye önce birden fazla makro ve mikro kontakta tesadüfen tespit edilir, bu da davranışsal tepkiyi müjdeleyen örtük veya açık kavramların ortaya çıkmasıyla bir bağlantı olduğunu gösterir (prathapagi ve ark. 2025). Bu küresel beyin elektrofizyolojik deşarjları tutarlı öğrenci boyutu dinamikleri ile ilişkilidir. Bu nedenle, zihinde meydana gelen bilişsel süreçler, bir kelimeye sistemik ve genel öğrenci tepkilerinden belirli kavramları yansıtan bireysel nöronların mikro ölçekli yükselmesine kadar her seviyede araştırılabilir.
Kafatasının içinden ve dıştan veri kümesi içeriği
Veri kümemiz sadece elektrofizyolojik, bakış izleme ve pupillometrik sinyalleri değil, aynı zamanda davranış olaylarının (geri çağrılan kelimeler) ses kayıtlarını, görev olaylarının ek açıklamalarını (örn. Kelime sunumları) ve 3D beyin koordinatları ve elektrot temas lokalizasyonunun anatomik etiketlerini içerir. Tüm bu veriler her hasta için ayrı olarak düzenlenir ve teklif formatına göre, görev bataryasının belirli seanslarına ve çalışmalarına dönüştürülür. Ayrıca beyin ve zihin elektrofizyolojisi laboratuvarından açık erişimli araç kütüphanesine de bağlantılar sağladık. Veri kümelerinin kendileri Ebrains – AB'nin amiral gemisi insan beyin projesinin resmi portalı.
Temel Avantajlar:
- İngilizce, Çek, Slovak ve Polonya Konuşan Hastalardan Aynı Bilişsel Görevler Pilini Yapan Uluslararası, Çok Merkezli Veriler
- Bir deney seansı içinde kodlanan ve hatırlanan ve sonraki günlerde tekrarlanan aynı kelime uyaranlarını kullanan birden fazla görev
- Verilerin sağlam ve tekrarlanabilir organizasyonu teklif formatına
- Her görev olayının ek açıklamaları ve davranışsal yanıt, anatomik etiketler ve elektrot lokalizasyonları dahil tam meta veriler
- Veri analizi için serbestçe mevcut araçlara sahip açık erişimli kütüphaneler
- Ön analizler ve yayınlanmış çalışmalar örnekleri
Engramları izlemekten beyin-bilgisayar arayüzlerine kadar
Bu sinyallerin analizi ve modellenmesi ile ilgilenen herkesi araştırma amacıyla davet ediyoruz. Amacımız çeşitli sinirbilim ve biyomedikal mühendisliği çalışmalarını teşvik etmektir. Veri kümeleri, (1) daha sonraki görev aşamaları, paradigmalar ve oturumlar üzerindeki hatırlanan kelimelerin (geri çağrılmadan önce belirli kelime kavramlarının 'zihin okuma', (3) kapalı döngü beyin uyarımı 'arasında, bellek performansını geri kazanmak için, tüm yollara (4) (4) (4) doğrudan beyin-bilet geliştirmek için beyin-bilişin gelişmesi için değişen geniş bir uygulama için uygundur.
- Cimbalnik, J. ve ark. (2022) Pupillometri ile hafıza görevleri sırasında insan beyninden intrakraniyal elektrofizyolojik kayıtlar. Bilimsel Veriler 9 (1): 6
- Prathapagiri, S. ve ark. (2025) İnsan korteksinde yüksek frekanslı salınımların çakışan patlamaları büyük ölçekli bellek işlemeyi koordine eder. Biorxiv
Bir yanıt yazın