基于代表性大鼠头部模型的最优电极配置验证无创EEG源成像
神经元与认知
2016-01-26 v2 生物物理
摘要
阻碍大鼠多通道无创脑电图（EEG）的技术限制帷幕已升起。鉴于这一临床前模型的重要性，EEG 源成像（ESI）的开发和验证至关重要。我们研究了知名人类 ESI 方法学在大鼠中的有效性，其中个体组织几何形状已通过从 MRI 模板提取的几何形状来近似，这也导致了电极定位的不精确。利用半灵敏体积和五分之一灵敏体积，我们确定了非冗余头皮 EEG 测量的理论最小电极间距以及电极灵敏分辨率，它们因头部几何形状而在头皮上变化。根据我们的结果，对于最优配置，电极应至少相距 ~3-3.5 mm。灵敏分辨率对于头皮测量区域边界处的电极通常更差，不过，类比人类导联组合，其集中了足够的灵敏度以定位源。源定位误差的 Cramér-Rao 下界表明，使用该模板在理论上可能实现达到解剖结构层级（如刺激特异性体感区）的 ESI 精度。通过对若干大鼠的模板与个体导联场矩阵进行比较，为这一近似提供了更多验证。最后，利用广泛接受的逆方法，我们证明体感 ESI 不仅如预期那样，而且允许探索与全局感觉整合相关的未知现象。继承人类 ESI 的优势与缺陷，大鼠 ESI 将促进对脑病理生理机制的理解，以及 ESI 方法学、新药物治疗和基于 ESI 的生物标志物的评估。
引用
@article{arxiv.1601.05113,
title = {Validating non-invasive EEG source imaging using optimal electrode configurations on a representative rat head model},
author = {Pedro A. Valdes-Hernandez and Jihye Bae and Yinchen Song and Akira Sumiyoshi and Eduardo Aubert-Vazquez and Jorge J. Riera},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.05113},
year = {2016}
}
备注
27 pages, 2 tables and 14 figures