EEG:n mikrotilat riskialttiissa mielentiloissa (DEMETER)

• Tutkimuksen tarkoitus: EEG-mikrotilat kääntävät hermosoluverkkojen lepotilan ajallisen dynamiikan koko aivoissa. Tässä tutkijat pyrkivät selvittämään, voisivatko EEG:n mikrotilan poikkeamat olla psykiatristen häiriöiden merkkiaineita.

• Menetelmät: Mukana on kuusi 21 osallistujan ryhmää. Mukana on viisi osallistujaryhmää, joilla on psykiatrisia häiriöitä (riskihenkinen tila - ARMS, ensimmäisen episodin psykoosi - FEP, skitsofrenia - SCZ, vakava masennushäiriö - MDD ja autismikirjon häiriöt - ASD) ja yksi ryhmä terveitä kontrolleja. . Päätavoitteemme on testata eroja keskiarvoissa ryhmien välillä levossa ja unen aikana kullekin kutakin mikrotilaa karakterisoivalle muuttujalle (kesto, taajuus, miehitysaika) sekä toissijaisesti EEG-mittausten yhteydessä (somatosensorinen herätys). potentiaalit), aivokuoren kiihtyvyys (alfa-kaistan teho) sekä prosodiset ja keskustelukieliset mittaukset.

  • Mitä tulee mikrotilamittauksiin: viiden minuutin silmät kiinni - lepotilan EEG, jossa on 64 kanavaa, tallennetaan (osana suurempaa tehtävää, joka sisältää alla kuvatun sensorimotorisen tehtävän). Minimaalinen esikäsittely tehdään Pythonin MNE EEG -ohjelmistolla, joka sisältää kaistanpäästösuodattimen 0,5–40 Hz, joka viittaa keskiarvoon, sekä visuaalisen ja automaattisen artefaktien korjauksen. Kliiniset neurofysiologit analysoivat jokaisen tallenteen visuaalisesti uudelleen varmistaakseen, että se todellakin on alfa-dominoiva, leporytmi ilman jäännösartefakteja. Microstate-analyysi tehdään Pycrostates-paketilla. Globaali kenttäteho (GFP) määritetään jokaiselle osallistujalle. Vain GFP-huippujen EEG-topografiat säilytetään mikrotilojen topografioiden määrittämiseksi modifioidun K-keskiarvojen klusteroinnin avulla. Jokaiselle kohteelle erotetaan sama määrä GFP-piikkejä ja ketjutetaan yhdeksi tietojoukoksi klusterointia varten. Klusterien optimaalisen määrän laskemiseen käytetään yhdistettyä pistemäärää. Tuloksena olevat klusterit sovitetaan takaisin jokaiseen yksittäiseen karttaan. Temporaalista tasoitusta käytetään sen varmistamiseksi, että huippujen väliset kohinajaksot, joissa GFP on alhainen, eivät katkaise kvasistabiilien segmenttien sekvenssejä. Jokaiselle aiheelle lasketaan kolme parametria kullekin mikrotilaluokalle: esiintymistiheys ("esiintyminen"), ajallinen kattavuus ("kattavuus") ja keskimääräinen kesto. Esiintyminen on se, kuinka monta kertaa tietty mikrotila esiintyy keskimäärin sekunnissa. Kattavuus (%) on prosenttiosuus analyysin kokonaisajasta, joka on käytetty tietyssä mikrotilassa. Keskimääräinen kesto (ms) on keskimääräinen aika, jonka aikana tietty mikrotila oli läsnä keskeytyksettä (ajallisen tasoituksen jälkeen).
  • Mitä tulee kielellisiin mittauksiin: jokainen osallistuja käy läpi puolistrukturoidun haastattelun koulutetun kokeilijan kanssa. Sekä osallistuja että haastattelija käyttävät kuulokemikrofoneja AKG-C544L kondensaattorimikrofoneja, jotka on kytketty AKG MPA VL -fantomisovittimilla Zoom H4n Pro Handy -tallentimeen. Puhe tallennetaan digitaalisesti näytteenottotaajuudella 44000 Hz (16-bittinen). Suun ja mikrofonin välinen etäisyys pidetään mahdollisimman vakiona (2 cm) tasaisen äänenvoimakkuuden varmistamiseksi. Haastattelut tehdään hiljaisessa huoneessa ympäristömelun rajoittamiseksi; kaksi vuorovaikutteista ainetta on sijoitettu niin pitkälle kuin mahdollista ylikuulumisen estämiseksi (esim. osallistujan mikrofoniin jäänyt haastattelijan puhe ja päinvastoin). Tallenteista saadut .wav-tiedostot merkitään Praat-ohjelmistolla ja analysoidaan sen jälkeen Praatilla ja R:llä. Prosodic-ominaisuudet puretaan Prosogram-työkalulla (joukko Praat-skriptejä, avoin lähdekoodi) ja uusi muokattu versio skripteistä Prosogram työkalu. Vuorot ottavat muuttujat poimitaan uusilla yhdistetyillä Praat- ja R-skripteillä.
  • Sensomotoristen integraatiomittausten osalta: sensorimotorista integraatiota tutkitaan visuo-haptisella tehtävällä. Jokaisessa kokeessa näytön edessä istuva osallistuja saa visuaalisen ohjeen (osoitus näytön oikealla tai vasemmalla puolella). Tehtävänä on painaa yhtä kahdesta vartalon kummallakin puolella olevasta painikkeesta vastaavan käden etusormella visuaalisen ohjeen mukaisesti. Vibrotaktiilistimulaattori (pienet kaiuttimet, jotka on kytketty vahvistimella moduloituun Arduinon elektroniseen korttiin) asetetaan molempien käsien ensimmäiseen selkäluun väliseen lihakseen. 400 ms ennen visuaalista ohjetta toinen kahdesta kädestä saa kosketusvihjeen (värähtelyn) toisella kädellä 100 ms:n ajan. Tämä vihje on enemmän tai vähemmän luotettava lohkosta riippuen. Joissakin lohkoissa se on varsin luotettava, koska 90% kokeista esittää värinän ja visuaalisen ohjeen yhteneväisesti (osoittaen samaa kättä). Toinen ehto koostuu vain 50 prosentista yhteneväisistä kokeista, ja tässä tapauksessa kosketusvihje ei ole luotettava. Välivaiheessa suoritetaan kaksi lohkoa, joissa tapaukset ovat 70 % yhteneväisiä. Lopuksi tehtävän alussa ja lopussa esitetään perusviivalohko, joka ei sisällä kosketusvihjeitä. 90 % ja 50 % lohkojen järjestys on satunnaistettu. Tuntevat ja visuaaliset ärsykkeet luodaan MATLAB-skriptillä. Jokainen lohko koostuu 100 kokeilusta, yhteensä 500 kokeilusta. Elektroenkefalografiset (EEG) tiedot tallennetaan koko tehtävän ajan käyttämällä 64-kanavaista EEG-suojusta (Biosemilta) aivojen sähköisen toiminnan tallentamiseksi. Asennus on kytketty katseenseurantalaitteeseen, joka valvoo, että osallistuja kiinnittää ristin näytön keskelle jokaisen lohkon aikana.
  • Mitä tulee moniulotteiseen itse- ja episodiseen muistitehtävään (tehtävän suunnittelu: Laboratoire Mémoire, Cerveau et Cognition): osallistujille lähetetään lähtötilanteessa itseraportoituja kyselylomakkeita, joissa arvioidaan heidän tuntemustaan ​​minimaalisesta itsestä kahdeksalla alueella (Moniulotteinen interoseptiivisen tietoisuuden arviointi - versio 2) ) ja narratiivisen itsen tunne 5 alalla (Tennessee Self Concept Scale - Short Form, Present). Heille tehdään neuropsykologinen testi, jossa arvioidaan heidän visuaalisen episodisen muistinsa suorituskykyä (Wechsler Memory Scale-III:n perhekuvia). He arvioivat nykyisen tunnetilansa visuaalisella analogisella asteikolla neljällä alueella (Mood Visual Analogue Scale). Kummankin virtuaalitodellisuuden navigointisession jälkeen, jotka koostuvat kävelystä virtuaalikaupungissa, jossa osallistujat kohtaavat päivittäisiä tapahtumia, jotka pyritään satunnaisesti koodaamaan episodiseen muistiin ja jotka liittyvät erilaisiin itsereferenssitasoihin. itseraportoidut kyselylomakkeet, joissa arvioitiin heidän ruumiillistuneisuuttaan 4 alueella (Embodiment Questionnaire), heidän läsnäolonsa tunnetta neljällä alueella (Igroup Presence Questionnaire) ja heidän kybersairautta kahdella alueella (Simulator Sickness Questionnaire). He arvioivat uudelleen nykyisen tunnetilansa visuaalisella analogisella asteikolla (Mood Visual Analogue Scale). Lopuksi osallistujat käyvät läpi kaksi episodista muistitestiä: ilmainen muistitehtävä ja tunnistustehtävä. Ilmainen muistutus perustuu 20 minuutin suulliseen haastatteluun, jonka aikana osallistujia pyydetään muistelemaan kaikki tapahtumat, joita he muistavat kohdatessaan virtuaalikaupungissa. Jokaisen tapahtuman kohdalla heitä pyydetään muistamaan järjestelmällisesti ja mahdollisimman tarkasti: mikä tapahtuma oli, missä ja milloin se tapahtui navigoinnin aikana, kummassa kahdesta navigoinnista se tapahtui (lähde), kuka oli referentti jonka mukaan arvioitiin tapahtuman henkilökohtainen merkitys, tapahtuman objektiiviset (havaitsevaiset) ja subjektiiviset (fenomenologiset) yksityiskohdat sekä se, elettiinkö tapahtuma elävästi uudelleen tai tuntui vain tutulta (Muista/Tiedä -menettely). Tunnistustesti suoritetaan tietokoneella ja ohjelmoidaan Python-moduulilla Neuropsydia. Kaikki 32 havaittua tapahtumaa sekoitettuna 16 vieheen, joita ei tavattu, näytetään onnistuneesti satunnaisessa järjestyksessä tietokoneen näytöllä. Jokaisessa tapahtumassa esitetään useita kysymyksiä onnistuneesti ja osallistujat napsauttavat useiden ehdotusten joukosta sitä, mitä he pitävät oikeana vastauksena: kohtasivatko he tapahtuman (Kyllä/Ei) ja jos kyllä, missä se tapahtui (kuvan useiden mahdollisten lokalisaatioiden joukossa vyöhykkeestä, jossa tapahtuma tapahtui), milloin se tapahtui (korvataan tapahtuma kronologisessa järjestyksessä kahdella muulla tapahtumalla), missä navigoinnissa (ensimmäinen tai toinen navigointi) ja kuka oli referentti (Minä/Muu). Jokaiselle tapahtumalle osallistujat arvioivat myös asteikolla 0-100: tapahtuman uudelleenelämisen tai tutun tuntemuksen aste (100 = muistaa, 0 = tiedä), muiston näkökulma (100 = ensimmäisen persoonan näkökulma, 0 = kolmannen persoonan perspektiivi), sen eloisuus, uskollisuus, emotionaalinen intensiteetti, siihen liittyvien kehollisten tuntemusten voimakkuus, episodinen itseviittaus ja semanttinen itseviittaus.

Kaikille muuttujille tutkijat käyttävät toistuvia mittauksia ANOVA:ta ja käyttävät seuraavia kontrasteja:

1. "ARMS, FEP, SCZ, ASD, MDD" vs. "terveet kohteet" (mikrotilat testataan yleisen psykopatologian merkkiaineina);
2. "ARMS, FEP, SCZ" vs "ASD, MDD" (mikrotilat testataan spesifisinä psykoosin merkkiaineina; vastaavasti tämän allekirjoituksen spesifisyys masennukselle ja ASD:lle testataan)
3. "ARMS" vs. "FEP" vs. "SCZ" (mikrotilat testataan evoluutiomarkkereina);

4. Lopuksi, riippuen UHR:n psykoosiin siirtymisen nopeudesta, voidaan tehdä "UHR-T":n ja "UHR-NT"-vertailu (mikrotilat testataan psykoosin ennustavina markkereina Kaikille koehenkilöille tehdään syvä fenotyypitys, mukaan lukien neuropsykologia ja psykopatologia , neurologisten pehmeiden merkkien asteikot sekä rakenteellinen MRI sekä geneettiset ja epigeneettiset mittaukset.

   • Hypoteesi: EEG:n mikrotilojen C ja D epätasapainon odotetaan olevan selvempiä psykoosin ja ASD:n kirjossa verrattuna kontrolleihin, MDD:hen ja ARMS:iin, ja ne liittyvät somatosensoristen, interoseptiivisten ja kielen ominaisuuksien poikkeamiin.