1) Peaks
- 피크와 구성 요소라는 용어는 때때로 동의어로 사용되지만 실제로는 다른 것을 나타냅니다.
- 피크는 두피 기록에서 관찰되는 반면, 구성 요소는 뇌에서 발생하며 두피 전극에서 직접 관찰할 수 없습니다.
- 관찰된 피크는 기본 뇌 구성 요소의 결과이지만 그 관계는 복잡합니다. 따라서, 두 가지가 같다는 말은 옳지 않습니다.
- ERP 연구에서 가장 어려운 점 중 하나는 관찰된 피크를 넘어 기본 구성 요소에서 어떤 일이 일어나고 있는지 이해하는 것입니다.
2) How ERPs are generated?
- 몇 가지 드문 예외를 제외하고 ERP는 신경 전달 중에 피질 피라미드 세포(cortical pyramidal cells)에 의해 생성됩니다.
- 두피에서 visble해지려면 많은 수 의 뉴런이 동시에 활성화되어야 합니다.
- 위의 사진 중 빨간색 원은 피질의 일부 기능적으로 정의된 영역에 있는 뉴런의 클러스터입니다.
- 신경 전달 중에 생성된 세포외 전기장(extracellular electric fields)은 한 영역의 뉴런을 가로질러 합쳐져 활성 피질 표면(active cortical surface)에 수직인 등가 전류 쌍극자(equivalent current dipole)라고 부르는 것을 형성합니다 (위 그림의 빨간색 화살표 참조).
- 이것은 쌍극자의 한쪽에 있는 두피 EEG 전극에 negativity를, 다른 쪽에는 positivity를 줄 것입니다.
- 보다 자세한 설명이 필요하다면, 위의 두 논문을 참고하는 것이 좋습니다.
- ERP 구성 요소는 본질적으로 뇌에서 기능적으로 관련된 뉴런 클러스터에 의해 생성되는 세포외 전압 필드(extracellular voltage field)입니다.
- 주어진 두피 전극에서 우리가 보는 양수 피크와 음수 피크의 순서는 이러한 구성 요소의 많은 합계를 반영하며, 각 구성 요소에는 고유한 time course가 있습니다.
- 구성 요소는 시간이 지남에 따라 중첩되며 두피 전극에서 기록하는 여러 구성 요소의 결합된 기여도를 살펴봄으로써 단일 구성 요소가 실제로 시작되고 끝나는 시점을 말하기가 어렵습니다.
- 예를 들어 여기에 C1, C2 및 C3이라는 레이블이 지정된 세 가지 구성 요소가 있다고 가정합니다 (위의 그림 참조).
- 각 내부 구성 요소는 해당 구성 요소에 대한 쌍극자(dipole)의 위치와 방향을 나타내는 화살표로 표시됩니다.
- 또한 각 구성 요소에는 주어진 이벤트에 대한 응답으로 시간 경과에 따른 전압(voltage) 변화인 소스 파형(source waveform)이라고 하는 것이 있습니다.
- 이에 더하여, 위 그림에 표시된 것처럼 표시된 E1, E2 및 E3이라는 레이블이 붙은 세 개의 전극이 있다고 상상해 보십시오.
- 전압은 단순히 도체에서 함께 합산됩니다 (Voltages simply sum together in a conductor). 이것이 ERP에 대한 핵심 사실입니다.
- 결과적으로 각 전극에 기록된 전압은 기본 소스 파형의 가중 합계가 됩니다
- 쌍극자(dipole)의 위치와 방향, 전극(electrode)의 위치 그리고 뇌, 수막(meninges), 두개골(skull) 및 두피(scalp)의 전도성(cunductivity)을 반영하여 각 구성 요소와 주어진 전극 사이에 서로 다른 가중치(weighting)가 있습니다.
- 예를 들어, 구성 요소 1과 전극 1 사이에 하나의 가중치가 있고, 구성 요소 2와 전극 1 사이에 또 다른 가중치가 있으며, 구성 요소 3과 전극 1 사이에 세 번째 가중치가 있습니다.
- 주어진 시간에 주어진 전극 사이트에 대한 주어진 소스의 기여도는 해당 구성 요소와 전극 사이트 사이의 가중치를 곱한 해당 시간의 소스 파형의 진폭입니다.
- 가중치 중 일부는 음수일 수 있으며 이는 전극이 쌍극자의 반대쪽에 있음을 의미합니다.
- 위 사진의 예에서는 구성 요소 2에서 전극 3까지 음의 가중치가 있으므로 소스 파형이 음으로 진행되더라도 해당 시간에 두피 전압에서 양으로 편향되는 것을 볼 수 있습니다.
ERP(Event-Related Potentials) 구성 요소의 맥락에서 음수(negative) 및 양수(positive) 가중치는 뇌 반응에 의해 생성된 전체 전기 신호에 대한 특정 전극의 기여도를 나타냅니다.
양의 가중치
: 전극이 특정 ERP 구성 요소에 대해 양의 가중치를 갖는 경우 해당 전극의 전기 신호가 소스 파형과 동일한 방향에 있음을 의미합니다. 즉, 구성 요소의 진폭은 전극에서 방향이 비슷하며 둘 다 양의 방향 또는 위쪽 방향으로 이동합니다. 양의 가중치는 전극과 ERP 구성 요소가 시너지 효과를 발휘한다는 것을 의미합니다.
음의 가중치
: 전극이 특정 ERP 구성 요소에 대해 음의 가중치를 갖는 경우 해당 전극의 전기 신호가 소스 파형과 반대 방향임을 나타냅니다. 이는 구성 요소의 진폭이 전극에서 반전됨을 의미합니다. 결과적으로 소스 파형이 양수이면 전극의 신호는 음수이거나 아래쪽 방향입니다. 반대로 소스 파형이 음수이면 전극의 신호는 양수이거나 위쪽 방향입니다. 음수 가중치는 전극과 ERP 구성 요소가 반작용 방식으로 작동함을 나타냅니다.
- 주어진 구성 요소의 일부 전극에서는 무게가 0에 가까울 수 있으며 구성 요소는 해당 전극에서 보이지 않습니다.
- 그러나 다양한 전극 위치에서 많은 구성 요소를 볼 수 있으며 주어진 전극은 많은 수의 다른 구성 요소를 선택합니다.
- 위의 사진의 예에서 세 구성 요소 모두 세 전극의 전압에 크게 기여합니다.
- 위의 사진은 3개의 구성 요소와 3개의 피크가 있는 또 다른 예시이다.
- 두피 파형의 첫 번째 PEAK가 50ms인 반면 첫 번째 COMPONENT는 100ms에서 정점에 도달합니다.
- 두 번째 피크가 약 90ms에서 180ms로 이동하는 것처럼 보이지만 기본 구성 요소는 실제로 약 50ms에서 225ms로 이동합니다.
- 위에서 보이는 것처럼, 일반적으로 피크보다 구성 요소가 훨씬 더 많습니다.
- 따라서 피크와 구성 요소는 같은 것이 아닙니다.
- ERP 구성 요소가 정의되는 방법과 관찰된 두피 파형에서 추정할 수 있는 방법에 대해 자세히 알고 싶다면 Emily와 Steve가 Oxford Handbook of ERP Components에 쓴 1장을 살펴보십시오.
Quiz for Chapter 3, Video 1
In the diagram below, the amplitude at point D is equal to:
Choose only ONE best answer.
(A x w1,3) + (B x w2,3) + (C x w3,3)
(A x w3,1) + (B x w3,2) + (C x w3,3)
(A x w1,3) x (B x w2,3) x (C x w3,3)
(A x w3,1) x (B x w3,2) x (C x w3,3)
The voltage at time t in a scalp distribution is equal to the weighted sum of the source waveforms at that time. In other words, you multiply each source waveform value by the weight between that source and the electrode, and then you sum all of those values.
Which of the following statements are true about the waveform shown below? [Select all correct options.]
Choose ALL answers that apply.
-
A
The voltage at the time point of the C1 peak represents brain activity that occurred before the brain activity at the time point of the P1 peak.
-
B
Because there are 6 peaks in the waveform (C1, P1, N1, P2, N2, P3), there are probably 6 underlying components.
-
C
The N2 component should not be labeled with an "N" because the voltage at that time is positive.
-
D
The peak of the P3 wave is likely to be close in time to the peak in the underlying P3 component.
The timing of a voltage in an ERP waveform represents the exact time that this voltage occurred in the brain. However, the link between a peak voltage in the waveform and the peaks of the underlying components is unknown. Indeed, there are likely to be far more components than peaks.
위 내용은 본인 참조용이며, 잘못된 정보가 있을 수 있습니다.
ref) https://www.youtube.com/watch?v=5S8LRadZnPY
by Steven J. Luck, https://erpinfo.org/
