Przykładowy raport EEG potencjały wywołane.docx

Raport EEG – potencjał N170

N170 jest komponentem potencjałów wywołanych (ERP), który odzwierciedla przetwarzanie neuronowe twarzy. Według licznych badań stwierdza się, że potencjał ten jest związany ze zdarzeniem i ujawnia się m.in., kiedy osoba jest wystawiona na takie bodźce jakimi są twarze. Rozpoznawalność twarzy jako strukturalna całość poddana jest procesowi kodowania, w którym rozpoznawane są także emocje, jakie ta twarz wyraża.

Potencjał N170 ma ujemną polaryzację i pojawia się w zakresie 120-220 ms od wystawienia na bodziec. Inne czynniki niż procesy konfiguracji czy holistycznego przetwarzania twarzy także mogą modulować N170. W związku z tym bodziec stymulujący i/lub skierowana uwaga może również modulować odpowiedź N170.

BADANIE

W badaniu brała udział osoba, której reakcje były rejestrowane za pomocą umiejscowionego na głowie czepka elektrodowego EEG z 64 elektrodami zgodnie z systemem 10-20. W analizie wyłączono dwie z 64 elektrod ze względów technicznych. Osobie badanej prezentowano różne bodźce. W poniżej analizie wzięto pod uwagę takie bodźce jak twarze, a konkretyzując, były to twarze pokazujące emocje gniewu oraz strachu. Twarze były pokazywane frontalnie (przodem) i bocznym profilem. W badaniach użyto oprogramowania komputerowego MatLab, za pomocą którego dokonano tej analizy.

ANALIZA

W początkowych czynnościach z sygnału manualnie usunięto artefakty zanim dane zostały poddane niezależnej analizie komponentów. Po ponownym sprawdzeniu i usunięciu pojedynczych komponentów, sygnał został wzmocniony. Wyodrębniono i skorygowano epoki dla linii bazowej dla bodźców. Aby zbadać reakcję na prezentowane bodźce, wyodrębniono potencjały dla każdego warunku w amplitudzie między 160-230 ms od pojawienia się bodźca.

Poniższy rysunek (Rys.1) prezentuje czynności wykonane w dalszej analizie w celu odszukania właściwych elektrod dla poszukiwanego N170, a mianowicie średnią ze wszystkich elektrod,

zarejestrowaną podczas badania w warunkach prezentacji twarzy z emocjami złości i strachu.

Kolejno zostały sprawdzone wyniki obrazowania zapisu w związku z zarejestrowanymi reakcjami na bodźce na mapach głowy (czynności bioelektrycznej mózgu), które pojawiły się w odpowiedzi na prezentowane bodźce (Rys.2), czyli twarze wyrażające emocję złości frontalnie (BIN1), twarze wyrażające złość pokazywane profilem bocznym (BIN2), twarze wyrażające emocję strachu frontalnie(BIN3) oraz twarze wyrażające emocję strachu pokazywane profilem bocznym (BIN4).

Przedziały czasowe i lokalizacje wybrane do wykrywania pików były oparte na wcześniejszych badaniach N170. W konsekwencji amplituda N170 została określona przy P7 i P8 w okolicach potyliczno-skroniowych(Rys.3) jako maksymalna amplituda w oknie czasowym 160–230 ms (Rys.4).

Rys.4

Opierając się na wynikach badań innych badaczy spodziewaliśmy się, że największa modulacja N170 nastąpi w wyniku wystawienia na twarze gniewne (złość) lub/i lękowe. Zauważono bowiem zwiększenie amplitudy w przypadku wystąpienia groźnych twarzy w porównaniu z innymi (neutralnymi). Poniższe wykresy przedstawiają pojawienie się komponentu N170 w odpowiedzi badanego na bodźce, którym został poddany (twarze), rejestrowane w P7 (Rys.5) oraz P8 (Rys.6).

Rys.5

Rys.6

W kolejnym kroku uśredniliśmy wszystkie warunki na obu kanałach, co uwidoczniło  potencjał N170 dla P7 (Rys.7) oraz, szczególnie w po prawej stronie półkuli, P8 (Rys.7).

Rys.7

Rys.8

W celu sprawdzenia hipotezy dotyczącej różnic w amplitudzie załamka N170 w odpowiedzi na emocje i kierunek patrzenia, przeprowadzono wieloczynnikową analizę wariancji (ANOVA) z powtarzanym pomiarem w schemacie 2 na 2: czynnik wewnątrzobiektowy - emocja: złość, strach x czynnik wewnątrzobiektowy - kierunek patrzenia: frontalnie, na bok.
 

Analizy nie wykazały istotnych różnic w amplitudzie załamka N170 w odpowiedzi na rodzaj emocji: złość frontalnie vs strach frontalnie: F(0,898) = p>0,364, złość bocznie vs strach bocznie: F(4,219) = p>0,065, ani na kierunek patrzenia,P7- F(4,763)= p>0,52, P8 - F(0,156)=p>0,7. Nie zachodziła także żadna istotna interakcja między czynnikami, p > 0,65. Nie potwierdza to wcześniejszych wyników badań, które prezentują istotne różnice w pojawianiu się N170 przy twarzach pokazujących złość a pokazujących strach.

WNIOSKI

Na wykresach można zauważyć nierównomierne reagowanie na bodźce przy rejestracji kanałów P7 oraz P8. W P8 zarejestrowano największą reakcję przy pojawieniu się twarzy lękowej frontalnej, zaś w P7 nie jest oczywiste, jaka twarz wzbudziła największą modulację N170. Pojawienie się peak-u w określonym przedziale dla N170 potwierdziło, że taka reakcja miała miejsce w stosunku do pojawienia się bodźca, jednak nie można jednoznacznie stwierdzić, czy pojawienie się N170 jest lepiej uwidaczniane w tym badaniu poprzez prezentację twarzy groźnych czy lękowych. Potencjał ten pojawia się, jednak nie wskazuje jednoznacznie w tym badaniu na reakcję badanego do prezentowanych wybranych warunków powiązanych z emocjami złości oraz strachu.

Literatura

1.       Maratos, F. A., Garner, M., Hogan, A.M., Karl, A. (2015). When is a Face a Face? Schematic Faces, Emotions, Attention and the N170. AIMS Neuroscience, 2 , 172-182.

2.       Okruszek, Ł. , Jarkiewicz, M., Gola, M., Cella, M. (2018). Using ERPs to explore the impact of affective distraction on working memory stages in schizophrenia. Article in Cognitive Affective & Behavioral Neuroscience 18(9067).