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Human non-REM sleep and the mean global BOLD signal
No full textA hallmark of non-rapid eye movement (REM) sleep is the decreased brain activity as measured by global reductions in cerebral blood flow, oxygen metabolism, and glucose metabolism. It is unknown whether the blood oxygen level dependent (BOLD) signal undergoes similar changes. Here we show that, in contrast to the decreases in blood flow and metabolism, the mean global BOLD signal increases with sleep depth in a regionally non-uniform manner throughout gray matter. We relate our findings to the circulatory and metabolic processes influencing the BOLD signal and conclude that because oxygen consumption decreases proportionately more than blood flow in sleep, the resulting decrease in paramagnetic deoxyhemoglobin accounts for the increase in mean global BOLD signal.Fil: McAvoy, Mark P.. Washington University in St. Louis; Estados UnidosFil: Tagliazucchi, Enzo Rodolfo. Institut du Cerveau et de la Moelle épinière; Francia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; ArgentinaFil: Laufs, Helmut. Christian-albrechts-universität Zu Kiel; . Goethe Universitat Frankfurt; AlemaniaFil: Raichle, Marcus E.. Washington University in St. Louis; Estados Unido
EEG Veränderung bei Hyperventilation: Das Powerspektrum-EEG unter kapnographisch kontrollierter Hyperventilation
Full text linkEEG Veränderung bei Hyperventilation: Das Powerspektrum-EEG unter kapnographisch kontrollierter Hyperventilation.
(Absanullah Madad Fassli, Ulrich Stephani)
Einleitung:
Hyperventilation dient seit Jahrzehnten als Provokationstest bei der Durchführung von Elektroenzephalographien (EEGs) zur Untersuchung der Hirnaktivität. Die vorliegende Studie untersucht die Frage, ob und wie der Kohlendioxidpartialdruck (pCO2) die Hyperventilations-induzierten EEG-Veränderung beeinflusst. Zu diesem Zweck wurden Zusammenhänge zwischen pCO2-Veränderung und Veränderungen der EEG-Grundaktivität analysiert, dies bei nasaler bzw. oraler Atmung.
Material/Methode:
Mithilfe einer Transkapnode (Fa. Radiometer) wurde eine Hyperventilation über drei Minuten nasal bzw. oral mit einer Pause von 4 Minuten zur Messung der Veränderungen von CO2-Partialdruck und EEG-Grundaktivität bei 155 Kindern im Alter zwischen 6 und 18 Jahren mit unterschiedlichen klinischen Indikationen zum EEG durchgeführt. Die Veränderungen im EEG wurden visuell beurteilt und den Ableitungssituationen das zugehörige pCO2 zugeordnet. Die Auswertung erfolgte über deskriptive Statistik und nichtparametrische Verfahren. Intraindividuelle Vergleiche im zeitlichen Verlauf bzw. zwischen Mund- und Nasenatmung wurden über Wilcoxon-Paardifferenztests analysiert. Die Korrelation zwischen Grundaktivität während der Hyperventilation und pCO2 wurde mit dem Rangkorrelationskoeffizient nach Spearman ermittelt.
Ergebnisse:
Die Hyperventilation führte sowohl für den pCO2 als auch für die Grundaktivität zum Absinken. Es wurden signifikante Korrelationen zwischen der Veränderung des CO2-Partialdrucks und der Grundaktivität ermittelt. Nach der Hyperventilation stieg die Grundaktivität innerhalb von zwei Minuten Pause wieder bis auf das Ausgangsniveau, während die pCO2–Werte nach vier Minuten Pause noch nicht auf den Ausgangswert zurückgekehrt war.
Der Vergleich der Nasen- und Mundatmung bei der Hyperventilation zeigte eine Tendenz zu stärkerem Absinken des pCO2 und der EEG-Grundaktivität bei der Mundatmung mit signifikanten Unterschieden im Wilcoxon-Paardifferenztest mit p<0,01. Es konnte kein spezifischer CO2-Bereich zugeordnet werden, in dem EEG-Veränderungen induziert werden.
Diskussion:
Nach unserer Kenntnis der internationalen Literatur sind dies erstmalig Ergebnisse zu Korrelationen zwischen pCO2- und EEG-Grundaktivität-Werten. Der Einfluss der Hyperventilation und damit des CO2-Abfalls auf die EEG-Aktivität scheint jedoch durch ein multifaktorielles Zusammenspiel individuell geregelt zu werden. Die relativ schnelle Erholung der Grundaktivität könnte ein Hinweis darauf sein, dass die Beeinflussung temporaler wie auch frontaler Hirnareale durch die Absenkung des pCO2 nur gering ist, während die physiologischen Auswirkungen im Blutkreislauf und ggf. anderen Körperregionen größer sein können
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Neuronal networks of burst suppression EEG as revealed by source analysis and renormalized partial directed coherence
Full text linkBurst-suppression (BS) is an electroencephalography (EEG) pattern consist-ing of alternative periods of slow waves of high amplitude (the burst) and periods of so called flat EEG (the suppression). It is generally associated with the reduced level of consciousness.
The aim of this study was to reveal the neuronal network underlying both burst and suppression phases using a source analysis method: dynamic imaging of coherent sources (DICS) and to describe the effective connectivity between the identified sources using renormalized partial directed coherence (RPDC).
DICS was applied separately to the EEG segments of 13 neonates with burst and suppression EEG pattern. Power spectrum analyses were performed to identify the predominant frequencies. The brain area with the strongest power in the analyzed frequency (1-4 Hz) range was defined as the reference region. DICS was used to compute the coher-ence between this reference region and the entire brain. RPDC was used to describe the in-formational flow between the described sources.
Delta activity during burst phases was associated with sources in the thalamus and brainstem as well as bilateral sources in the cortical regions mainly frontal and parietal, whereas suppression phases were associated with coherent sources only in the cor-tical regions. Results of the RPDC analyses showed an ascending informational flow from the brainstem towards the thalamus and from the thalamus to cortical regions, which was absent during suppression phases. Especially those brain regions were affected, that are im-portant for cognitive processing. The results of this study strengthen the assumption that there is a specific periodicity of neural activity and that thalamocortical deafferentiation is an essential feature of BS. Thus a burst can be understood as short, repetitive recovery of cortical neural dynamics. The described deafferentation may play a role in the poor neuro-logical outcome in these encephalopathies
Multifokale Epilepsie ist mit einer gesteigerten funktionellen Konnektivität assoziiert – Eine kombinierte EEG-fMRT-Studie
Full text linkMultifokale epileptische Aktivität ist ein ungünstiges Merkmal einer Vielzahl von epileptischen Syndromen (Lennox-Gastaut-Syndrom, West Syndrom und schwere fokale Epilepsien) und geht mit einer generellen Vulnerabilität des Gehirns für pathologische Synchronisation einher. Die zu Grunde liegenden Mechanismen der multifokalen Aktivität sind bisher noch ungenügend erforscht. In dieser Arbeit sollte untersucht werden, ob pathologische Konnektivität innerhalb der Hirnregionen des Default mode Netzwerkes sowie Thalamus, Hirnstamm und retrosplenialer Cortex Individuen für multifokale epileptische Aktivität prädisponiert. Hierfür wurden insgesamt 33 Kinder mit multifokaler und monofokaler (Kontrollgruppe) Epilepsie mittels kombiniertem EEG-fMRT während des Schlafs untersucht. Patienten mit monofokaler Epilepsie waren charakterisiert durch starke Korrelationen zwischen den korrespondierenden interhemisphärischen homotopen Regionen. Dieses Muster mit ausgeprägter Kurzdistanz- und schwacher Langdistanz-Konnektivität ähnelt dem Konnektivitätsmuster, welches für gesunde Kinder beschrieben ist. Patienten mit multifokaler epileptischer Aktivität zeigten hingegen erheblich stärkere Korrelationen zwischen einer Vielzahl von Regionen des DMN sowie dem Thalamus und Hirnstamm mit signifikantem Anstieg der langstreckigen Konnektivität im Vergleich zu den Kindern mit monofokaler epileptischer Aktivität. Innerhalb der Gruppe der Patienten mit multifokaler Epilepsie gab es keine Unterschiede hinsichtlich der funktionellen Konnektivität zwischen Patienten mit oder ohne Lennox-Gastaut-Syndrom. Diese Studie zeigt, dass multifokale Aktivität mit einer gesteigerten funktionellen Konnektivität des Hirns auf den langen Distanzen assoziiert ist. Daraus lässt sich schlussfolgern, dass diese ausgeprägte funktionelle Konnektivität die generelle Vulnerabilität des Hirns für pathologische Synchronisation darstellt
Variations on the Author
Full text link“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Neuropsychological aspects of electroencephalographical photosensitivity in children and adolescents
Full text linkDie enge Assoziation der elektroenzephalographischen Photosensibilität (PPR) mit dem Auftreten von Epilepsie wird allgemein postuliert. Es ist bekannt, dass die PPR gehäuft insbesondere bei generalisierten Epilepsien auftritt. Insbesondere bei der juvenilen myoklonischen Epilepsie (JME) werden in der Literatur besondere neuropsychologische Eigenschaften beschrieben. Die vorliegende Arbeit wendet sich der Frage zu, inwieweit auch bei Probanden mit PPR neuropsychologische Besonderheiten gefunden werden können, bzw. ob Unterschiede zu zwischen PPR – positiven und -negativen Probanden zu finden sind.
In einer explorativ angelegten Studie mit 78 Kindern und Jugendlichen wurden neuropsychologische Test durchgeführt: Vier Gruppen von Probanden mit und ohne Photosensibilität mit und ohne Epilepsie wurden hinsichtlich des prospektiven Gedächtnisses sowie der Kurzzeit- und Arbeitsgedächtnisleistungen untersucht. Desweitern wurde die Konzentrationsfähigkeit, Aufmerksamkeit und Impulsivität betrachtet und Persönlichkeitsmerkmale anhand der Selbsteinschätzung der Persönlichkeit verglichen.
Im Vergleich der Gruppen waren für die Phasen des prospektiven Gedächtnisses Plankomplexität, Planerinnerung und Planausführung keine signifikanten Unterschiede zwischen den 4 Gruppen zu verzeichnen.
Die Planinitiierung war allerdings signifikant different: Im paarweisen Vergleich der Gruppen gegenüber der Referenzgruppe ohne Epilepsie und ohne PPR zeigte sich, dass die photosensiblen Studienteilnehmer ohne Epilepsie signifikant öfter die Aufgabe korrekt initiierten.
Sowohl bei der Untersuchung des Kurzzeit- und Arbeitsgedächtnisses, der Konzentrationsfähigkeit, Aufmerksamkeit und Impulsivität als auch bezüglich externalisierender und internalisierender Persönlichkeitsmerkmale ergaben sich keine signifikanten Unterschiede
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Full text linkWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
Räumliche und zeitliche Veränderungen kortikaler elektrischer Aktivität bei spontan induzierter Handmotorik
No full textZiel: Nachhaltige neuronale Aktivität kann mit funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRI) lokalisiert werden. Die Signalanalyse der Zeitreihen innerhalb und über Hirnvoxel hinweg zeigt zustandsspezifische Merkmale auf, die unser Verständnis z.B. verschiedener Bewusstseinszustände bereichern. Ähnliche Informationen sollten wir aus einer universell erhältlichen Werkzeug mit Hilfe einer bed-side Methode, dem Elektroenzephalogramm (EEG) ableiten können. Da das Oberflächen-EEG eine verschwommene Darstellung mehrerer neuronaler Quellen ist, ist eine Quellenanalyse erforderlich, um räumliche Details hinzuzufügen.
Hier validieren wir eine Quellnraumrekonstruktionsmethode, die die Analyse des laufenden EEG im Quellraum mit Methoden ermöglicht, die mit denen von fMRT-Zeitreihen vergleichbar sind: Wir testen, ob wir gut beschriebene Oberflächen-EEG-Änderungen, die durch eine Fingertappingaufgabe induziert werden, in motorkortikale Hirnregionen lokalisieren können.
Methode: 30 Probanden nahmen an einer Fingertppingaufgabe teil, die eine Desynchronisation des Oberflächen EEG induziert. Wir haben über 29 EEG-Kanäle und EMG-Elektroden über den rechten und linken M. abductor pollicis brevis aufgezeichnet und für jede Bedingung (rechte Hand, linke Hand, beide Hände, kein Tapping) sowohl im Sensor- als auch im Quellraum (minimale Varianz verzerrungsfreie Reaktion [Mindestnorm] beamforming) spektrale Leistungsdichten und weitere Analysen erstellt.
Ergebnisse: Im Sensorraum beobachteten wir einen Rückgang der 8-12 Hz-Aktivität in der Nähe von C3 und C4, die wenige Sekunden vor Beginn jeder Tappingbedingung beginnt. Im Quellbereich ist die Desynchronisierung keiner genauen Region zuzuordnen.
Diskussion: Die EEG-Desynchronisation stimmte mit anderen Analysen überein. EEG-Änderungen im Quellenraum konnten wir nicht analysieren, Hier sind verbesserte Methoden (Elektrodenanzahl, beamforming) notwendig, um ein laufendes EEG in den Quellraum zu transferieren. Dies wäre eine wichtige Voraussetzung für eine weitere quantitative EEG-Signalanalyse mit räumlichen Informationen ähnlich denen, die auf fMRI-Zeitreihen angewendet werden
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