PEV and PEA

NIRS (la spectroscopie proche infrarouge) est une méthode spectroscopique ... spectroscopy) is a spectroscopic method that uses the near-‐infrared region.
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1.  Un  potentiel  évoqué  (PE)  désigne  la  modification  du  potentiel  électrique  produite   par  le  système  nerveux  en  réponse  à  une  stimulation  externe,  notamment   sensorielle  (un  son,  une  image,  etc.)  mais  aussi  à  un  événement  interne,  notamment   une  activité  cognitive  (attention,  préparation  motrice,  etc.).  In  English,  this  is  called   an  Event-­‐Related  Potential  (ERP).  The  ERP  is  the  measured  electrophysiological   response  to  a  sensory,  cognitive,  or  motor  stimulus.  An  ERP  occurs  when  a  large   number  of  neurons  fire  at  the  same  time  while  processing  information.     Le  potentiel  évoqué  visuel  (PEV)  et  le  potentiel  évoqué  auditif  (PEA)  sont  deux  types   des  PE  exogènes.  Pour  PEV,  L'intérêt  est  de  tester  les  voies  optiques,  soit  par   visualisation  de  motifs  alternés  types  "damiers",  soit  par  Flash  lumineux.  Pour  PEA,   L'intérêt  est  de  vérifier  les  voies  auditives  à  l'aide  d'une  stimulation  monoaurale.  In   English,  the  PEV  is  the  visual  ERP  and  the  PEA  is  the  auditory  ERP.  They  are  the   ERPs  measured  in  response  to  a  visual  stimulus  or  an  auditory  stimulus.  Sensory   ERPs,  like  PEV  and  PEA,  often  occur  within  100  ms  after  the  stimulus.     NIRS  (la  spectroscopie  proche  infrarouge)  est  une  méthode  spectroscopique  utilisée   dans  la  gamme  infrarouge  du  spectre  électromagnétique.  In  English,  NIRS  (near-­‐ infrared  spectroscopy)  is  a  spectroscopic  method  that  uses  the  near-­‐infrared  region   of  the  electromagnetic  spectrum  (800  nm  to  2500  nm).  NIRS  can  be  used  to  non-­‐ invasively  measure  brain  activity  by  detecting  changes  in  blood  hemoglobin   concentration.  If  there  is  more  hemoglobin  in  a  particular  brain  region,  it  means   there  is  more  blood  flow  and  therefore  more  brain  activity.  NIRS  can  only  be  used  to   measure  activity  in  the  cortex  (outermost  layer  of  the  brain).       2.  Goal:  To  use  NIRS  to  study  PEV  and  PEA.       3.  Introduction:  Please  use  information  from  1.     In  addition,  PEV  and  PEA  are  usually  measured  with  EEG  (electroencephalography),   which  non-­‐invasively  measures  electrical  activity  of  the  brain  over  time  using   electrodes  placed  on  the  scalp.  Here,  we  will  use  NIRS  instead.  We  can  also  use  EEG   at  the  same  time  to  see  if  the  results  match.  EEG  is  good  at  measuring  the  timing  of   brain  responses,  but  it  is  not  good  at  measuring  where  the  brain  response  is.  If  the   results  match,  we  should  see  that  NIRS  and  EEG  measure  brain  activation  at  the   same  time.       4.  Materials:  NIRS  equipment,  EEG  equipment,  visual  and  auditory  stimuli          

5.  Schema:   NIRS:  Here  is  a  picture  of  NIRS.  The  subject  is  wearing  a  cap  with  probes,  and  the   scientist  can  see  which  parts  of  the  brain  are  activated  on  the  screen.  

  EEG:  Here  is  a  picture  of  how  PEA  is  measured  with  EEG.  

 

  Researchers  have  also  been  able  to  combine  the  NIRS  and  EEG  caps  into  one  cap,  so   they  can  measure  NIRS  and  EEG  at  the  same  time.      

6.  Procedure:  Are  you  doing  this  experiment  in  class,  or  are  you  asked  to  come  up   with  your  own  procedure?     If  you  are  creating  your  own  procedure,  I  think  you  should  measure  NIRS  and  EEG  at   the  same  time  with  the  NIRS-­‐EEG  cap.  You  can  give  the  patient  visual  and  auditory   stimuli  to  evoke  PEV  and  PEA,  and  measure  the  responses  with  NIRS  and  EEG.       7  and  8.  Measures  and  Results:  Are  you  doing  this  experiment  and  getting  results  in   class,  or  are  you  asked  to  create  theoretical  results?     If  you  are  creating  your  own  results,  the  NIRS  results  for  a  visual  stimulus  (PEV)   should  be  brain  activation  in  the  visual  cortex  (green  in  the  picture).  The  NIRS   results  for  auditory  stimulus  (PEA)  should  be  brain  activation  in  the  auditory  cortex   (purple  in  the  picture).    

    The  EEG  results  for  PEV  and  PEA  should  look  something  like  this  (picture).  It  shows   brain  activation  (in  terms  of  voltage)  over  time.  

      9.  Discussion:  The  theoretical  prediction  is  that  NIRS  and  EEG  should  show  brain   activation  at  the  same  time,  in  response  to  a  visual  or  auditory  stimulus.  We  also   predict  that  NIRS  should  show  brain  activation  in  the  correct  brain  regions  (visual   cortex  for  PEV,  auditory  cortex  for  PEA).