研究團(tuán)隊利用高密度腦電設(shè)備進(jìn)行采集并結(jié)合“Oddball”聽覺實驗范式對植入的人工耳蝸進(jìn)行評估，采集和分析了91名年齡在3-7歲的兒童（其中66名人工耳蝸組和25名對照組），分別探討了他們在時間尺度上的皮層聽覺誘發(fā)電位（Cortical auditory evoked potential, CAEP）和失匹配負(fù)波（Mismatch negativity, MMN），和在空間尺度上應(yīng)用源定位（Source localization）CI植入后聽覺皮層的可塑性。

研究結(jié)論是使用不同的實驗范式聽覺聲對評估植入后的聽覺康復(fù)狀況，并通過估計源定位來評估聽覺皮層可塑性。我們發(fā)現(xiàn)植入后3到6個月是簡單語音重建快速發(fā)展的關(guān)鍵階段，植入后12個月代表了成熟期。結(jié)果表明，CAEP更適合于早期聽覺系統(tǒng)重建的評估，而 MMN 更適合于早期聽覺功能的評估。此外，聲源定位已被證明是探索聽覺皮層可塑性的有效工具，特別是對兒童人工耳蝸的使用者。

該研究的發(fā)現(xiàn)將為腦機接口在兒童聽覺康復(fù)方面的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，有助于為人工耳蝸調(diào)試和聽覺言語康復(fù)訓(xùn)練提供更準(zhǔn)確的參考依據(jù)。

實驗設(shè)備采集：

采用MagStimEGI NA400 128通道鹽水電極帽(Geodesic Sensor Net, GSN)記錄腦電信號，并通過放大腦電信號進(jìn)行采集。128個電極使用國際10-20系統(tǒng)和附加位置的基礎(chǔ)上進(jìn)行排布。在實驗過程中，保證了電極阻抗小于50 kΩ。CI 聽覺設(shè)備調(diào)整到最舒適的設(shè)置，用于日常聽力。用 Net Station 軟件記錄腦電數(shù)據(jù)時，物理參考電極為 Cz，接地電極位于 CPz 和 Pz 之間的 COM 點，采樣率為1khz。

高密度腦電在開展神經(jīng)科學(xué)研究中的優(yōu)勢：

足夠的空間分辨率

傳統(tǒng)的腦電圖可能只有幾個導(dǎo)聯(lián)，空間分布非常大導(dǎo)致分辨率差，在傳統(tǒng)的10-20系統(tǒng)中，僅僅只有21個導(dǎo)聯(lián)，這對于當(dāng)前的研究需求是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，在先前的研究中，已有研究表明EEG信號的空間采樣只有達(dá)到1-2cm才能確保不丟失信號，要保證達(dá)到這樣的空間采樣，就需要高密度導(dǎo)聯(lián)來進(jìn)行空間采樣。

預(yù)處理方法的準(zhǔn)確性

EEG信號旨在記錄頭皮表面的電信號活動，來評估由大腦引起的電位活動。但是要獲得比較干凈的信號，在一般情況下，都需要進(jìn)行EEG信號的預(yù)處理過程，在此過程中我們通常會經(jīng)過的預(yù)處理步驟，重參考、偽跡剔除等。

源定位的準(zhǔn)確性

傳統(tǒng)的腦電圖只能在腦部傳播到頭皮表面時顯示其電活動，而無法估計發(fā)生源的位置。在現(xiàn)在的分析方法中，源定位信號也是探索大腦功能的重要指標(biāo)之一。找到準(zhǔn)確的神經(jīng)元活動將是病理解剖學(xué)的重要標(biāo)志。而現(xiàn)在驗證腦部解剖結(jié)構(gòu)的一種方法是通過MRI圖像來評估源定位，MRI技術(shù)將是一個非常耗時的過程，現(xiàn)在通過高密度腦電圖進(jìn)行反向計算將能有效得到準(zhǔn)確的源定位。從而給像臨床上的癲癇定位或者是病理學(xué)定位的腦部功能提供更好的準(zhǔn)確性。

時間成本

在傳統(tǒng)的32、64導(dǎo)電極帽上，打?qū)щ姼嗟臅r間將是20-30分鐘以上，這對于高密度腦電圖來說，將是一個噩夢，EGI高密度腦電圖采用網(wǎng)狀鹽水帽將128、256導(dǎo)電極帽的準(zhǔn)備時間降低到幾分鐘以內(nèi)，這將時間成本來說，將是一個巨大的優(yōu)勢。