top of page
Search

Relative Power in sLORETA and eLORETA (Probing the Brain’s Priorities at the Local Level)

Sep 7, 2022
4 min read

Tom's Blog


Low-Resolution Electromagnetic Tomographic Analysis (LORETA) is a general approach to computing what is going on inside the brain, based on the surface measurements we get from typically 19 channels of scalp EEG. There are many derivative and improved methods (VARETA, bc-VARETA, sLORETA, eLORETA, swLORETA, etc) that use this method with various modifications to improve accuracy, resolution, and speed. Generally all of these methods compute the same thing, which is the current-source density in a small volume of brain, called a “region.” The current-source density reflects the neuronal activity at that location, in the form of the postsynaptic membrane potentials generated by neurons while they communicate and do their work.


In this picture, the little red lines with arrows are current. The neurons with membrane activity are the current sources. Basically, when specific neurons are being activated or de-activated, there is an external electrical current produced, so these neurons are sources of current. The more activity there is in a given region, the higher the current-source density. And the currents all occur at some frequency such as alpha, beta, or whatever. It’s that simple.


What is important in this regard is that the cortical layers are complex, and allow one region to do more than one thing, either in sequence, or at once. This is the basis of the EEG frequencies see in different bands, be they delta, theta, alpha, beta, or gamma. In other words, by knowing which are the dominant bands in a given region, we know what the region is doing. This is especially important in networks, which bind at a characteristic frequency, such as alpha for the default mode network (DMN).


How can we determine what the dominant activity is in any region? The answer can come in the form of relative power. Relative power is simply the ratio of power in one band, to all the other bands. It reflects what that brain region is doing relative to other tasks. This is a basic metric that has been used in QEEG for decades, but it takes on particular importance in LORETA-based methods. We expect a mixture of frequencies on the scalp, because the volume conduction smears and combines information from many regions into one scalp electrode location. But with LORETA methods, we are calculating what is happening in one spot in the brain, and that should be much more limited in how much can be going on. A given area of the cortex has just so much freedom to do different things at once, and it will tend to be busy with one thing a time, as the brain goes through its microstates and processing sequences. Here we see an example connection between two areas of the cortex, one sensory, the other motor. Through the complex interconnections, these regions communicate with each other using various pathways and frequencies, ranging from slow delta, all the way through fast gamma, and everything in between. But what is any region doing right now, it is important to ask.


QEEG’ers all know about relative power surface maps, and how they can help or hinder interpretation. Basically, they compare the total frequency “pie” with the size of each slice, to show how the surface maps look in a relative way, with the top row being absolute power, and the second row being relative power. These debates have gone on for decades, with some using absolute power, others using relative power, and many using both.



But how does this picture change when we look at individual brain regions with sLORETA, not the smeared surface potentials? The simple answer is that if we can see the relative amount of energy in each band in each region, we can determine what is the priority of that brain region at that instant. This goes beyond simply measuring absolute power, which answers the question “what is going on” and supplements it with the answer to the question “what is important now”. The different cortical layers participate differently in these communications, so knowing what frequency band is dominant in any region can tell us what type of processing it is involved with at this instant, and the networks that are communicating on a particular frequency will emerge as complex areas illuminated by imaging the relative power in any band. And because relative power always adds up to 100% when you consider all bands, there is a built-in normalization. 50% relative power means just that, that 50% of the power is in that band. We will have z-scores for relative power in the next release, but the raw relative power is already very informative.


We have implemented relative power in BrainAvatar recently, based on this motivation, and can produce informative maps of both surface EEG, and more importantly, for every voxel in the sLORETA or eLORETA projections we now support. The results are fascinating and informative.



sLORETA and eLORETA relative power give new detailed maps of which regions are spending more of their energy at any band of interest, such as alpha. In this image, only regions who have a significant fraction of alpha activity light up, and the white regions are 90% or more in pure alpha. Networks emerge, at the instant that they are active. Complex and rapid microstate shifts become visible, instantaneously. And these metrics can be used for neurofeedback as well as for assessment and progress tracking.



Networks emerge and disappear instantaneously, reflecting the phase locking and phase release with each use of the network



Our new “isofield” solid rendering converts regions of activity into intuitive solid shapes, providing clear and precise indication of brain activity instantaneously.



Here is a text display of sLORETA relative power for brain regions and hubs, showing how much priority each region or hub is giving to each frequency band. New information with new insights and new uses.



sLORETA and eLORETA relative power open up new possibilities for QEEG and neurofeedback. BrainAvatar continues to lead the way, implementing new and effective methods, building on what has been learned, and moving toward what we still have to learn.

 
 
 

18 Comments


Đọc mọi người bàn chuyện trải nghiệm trên điện thoại nghe cũng đúng kiểu mình hay gặp. vipwin tối qua mình tranh thủ vài phút lúc ngồi chờ nên mở ra xem thử cho biết, chủ yếu ngó cách họ trình bày thôi chứ không có thời gian mò sâu. Điều mình thấy dễ chịu là trang sắp xếp theo từng khối rõ ràng, nhìn phát biết chỗ nào là thông tin chính, kéo xuống cũng không bị rối mắt hay lạc mạch; chữ với khoảng trắng vừa đủ nên đọc lướt vẫn ổn. Mấy phần dạng bảng cột cũng làm khá gọn, hàng với cột thẳng thớm nên liếc nhanh là nắm được ý, không cần căng mắt. Nói…

Like

https://sc8844.com/ mình lướt thử vì thấy bạn bè nhắc hoài, kiểu tò mò vào xem giao diện ra sao thôi chứ không có ý “soi” gì nhiều. Vào cái là thấy trang load nhanh, cuộn xuống mượt, nhìn không bị rối mắt. Mình thích kiểu họ chia nội dung theo từng khối nên đọc lướt cũng hiểu đại khái, không phải căng mắt tìm thông tin. Có phần “tổng quan” giới thiệu nền tảng với dịch vụ, đọc vài dòng là nắm được hướng họ đang nói tới. Menu với tiêu đề cũng đặt khá rõ ràng, nên bấm qua lại không bị lạc. Nói chung cảm giác dùng ổn, nhất là cách họ tách riêng cụm “tổng quan” thành…

Like

qq88gs.com ừ mình cũng vừa lướt qua như bạn nói, kiểu xem thử bố cục có dễ nhìn không chứ không định ngồi mày mò lâu. Cảm giác đầu tiên là menu đặt khá lộ, nên bấm qua lại mấy chỗ thấy nhanh, không phải đoán xem nút nằm đâu. Mình để ý mấy khối nội dung họ chia dạng ô với danh sách nhìn rõ ràng, liếc phát là phân biệt được từng phần (mắt mình khá kém nên cái này quan trọng). Có mấy chỗ hiển thị số liệu theo cột trông gọn, chữ và khoảng cách ổn nên đọc không bị rối. Nói chung chỉ cần vậy để nắm nhanh trang sắp xếp ra sao, và mình…

Like

cổng game 789club có dễ dùng không? Mình nghĩ là có; mở lên lướt nhanh vài phút thôi mà đã định hình được chỗ nào là mục chính, chỗ nào là thông tin phụ, nhìn không bị rối mắt nên khỏi phải ngồi dò từng chút. Điểm mình thích là bố cục chia theo các khối khá rõ, khoảng cách vừa đủ nên kéo xuống vẫn theo kịp mạch nội dung; mấy bảng số liệu cũng canh cột thẳng thớm, đọc liếc là hiểu ý chứ không bị lệch hàng hay phải zoom qua zoom lại. Menu để ngay vị trí dễ thấy nên chuyển qua lại giữa các mục khá mượt; bấm vài lần là quen tay luôn, nhất…

Like

trang chủ 68win nhìn vào là mình hiểu ngay cách họ sắp xếp luôn. Mình chỉ định ghé xem vài phút thôi mà lướt một hồi thấy khá thoải mái, vì thông tin được chia thành các khối riêng, mắt mình bắt được điểm cần xem rất nhanh. Kiểu trình bày dạng danh sách kèm ô nội dung tách ra nên đọc không bị dính chữ vào nhau, kéo xuống cũng không có cảm giác mất phương hướng. Mình để ý thanh menu nằm ở vị trí dễ thấy, chuyển qua lại vài mục là tới đúng chỗ, không phải bấm đi bấm lại nhiều lần. Nói chung hợp với người lười tìm hiểu như mình, cứ nhìn là nắm…

Like

© 2021 Biofeedback Association of South Africa • Webdesign by Otto Creative design 

bottom of page