L'avènement de systèmes MEG taille pour les jeunes enfants ouvre de nouvelles possibilités importantes pour étudier le développement du cerveau. Le nouveau système, avec un protocole qui aligne les exigences expérimentales avec les capacités des enfants, peuvent être utilisées pour étudier les processus cognitifs et linguistiques dans la santé, les enfants éveillés trois à six ans.
Magnétoencéphalographie est une technique qui détecte les champs magnétiques associés à l'activité corticale [1]. L'activité électrophysiologique du cerveau génère des champs électriques – qui peuvent être enregistrés en utilisant l'électroencéphalographie (EEG) – et leurs concomitante des champs magnétiques – détecté par le MEG. Signaux MEG sont détectés par des capteurs spécialisés connu comme dispositifs supraconducteurs à interférence quantique (SQUID). Capteurs supraconducteurs nécessitent un refroidissement à l'hélium liquide à -270 ° C. Ils sont contenus à l'intérieur d'un casque vacumm isolé appelé un Dewar, qui est rempli de liquide. CALMARS sont placés dans des positions fixes à l'intérieur du dewar casque dans le liquide de refroidissement hélium, et la tête d'un sujet est placé à l'intérieur du casque pour les mesures Dewar MEG. Le Dewar casque doit être dimensionné pour satisfaire les contraintes opposées. De toute évidence, il doit être assez grand pour s'adapter à la plupart ou la totalité des têtes de la population qui sera étudiée. Cependant, le casque doit être également assez petit pour garder la plupart des capteurs SQUID à portée des champs minuscules cérébrale qu'ils sont à mesurer. Conventionnel toute tête systèmes MEG sont conçus pour accueillir plus de 90% des chefs d'adulte. Cependant les systèmes les adultes ne sont pas bien adaptés pour mesurer la fonction cérébrale chez les pré-scolaire chidren dont les têtes ont un cm de rayon de plusieurs plus petits que les adultes. Le KIT-Macquarie Brain Research Laboratory à l'Université Macquarie utilise un système personnalisé de MEG dimensionné pour s'adapter à la tête des enfants d'âge préscolaire. Ce système enfant a 64 de premier ordre gradiomètres axiale avec une base de 50 mm [2] et est contenue à l'intérieur d'une salle de blindage magnétique (MSR), avec une taille adulte conventionnelle système MEG [3,4]. Il ya trois principaux avantages du casque personnalisé Dewar pour étudier les enfants. Tout d'abord, le plus petit rayon de la configuration du capteur apporte les capteurs SQUID à portée des signaux neuromagnetic de têtes d'enfants. Deuxièmement, le plus petit casque permet l'insertion complète de la tête d'un enfant dans le Dewar. Insertion complète est empêché de casques Dewar adultes en raison de la petite couronne à l'épaule à distance chez les enfants. Ces deux facteurs sont fondamentaux dans l'enregistrement de l'activité cérébrale à l'aide de signaux MEG parce neuromagnetic s'atténuent rapidement avec la distance. Troisièmement, les aides personnalisées casque enfant dans le positionnement symétrique de la tête et les limites de la liberté de mouvement de la tête de l'enfant au sein du Dewar. Lorsqu'il est utilisé avec un protocole qui permet d'aligner les exigences de collecte de données avec les capacités de motivation et de comportement des enfants, ces caractéristiques facilitent considérablement l'installation, le positionnement et la mesure des signaux MEG.
Ce protocole est conçu pour faciliter les mesures de la fonction cognitive du cerveau en bonne santé et d'éveil de 4 ans les enfants. Nous utilisons un système de taille personnalisée MEG conçu pour s'adapter à la tête des enfants d'âge préscolaire âgés. Avec ce système, un enfant-amicale environnement de laboratoire, et un protocole adapté aux capacités et aux motivations des enfants, nous sommes capables de mesurer le fonctionnement du cerveau cognitif dans une tranche d'âge pour lequel il est actuellement très peu de données.
Le système KIT-Macquarie est le premier système de mesure entière-tête de taille pour une utilisation avec enfants d'âge préscolaire âgés. Il ya trois principaux avantages du casque personnalisé Dewar pour étudier les enfants. Tout d'abord, le plus petit rayon de la configuration du capteur apporte les capteurs SQUID à portée des signaux neuromagnetic de têtes d'enfants s. Deuxièmement, le plus petit casque permet l'insertion complète de la tête d'un enfant dans le Dewar. Insertion complète est empêché de casques Dewar adultes en raison de la petite couronne à l'épaule à distance chez les enfants (voir Fig. 2). Ces deux facteurs sont fondamentaux dans l'enregistrement de l'activité cérébrale à l'aide de signaux MEG parce neuromagnetic s'atténuent rapidement avec la distance. Troisièmement, les aides personnalisées casque enfant dans le positionnement symétrique de la tête et les limites de la liberté de mouvement de la tête de l'enfant au sein du Dewar. Ces fonctionnalités facilitent considérablement l'installation, le positionnement et la mesure des signaux MEG des enfants.
L'avènement de taille personnalisée enfants MEG système est une avancée importante pour les neurosciences cognitives. Alternative techniques de neuroimagerie fonctionnelle qui emploient des produits radiopharmaceutiques ou des champs magnétiques puissants peuvent ne pas convenir pour une utilisation courante avec de jeunes enfants. Depuis MEG est une technique de mesure entièrement passive il n'ya aucun risque concevable de développer des tissus. Il ya actuellement très peu de données MEG de sain enfants d'âge préscolaire, parce que les adultes conventionnels systèmes MEG ne sont pas bien adaptés à utiliser avec les enfants. Enfant systèmes MEG va nous permettre d'étudier le fonctionnement du cerveau aux âges où une structuration dramatique de l'activité du cerveau se produit, fournissant de nouveaux aperçus sur le développement normal et pathologique des fonctions cognitives.
Ce travail a été soutenu par l'Australian Research Council matériel d'infrastructure de liaison et accorder des facilités et des LEO668421 Australian Research Council Linkage Grant Project LP0669471. Les auteurs remercient la collaboration de l'Institut de Technologie de Kanazawa et Yokogawa Electric Corporation en instituant le Laboratoire KIT-Macquarie recherche sur le cerveau.
Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
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Whole head child MEG | Kanazawa Institute of Technology (Kanazawa) and Yokogawa Electric Corporation (Tokyo) | Model PQ1064R-N2m | ||
Magnetically shielded room | Fujihara Co. Ltd., (Tokyo) | |||
Digitiser | Polhemus (Colchester, VT) | Fastrack | ||
Experimental control software | Neurobehavioral Systems (Albany, CA) | Presentation | ||
Earphones | Etymotic Research Inc. (Elk Grove Village, IL) | ER-30 |