Summary
Objectieve en eenvoudig meten van sensorische verwerking is uiterst moeilijk in non-verbale of kwetsbare pediatrische patiënten. We ontwikkelden een nieuwe methode om een kwantitatieve beoordeling van baby-en kinderkleding corticale verwerking van lichte aanraking, spraakklanken, en de multisensorische verwerking van de 2 stimuli, zonder dat actieve deelname van een proefpersoon of het veroorzaken ongemak in kwetsbare patiënten.
Abstract
Objectieve en eenvoudig meten van sensorische verwerking is uiterst moeilijk in non-verbale of kwetsbare pediatrische patiënten. We ontwikkelden een nieuwe methode om een kwantitatieve beoordeling van de kinderen corticale verwerking van lichte aanraking, spraakklanken en de multisensorische verwerking van de 2 stimuli, zonder dat actieve deelname van een proefpersoon of het veroorzaken van kinderen ongemak. Om dit te bereiken hebben we een dual channel, tijd en kracht gekalibreerd lucht bladerdeeg stimulator die zowel tactiele stimulatie en sham controle mogelijk maakt. We combineerden dit met het gebruik van event-related potentieel methodologie toe te staan voor hoge tijdsresolutie van de signalen van de primaire en secundaire somatosensorische cortex alsmede hogere orderverwerking. Deze methodologie ook ons toegestaan om een multisensorische reactie op auditieve-tactiele stimulatie te meten.
Introduction
De studie van ontwikkeling corticale sensorische processen essentieel voor het begrijpen van de basis voor de meeste hogere orde functies. Zintuiglijke ervaringen zijn verantwoordelijk voor veel van de organisatie van de hersenen door middel van de kindertijd, het leggen van de basis voor complexe processen zoals cognitie, communicatie, en motorische ontwikkeling 1-3. De meeste pediatrische studies van sensorische processen richten zich op auditieve en visuele domeinen, vooral omdat deze stimuli zijn het gemakkelijkst te ontwikkelen, te standaardiseren en te testen. Echter, tactiele verwerking van bijzonder belang bij zuigelingen en kinderen het eerste zintuig te ontwikkelen in de foetus 4,5 en somatosensorische informatie integraal onderdeel van de functie van andere corticale systemen (bijv. motor, geheugen, associatief leren, limbische) 6. Huidige werkwijzen beoordeling somatosensorische verwerking worden beperkt door de keuze van tactiele stimulus. Een gemeenschappelijke keuze is directe elektrische zenuw stimulatie 7,8 9. Al deze werkwijzen zijn daarom beperkt in hun gebruik bij jonge kinderen en zuigelingen.
Daarom is ons doel was om een tactiele paradigma dat deze beperkingen adressen door als niet-invasieve en het verminderen van de noodzaak van een actieve deelname van een proefpersoon te ontwikkelen. Daarnaast is het nodig om een gestandaardiseerd niveau van stimulatie en een sham-controle. Hiervoor ontwikkelden we de "puffer" systeem, een dual-channel, getimed, en gekalibreerd air-puff levering systeem, zodat we de effecten van lichte aanraking bij zuigelingen en andere kwetsbare bevolkingsgroepen te meten.
Functionele MRI studies toonden aan dat stimulatie door puffs lucht activeert sensorische cortex, maar de lengte en de uitdagingen van dergelijke studies, zoals immobilisatie, lengthy sessies en angstwekkende instellingen maakt ze moeilijk uit te voeren bij jonge kinderen. Daarom hebben we samen onze nieuwe levering systeem met Event Related Potential (ERP) methodiek om temporele resolutie van sensorische verwerking van lichte aanraking te bieden in een korte, kindvriendelijke testsessie.
Dit nieuwe paradigma biedt de nodige flexibiliteit om sensorische verwerking in diverse bevolkingsgroepen, leeftijden en klinische settings bestuderen. Het heeft ook het voordeel verenigbaar met auditieve stimuli, waardoor multisensory evaluaties. Tot nu toe is nauwkeurige en betrouwbare tactiele evaluatie onmogelijk geweest bij baby's of kinderen die niet in staat zijn om betrouwbaar te reageren vanwege intellectuele / taalstoornissen. Deze methode is bedoeld om deze leemte op te vullen, om te helpen bij de vroegtijdige identificatie van tekorten sensorische verwerking en interventie gedurende een periode van maximaal plasticiteit van het brein. Verbeteringen in sensorische verwerking in de kinderschoenen kan de cascade beïnvloedenvan neurologische
De volgende procedures zijn allemaal opgenomen in Vanderbilt Institutional Review Board goedgekeurde protocollen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Beoordeling van de Reactie op Light Touch
- Plaats de elektrode net (bv. 128-kanalen geodetische sensor netto) op kind of het hoofd zuigeling. Stel sensors voor contact met warme zoutoplossing. Als op een kind, zorg kind is comfortabel zitten in ouder of verzorger schoot. Als op een kind, ervoor te zorgen dat baby is licht ingebakerd en ofwel gehouden in de armen van verzorger of in een liggende positie in een open wieg.
- Plaats een 1 mm spuitmond 0,5 cm onder de top van de wijsvinger van de geteste kant. Plaats vinger voor een jong kind of palm voor een kind in een mal houder en veilig met klittenband proximale en distale om gezamenlijk te zorgen voor consistente afstand van pijpje in de vinger of hand. Het is absoluut noodzakelijk dat het kind houdt de juiste vinger positie tijdens de testsessie. Zorgen dat dit door het periodiek beoordelen van vinger en hand plaatsing en het hebben van kinderen met verzorger als jonge. Als het testen van een kind, stop protocolals kind huilt en bieden comfort alvorens te herstarten. Als het testen van jonge kinderen, vragen verzorger om het comfort en de zekerheid in de hele korte testperiode.
- Begin luchtcompressor bij 40 psi door regulator klep ingangen voor tactiele stimuli leveren.
- Run stimulus leveringsprogramma.
- Voor de geteste kant huidige 60 bladerdeeg stimuli willekeurig afgewisseld met 60 sham studies (een air puff geleverd via een apart mondstuk wees weg van de vinger).
- Niet presenteren meer dan twee herhalingen van een trekje of schijnvertoning op een rij. Varieer de inter-trial interval willekeurig tussen 2.000-2.500 msec. Het doel hiervan is om gewenning verminderen, indien een stimulus niet langer wordt waargenomen. De totale tijd voor een opeenvolging van 120 trials moet 4,5-5 min zijn.
- Voer de identieke protocol opnieuw voor de andere kant, als het bestuderen van asymmetrische somatosensorische stoornissen.
- Voor de protocollen niet met aandacht voor de stimulus geen verdere set-up is nodig. Tzijn van toepassing op kinderen te testen. Voor verbetering van de aandacht bij jonge kinderen (wat resulteert in grotere specifieke ERP pieken in de opname), zorgen voor een taak.
- Taak bijvoorbeeld voor 5-jarigen: Beschrijf lucht rookwolken als "bellen" geblazen door "vis" in een "aquarium" (een versierde doos verbergen van de puffer apparaat). Vraag de kinderen te raden of elke "bubble" wordt geleverd door een blauwe of een rode 'vis'. Vertel het kind dat ze niet nodig hebben om en mag niets zeggen, terwijl ze het uitvoeren van deze taak (zie opgezet met mock aquarium in figuur 1).
2. Beoordeling van de Reactie op Multisensory Protocol (Auditief-tactiele Gelijktijdige vs Samengevat individuele antwoorden)
- Doorloop stappen 1,1-1,3 zoals hierboven beschreven. Stimuli worden beschreven in Tabel 1.
- Voer het stimulus leveringsprogramma (bv. in E-Prime software). Voor de geteste kant, een auditief-tactiele paradigma kan de volgende 4 stimuli willekeurig presenteren, met 60 proeven / stimulus: bladerdeeg, puff-/ga /, / ga / sham, schijnvertoning. Nogmaals, om de mogelijkheid van gewenning te beperken, niet meer dan twee herhalingen van een trekje of een schijnvertoning op rij presenteren in alle omstandigheden, en variëren van de inter-trial interval willekeurig tussen 2.000-2.500 msec. Elke sequentie van 240 trials moet nemen tussen 9-10 minuten.
- Ren identiek protocol over voor de andere kant.
- Zorg voor een geluidloze leeftijd passende cartoon bij aanvang van protocol en blijven deze gedurende de procedure om toename van de motorische artefacten voorkomen rusteloosheid, en de achtergrond dalen van grote-patiënt gegenereerd delta golven als ze zich vervelen. Bijvoorbeeld, in 5-jarigen, gebruikten we een lus van 20 min van een gekochte video, gespeeld op mute en gestart voordat elk onderwerp werd getest. Geen aandacht stimulus vereist derhalve de lus cartoon een visueel achtergrond losgekoppeld van de stimuli.
- Om de software te programmeren, instellen van twee seriële commando's verzonden door de stimulus controle toepassing. Men identificeert het bladerdeeg, de andere de schijnvertoning. Hebben de stimulus controle toepassing stuurt u de commando naar een microcontroller.
- Laat de microcontroller te genereren een TTL-puls (bv. 20 msec duur) aan de corresponderende digitale uitgang kanaal. Deze uitgang moet worden gesplitst in twee lijnen, een voor de digitale invoer naar de EEG-opnamesysteem en een aan de solenoïde-gated luchtkleppen. Markeer de opening van beide kleppen in de EEG data stream.
- Meet de pols om bladerdeeg latency voor zowel echte als sham omstandigheden met een oscilloscoop en een microfoon. Deze moeten uniform, en in de orde van 10-15 msec zijn. Pas voor de latency post-opname.
- Bereken de kracht uitgeoefend op het mondstuk PSI met een manometer en door meting van de spuitmond diameter. Gebruik de formule F (N) = druk * Ruimte. Bijvoorbeeld, de uitgeoefende kracht frOM een straal van 1 mm spuitmond 6 psi geeft F (N) = 0,03 £.
- Om de controle applicatie voor de multisensory protocol te wijzigen, stuur twee seriële commando identificeren van een echte trekje of sham aan de microcontroller en een opgenomen toespraak geluid of stilte. Opmerking: In onze paradigma hebben we de computer gegenereerde, accent-neutrale / ga / geluid, onder anderen zoals / da /, / du /, / bu / etc gebruikt.
- Heden auditieve stimuli via een luidspreker geplaatst in middellijn, 2 voet voor het onderwerp.
- Lijn het geluid begin timing gelijktijdig met het begin van het bladerdeeg of de vertraging gemeten in stap 3.3, afhankelijk van de voorwaarde wenselijk de tester zijn.
4. Data Acquisition en voorbereiding
- Kies filters en verwijzingen instellingen om gegevens op basis van standaard ERP-methodieken te proeven. Hier, gebruik dan een 1000 Hz met filters ingesteld op 0,1-400 Hz. Tijdens het verzamelen van gegevens, zie alle elektroden naar Cz en rereferenced ze offline aan een gemiddeldeleeftijd referentie.
- Aan het segment van de gegevens, filteren de geregistreerde gegevens met de gewenste filters en segmenteren. Voor dit onderzoek gebruiken een 0,3-40 Hz bandfilter en het segment van de lopende EEG op basis van de stimulus onset een 200 msec prestimulus baseline en een 500 msec post-stimulus interval omvatten.
- Voeren kwaliteitscontrole van de gegevens. Screenen elk segment voor motor-en oculaire artefacten zoals hoge frequentie spieractiviteit, met behulp van computer algoritmes opgenomen in de ERP-software. Volg dit scherm door een handmatige controle.
- De geautomatiseerde screening criteria zijn als volgt vastgesteld in dit protocol, maar kan worden aangepast: voor oog kanalen, spanning> 140 mV = ogen knipperen en spanning> 55 mV = oogbewegingen.
- Juiste gegevens uit verontreinigde proeven met een oculaire artefact correctie tool. Opmerking: Elk kanaal met spanning> 200 mV wordt beschouwd als van slechte kwaliteit. Als> 15 kanalen zijn van slechte kwaliteit, hebben we gekozen om de gehele proef voor reproduceerbaarheid redenen weggooien.
- Gemiddelde ERP. Rereference hen om een gemiddelde referentie en voer uitgangswaarde-correctie op basis van de criteria in stap 4.2 gekozen. Extract gemiddelde amplitude en piek latencies voor diverse pieken, geëxtrapoleerd uit grand gemiddelde golfvormen van vooraf gedefinieerde populaties. Opmerking: In ons geval hebben we op basis van de volgende op gevestigde literatuur van de reactie van de oudere kinderen om zenuw stimulatie 10-14. We gebruikten P50 (30-80 msec), N70 (50-100 msec), P100 (80-150 msec), N140 (130-230 msec) en P2 (250-350 msec) pieken.
- Alleen data van elektroden overlappende voorgeprogrammeerde locaties (figuur 2). Ontlenen gegevens voor afzonderlijke elektroden en gemiddeld binnen elke cluster.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Beoordeling van lichte aanraking (Figuur 3):
Kenmerken van de corticale reactie op tactiele stimulatie met het Puffer systeem: De patronen van pieken in reactie op het bladerdeeg lijken sterk op de corticale reacties verkregen middels zenuw stimulatie normale volwassenen 10,11. De vroege respons (P50, N70, P100 pieken) weerspiegelt voornamelijk de activiteit in de primaire sensorische cortex 12 en geen besef van de stimulatie niet vereist. De secundaire respons (N140 piek) weerspiegelt voornamelijk de activiteit in de secundaire sensorische cortex en het bewustzijn van een somatosensorische prikkel zoals is gedocumenteerd in gepubliceerde studies 13,14. Deze piek in onze paradigma weerspiegelt processen in de secundaire sensorische cortex, gemoduleerd door aandacht aan te raken (de 'vis blowing bubbles taak'). De late reactie (P2 piek) voornamelijk weerspiegelt het begininning van cognitieve neurale activiteit met betrekking tot sensorische stimulatie. Deze piek kan subjectieve aandacht aan te raken en onvrijwillige oriëntatie 15,16 weerspiegelen.
Puff versus sham: Hoewel de sham presenteert een niet-specifieke tone-achtig geluid op minder dan 35 dB, kan niet worden beschouwd als volledig onhoorbaar 17, en vormde derhalve een passend sham controle. De schijnvertoning is het geluid van de lucht bladerdeeg zonder de sensatie van het bladerdeeg, en daarom corticale antwoorden voor deze proeven zijn klein links en rechts centrale locaties optimaal is voor de detectie van tactiele OvN. Sham proeven geproduceerd vroege lage amplitude respons onder alle omstandigheden, anders dan de tactiele stimulatie en consistent met toon-als auditieve stimuli. Specifiek, analyse van piekamplitudes toonde een meetbaar verschil tussen schijn en lucht bladerdeeg voor P50 (gemiddelde amplitude verschil (D = -2,8 mV 2.7, p = 0.04), N70 (D = -3,9 mV 4.0, p = 0.04) en de N140 ( D = -4.1mV 3,5, p = 0.02).
Verschillen tussen aangedane vs onaangetast kant kogelvis reacties bij kinderen met hemiparetic cerebrale parese (zie tabel 2, gewijzigd ten opzichte van J. Child Neurology 18). Als een proof of concept voor de Puffer systeem, werd statistische analyse uitgevoerd op piekamplitudes en latencies verschillen na stimulatie van de aangedane hand in vergelijking met de niet-aangedane kant karakteriseren. Terwijl de patiëntenpopulatie was klein (N = 8), werden significante verschillen waargenomen tussen de twee handen.
Evaluatie van de respons op multisensorische protocol: auditief-tactiele gelijktijdige vs gesommeerd individuele antwoorden (figuur 4)
Om de effecten van multi interacties geassocieerd met gelijktijdige tactiele (bladerdeeg) en auditieve (spraakgeluid) presentatie bepalen is het noodzakelijk de waargenomen hersenenreactie de algebraïsche s vergelijkenum van de reacties op auditieve en tactiele stimulatie afzonderlijk gepresenteerd. Deze analyse principe is goed gedocumenteerd in de audio-visuele studies 19-21. In dit geval, de sham-geluid staat en het bladerdeeg alleen voorwaarde worden toegevoegd, als een gekoppelde sham - spraak-geluid laat ons toe om rekening te houden met lage amplitude-specifieke auditieve responsen aangetoond in figuur 1. Omdat auditieve-tactiele multisensorische effecten zijn meestal duidelijk in de vroege fasen van corticale reacties 21 richtten we onze waarneming op de 0-140 msec tijdvenster. Twee positieve berekende pieken waargenomen, corresponderend met de P50 (30-80 msec) en P100 (80-150 msec). Direct daarna kan een grote negatieve vervorming opgemerkt, waarschijnlijk overeenkomend met de N140 (130-230 msec).
In een tweede studie van 10 kinderen (leeftijd 5-8) (figuur 4), kan de ware multisensory reactie op auditieve-tactiele toestand worden waargenomen verschil hebbens in alle drie doorbuigingen. Het verschil tussen de amplitude van de gesommeerde en multisensory gemiddelde amplitude vertegenwoordigt de bijdragen van multi neurale processen individuele sensorische reacties. Het bestaan van een multisensorische auditieve-tactiele reactie op een toespraak geluid-air puff stimulans was bij volwassenen gesuggereerd door het gebruik van neuro maatregelen 22 en dit ERP-methode lijkt om zijn bestaan te bevestigen bij kinderen ook, maar op het niveau van de corticale verwerking.
| ERP Peaks | Kenmerken van de respons | P voor de getroffen vs onaangetast |
| P50 en N70 | Geen statistisch verschil tussen affected en onaangetast de hand stimulatie | NS |
| N140 | ↑ amplitude in de getroffen | 0.036 |
| vergelijking met onaangetast de hand stimulatie | ||
| P2 | ↓ amplitude ipsilaterale en contralaterale ↑ in de getroffen | 0.046 |
| vergelijking met onaangetast de hand stimulatie | ||
| ↑ latency ipsilaterale in aangedane hand alleen | 0.005 | |
| vergeleken met contralaterale |
| Sensorische modaliteit | Stimulus type | Specifiek voorbeeld |
| auditorium | Spraakgeluid | computer gegenereerde / ga / geluid |
| Niet-specifieke geluid | tone-achtig geluid gegenereerd door de lucht bladerdeeg | |
| tactiel | Lichte aanraking | gekalibreerde lucht bladerdeeg |
| Simultane spraak geluid met touch | simultane / ga / en bladerdeeg |
Tabel 2. Vergelijking van de puffer resultaten voor getroffen en onaangetast de hand bij kinderen met cerebrale parese (N = 8).
. Figuur 1 elektrode cluster vertegenwoordiging op ERP net:
C: centroparietal
F: frontale
Oneven nummers corresponderen met linkszijdige locaties
Zelfs nummers corresponderen met rechts-zijdige locaties
Figuur 2. Kind ondergaan Multisensory Testing. Perslucht stroomt door gele flexibele mondstukken door kartonnen "aquarium doos" en uit in mal van klei in welke vinger is bevestigd. Voor sham rookwolken, perslucht stroomt door mondstuk gericht aan de achterkant van de doos. ERP-net is op zijn plaats en kind kan zijn arm, de omgeving, en het vak visualiseren.
Figuur 3. Vergelijking van de antwoorden op bladerdeeg en sham controle in de contralaterale corticale kant op stimulatie van een aangedane hand. Traces geven een gemiddelde van N = 8 kinderen (leeftijd 5-8), centroparietal locaties alleen. Zwarte lijn trekje, grijze lijn geeft schijnvertoning reactie.
igure 4 "fo: content-width =" 5in "fo: src =" / files/ftp_upload/51054/51054fig4highres.jpg "src =" / files/ftp_upload/51054/51054fig4.jpg "/>
Figuur 4. Reacties opgenomen in somatosensorische gebied van de hemisfeer contralateraal van tactiele stimulus, binaural auditieve stimulus. Tracings geven een gemiddelde van N = 10 kinderen (leeftijd 5-8) *, centroparietal locaties alleen. Grey lijn vertegenwoordigt berekend gesommeerd respons van / ga / sham + bladerdeeg, zwarte lijn ware multisensorische reactie gelijktijdige / ga /-puff.
* Dit was een aparte studie van de in figuur 3 beschreven, uitgevoerd in 2012, ook met Vanderbilt IRB goedgekeurde protocollen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Deze nieuwe combinatie van lucht bladerdeeg en ERP (aangeduid als de "Puffer systeem") om corticale verwerking van lichte aanraking en tactiele-auditieve reacties te meten wordt goed verdragen door jonge kinderen met een handicap en door zuigelingen. Dit geldt voor unisensory en multisensorische versies, en of de aandachtsproblemen component niet wordt toegevoegd of in het geval van jonge kinderen. De redenen voor het succes van deze werkwijze bij de beoordeling van een jonge en kwetsbare bevolking door zowel het gebruik van een onschuldige tactiele stimulus alsook het gebruik van ERP methoden en apparatuur. De tactiele paradigma kan worden uitgevoerd in een totaal van 5 minuten, terwijl de multisensory paradigma duurt 10 minuten. Dit is vooral handig voor de beoordeling van de peuters of personen met gedrags-uitdagingen. De stimulus zelf kan worden gekalibreerd om nooit meer dan lichte aanraking of druk, waardoor tolerantie een nonissue, in tegenstelling tot elektrische zenuwstimulatie. Tot slot, de openheid en flexibiliteit van ee meetinstrument, de alledaagse omgeving en het ontbreken van fysieke fixatie creëren een geruststellende en kindvriendelijke omgeving voor experimenten. Dit geldt vooral bij kinderen die kunnen worden getroost door licht doeken en wordt gehouden door een verzorger. Daarom is deze methode heeft toepassingen voor patiëntenpopulaties het hele spectrum van gezondheid en ziekte, alsmede door de levensduur van kindertijd tot de oudere volwassenheid.
Hoewel deze kenmerken maken de "Puffer systeem" gemakkelijker toe te dienen bij jonge kinderen dan functionele MRI, heeft ERP niet dezelfde mate van ruimtelijke resolutie 24. Voorzichtigheid moet worden betracht bij het toekennen van ERP signaal bronnen aan de onderliggende structuren, zelfs in het geval van goed bestudeerde somatosensorische potentials 25. Dit is vooral van belang voor kinderen met een grote ruimte-innemende hersenletsels. Echter, de temporele resolutie geboden door de Puffer systeem gelijk aan die van de directe zenuw stimulatie bij volwassenen, bij wie de corticale oorsprong van verschillende ERP-pieken zijn goed gekarakteriseerd.
Een kritische stap in dit paradigma is de positionering van het mondstuk in de nabijheid van dichtbevolkte gebieden geïnnerveerd om optimale ERP signaal bereiken. Handen, voeten en gezicht zijn hand liggende keuzes door hun dichte innervatie en grote zintuiglijke vertegenwoordigingen in de somatosensorische cortex. De kracht van de perslucht kunnen zijn geoptimaliseerd, via de compressor of door de wijziging van de spuitmond diameter. Toepassing van een manometer om de kracht te kalibreren op het niveau van het mondstuk zelf wordt aanbevolen om nauwkeurigheid te garanderen. Zorgen voor de juiste positionering van de hand met een schimmel of armboard met klittenband zal verder zorgen dat de afstand tussen het mondstuk en het huidoppervlak blijft constant.
Voorzichtigheid moet ook worden gebruikt in een poging om een verdere daling van de tijd voor paradigma administratie of toename van het aantal stimulons onderzoek. Zestig proeven zijn voldoende om een duidelijke ERP signaal genereren en zorgen voor enig verlies van gegevens als gevolg van artefacten, maar minder proeven kunnen geen betrouwbare, reproduceerbare data produceren. Omgekeerd kan meer proeven per conditie de ERP signaalsterkte te verbeteren, maar kan ook leiden tot gewenning aan prikkels, of een toename van motor / oculaire artefacten als gevolg van verveling.
Eventuele wijzigingen ingebouwd in de methodologie zijn de studie van aandachtstraining effecten van stimuli. De stimulus is licht genoeg om aandacht vereisen, maar dit kan gemakkelijk worden verbeterd, wat resulteert in een toename van ERP amplitudes name in de eerste pieken van P50 tot N140. Ook ingebouwd in de multisensory systeem zijn de toevoeging van verschillende spraakklanken en tonen. De timing van hoorbare en voelbare signalen kunnen ook worden gemodificeerd om een gelijktijdig gespreide, om de effecten van een modaliteit van elkaar te bestuderen.
Toepassingen worden gerealiseerd in de nabije toekomst onder andere verdere uitbreidingvan het paradigma voor zuigelingen en pasgeborenen met hersenletsel of abnormale zintuiglijke ervaringen in de neonatale periode, zoals intensive care hospitalisatie evenals jongeren met een handicap. De waarde van dergelijke testen kan zowel voorspellend voor toekomstig sensomotorische lidmaatfunctie zijn. Het kan ook aanwijzingen voor het vermogen van kinderen om meerdere zintuiglijke streams verbonden ingangen verwerken en zijn een maat voor de werkzaamheid van therapieën gericht op sensorische integratie. Voor volwassenen, moet de kracht van de tactiele stimulus te verhogen tot vergelijkbare resultaten. Tenslotte toevoegingen van visuele stimuli de multisensory model in conceptuele fasen en een waardevol objectief hulpmiddel voor het meten van verwerkingsfuncties en sensorische stoornissen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs verklaren dat zij geen concurrerende financiële belangen.
Acknowledgments
De beschreven project werd ondersteund door het National Center for Research Resources, Grant UL1 RR024975-01, en is nu in het Nationaal Centrum voor de bevordering van Translational Wetenschappen, Grant 2 UL1 TR000445-06. De inhoud is uitsluitend de verantwoordelijkheid van de auteurs en niet noodzakelijkerwijs het officiële standpunt van de NIH.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Geodesic sensor net | EGI, Inc., Eugene, OR | depends on size | |
| Net Station EEG software v. 4.2 | EGI, Inc., Eugene, OR | NA | |
| E-Prime stimulus control application | PST, Inc. Pittsburgh, PA | NA | |
| Manometer (model 6 in, 0-60 psi) | H. O. Trerice Co, Oak Park, MI | ||
| Custom Puffer setup | Nathalie Maitre |
References
- Nelson, C. A. Neural plasticity and human development: the role of early experience in sculpting memory systems. Dev. Sci. 3 (2), 115-136 (2000).
- Wallace, M. T., Stein, B. E. Early experience determines how the senses will interact. J. Neurophysiol. 97 (1), 921-926 (2007).
- Greenough, W. T., Black, J. E., Wallace, C. S. Experience and brain development. Child Dev. 58 (3), 539-559 (1987).
- Lickliter, R. The Role of Sensory Stimulation in Perinatal Development: insights from comparative research for care of the high-risk infant. J. Dev. Behav. Pediatr. 21 (6), 437-447 (2000).
- Lickliter, R. The integrated development of sensory organization. Clin. Perinatol. 38 (4), 591-603 (2011).
- Pleger, B., Villringer, A. The human somatosensory system: From perception to decision making. Prog. Neurobiol. 103, 76-97 (2013).
- Allison, T., McCarthy, G., Wood, C. C., Jones, S. J. Potentials evoked in human and monkey cerebral cortex by stimulation of the median nerve: a review of scalp and intracranial recordings. Brain. 114 (6), 2465-2503 (1991).
- Majnemer, A., Rosenblatt, B., Riley, P., Laureau, E., O'Gorman, A. M. Somatosensory evoked response abnormalities in high-risk newborns. Pediatr. Neurol. 3 (6), 350-355 (1987).
- Auld, M. L., Ware, R. S., Boyd, R. N., Moseley, G. L., Johnston, L. M. Reproducibility of tactile assessments for children with unilateral cerebral palsy. Phys. Occup. Ther. Pediatr. 32 (2), 151-166 (2012).
- Nakanishi, T., Shimada, Y., Toyokura, Y. Somatosensory evoked responses to mechanical stimulation in normal subjects and in patients with neurological disorders. J. Neuro. Sci. 21 (3), 289-298 (1974).
- Schubert, R., Blankenburg, F., Lemm, S., Villringer, A., Curio, G. Now you feel it-now you don't: ERP correlates of somatosensory awareness. Psychophysiology. 43 (1), 31-40 (2006).
- Hamalainen, H., Kekoni, J., Sams, M., Reinikainen, K., Naatanen, R. Human somatosensory evoked potentials to mechanical pulses and vibration: contributions of SI and SII somatosensory cortices to P50 and P100 components. Electroencephal. Clin. Neurophysiol. 75 (2), 13-21 (1990).
- Eimer, M., Forster, B. Modulations of early somatosensory ERP components by transient and sustained spatial attention. Exp. Brain Res. 151 (1), 24-31 (2003).
- Forster, B., Eimer, M. Covert attention in touch: Behavioral and ERP evidence for costs and benefits. Psychophysiology. 42 (2), 171-179 (2005).
- Tamura, Y., et al. Cognitive processes in two-point discrimination: an ERP study. Clin. Neurophysiol. 115 (8), 1875-1884 (2004).
- Fabrizi, L., et al. A shift in sensory processing that enables the developing human brain to discriminate touch from. 21 (18), 1552-1558 (2011).
- Putnam, L. E., Vanman, E. J. Startle Modification: Implications for Neuroscience, Cognitive Science. Google Books. Startle Modification: Implications for. , (1999).
- Maitre, N. L., Barnett, Z. P., Key, A. P. F. Novel assessment of cortical response to somatosensory stimuli in children with hemiparetic cerebral palsy. J. Child Neurol. 27 (10), 1276-1283 (2012).
- Molholm, S. Audio-Visual Multisensory Integration in Superior Parietal Lobule Revealed by Human Intracranial Recordings. J. Neurophysiol. 96 (2), 721-729 (2006).
- Molholm, S., Ritter, W., Murray, M. M., Javitt, D. C., Schroeder, C. E., Foxe, J. J. Multisensory auditory-visual interactions during early sensory processing in humans: a high-density electrical mapping study. Brain Res. 14 (1), 115-128 (2002).
- Foxe, J. J., Morocz, I. A., Murray, M. M., Higgins, B. A., Javitt, D. C., Schroeder, C. E. Multisensory auditory-somatosensory interactions in early cortical processing revealed by high-density electrical mapping. Brain Res.. 10 (1-2), 77-83 (2000).
- Gick, B., Derrick, D. Aero-tactile integration in speech perception. Nature. 462 (7272), 502-504 (2009).
- Stevens, K. N., Blumstein, S. E. Invariant cues for place of articulation in stop consonants. J. Acoust. Soc. Am. 64 (5), 1358-1368 (1978).
- Hari, R., Parkkonen, L., Nangini, C. The brain in time: insights from neuromagnetic recordings. Ann. NY Acad. Sci. 1191, 89-109 (2010).
- Key, A. P. F., Dove, G. O., Maguire, M. J. Linking Brainwaves to the Brain: An ERP. Dev. Neuropsychol. 27 (2), 183-215 (2005).
