Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Behavior

장애 아동의 대뇌 피질의 청각 - 촉각 처리의 정량 평가

Published: January 29, 2014 doi: 10.3791/51054

Summary

감각 처리의 목적과 쉽게 측정 비언어적 또는 취약한 소아 환자에서 매우 어렵습니다. 우리는 활동 주체의 참여를 요구하거나 취약한 환자의 불편을 초래하지 않고, 정량적으로 유아와 가벼운 터치의 아이들의 대뇌 피질의 처리, 음성 소리를 평가하는 새로운 방법, 및 2 자극의 감각적 처리를 개발했다.

Abstract

감각 처리의 목적과 쉽게 측정 비언어적 또는 취약한 소아 환자에서 매우 어렵습니다. 우리는 정량적으로 활동 주제의 참여를 요구하거나 아이들의 불편을 초래하지 않고, 가벼운 터치, 음성 소리와 2 자극의 감각적 처리의 아이들의 대뇌 피질의 처리를 평가하는 새로운 방법을 개발했다. 이를 위해 우리는 듀얼 채널, 시간과 촉각 자극과 가짜 제어를 모두 할 수 있습니다 강도 보정 에어 퍼프 자극을 개발했다. 우리는 높은 시간적 일차 및 이차 체성 감각 피질로부터의 신호의 해상도뿐만 아니라 고차의 처리를 허용하는 이벤트와 관련된 잠재적 인 방법론을 사용하여 이것을 결합. 이 방법론은 또한 우리가 청각 - 촉각 자극에 대한 감각적 인 반응을 측정 할 수 있었다.

Introduction

감각 피질 프로세스 개발의 연구가 가장 높은 차수 기능에 대한 기초를 이해하는 것이 필수적이다. 감각 경험은인지, 통신 및 모터 개발 1-3과 같은 복잡한 프로세스의 기반을 마련, 초기와 어린 시절을 통해 뇌 조직의 대부분에 대한 책임이 있습니다. 감각 과정의 대부분의 소아 연구는 이러한 자극 개발, 표준화, 테스트하는 것이 가장 쉬운 방법입니다 주로하기 때문에, 청각 및 시각 영역에 초점을 맞 춥니 다. 그것은 태아 4,5에서 개발 한 최초의 의미이며, 체성 감각 정보가 다른 대뇌 피질의 시스템의 기능에 필수적인 것입니다 그러나, 촉각 처리는 유아와 어린이에 특히 관심 (예 : 모터, 메모리, 연상 학습, 변연계) 6. 체성 감각 처리를 평가하는 현재의 방법은 촉각 자극의 선택에 의해 제한됩니다. 일반적인 선택은 직접 전기 정중 신경의 자극 7,8입니다 9 높은 수준의 양을 필요로하는, 차별, 인식, 자극의 현지화로 활성 작업을 사용합니다. 이러한 방법의 모든 따라서 어린이나 유아의 사용이 제한됩니다.

따라서, 우리의 목표는 비 침습적 인과 주체의 적극적인 참여에 대한 필요성을 감소시켜 이러한 한계를 해결하는 촉각 패러다임을 개발하는 것이 었습니다. 또한, 자극의 표준화 수준과 가짜 제어 할 필요가 있었다. 이를 위해 우리는 우리가 유아 및 기타 취약 집단에 가벼운 터치의 효과를 측정 할 수 있도록, "복어"시스템, 듀얼 채널, 타이밍, 그리고 교정 에어 퍼프 전달 시스템을 개발했다.

기능성 MRI 연구는 공기의 퍼프에 의한 자극, 감각 피질을 활성화하는 것으로 나타났다하지만 이러한 고정, LENG과 같은 연구의 길이와 도전네 세션 및 불안하게하는 설정은 어린 아이에서 수행하기가 어려워. 따라서, 우리는 간단한 어린이 동반 가족, 테스트 세션에서 가벼운 터치의 감각 처리의 시간 해상도를 제공하기 위해 이벤트 관련 전위 (ERP) 방법론과 우리의 새로운 전달 시스템을 결합했다.

이 새로운 패러다임은 다양한 인구, 연령과 임상 설정에서 감각 처리를 연구하는 데 필요한 유연성을 제공합니다. 또한 감각적 평가를 허용 청각 자극과 호환 가능하다는 장점이있다. 지금까지 정확하고 신뢰할 수있는 촉각 평가는 유아 또는 안정적으로 인해 지적 / 언어 장애에 응답 할 수없는 어린이 불가능했습니다. 이 방법은 최대한의 두뇌 가소성의 기간 동안 감각 처리 적자와 개입의 조기 발견에 도움이하기 위해이 공백을 채울 것을 목표로하고있다. 초기 단계에있는 감각 처리의 개선은 폭포에 영향을 미칠 수있다신경 발달의

밴더빌트 기관 검토위원회가 프로토콜을 승인에 다음과 같은 절차가 모두 포함되어 있습니다.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. 라이트 터치에 대한 반응의 평가

  1. 어린이나 유아의 머리에 전극 넷 (예를 들어, 128 채널 측지 센서 망)을 놓습니다. 따뜻한 생리 식염수를 사용하여 전체 연락처에 대한 센서를 조정합니다. 아이의 경우, 아이가 부모 나 보호자의 무릎에 앉아 편안하게되어 있는지 확인합니다. 유아의 경우, 해당 유아가 가볍게 옷감으로 감싸과 간병인의 팔이나 열린 침대에 누운 위치에 유지 하나되어 있는지 확인합니다.
  2. 0.5 cm 테스트 손의 검지 손가락의 끝 부분 아래에 1mm 노즐을 배치합니다. 금형 홀더에 유아의 어린 아이 또는 손바닥에 손가락을 올려 놓고 손가락이나 손으로 노즐에서 일관성있는 거리를 보장하기 위해 공동으로 벨크로 테이프 근위 및 원위 고정합니다. 그것은 아이가 테스트 세션에 걸쳐 적절한 손가락 위치를 유지하는 것이 절대적으로 필요합니다. 주기적으로 손가락과 손의 위치를​​ 평가하고 젊은 경우 보호자와 아이를 갖는하여이를 확인합니다. 유아를 테스트하는 경우 프로토콜을 중지유아는 울음 소리와 다시 시작하기 전에 편안함을 제공합니다. 어린 아이를 테스트하는 경우, 짧은 테스트 기간 동안 편안함과 안심을 제공하는 간병인을 부탁드립니다.
  3. 촉각 자극에 대한 밸브의 입력을 공급하는 레귤레이터를 통해 40 psi에서 공기 압축기를 시작.
  4. 자극 전달 프로그램을 실행합니다.
    1. 테스트 손 들어, 현재 60 퍼프 자극은 무작위로 60 모의 시험 (별도의 노즐을 통해 전달 에어 퍼프 멀리 손가락에서 지적) 산재.
    2. 행의 퍼프 또는 허위의 두 개 이상의 반복을 제시하지 않습니다. 무작위로 2,000 ~ 2,500 밀리 초 사이의 간 시험 간격을 다릅니다. 이것의 목적은 자극이 더 이상 감지되지 않은 경우, 습관화를 감소시키는 것이다. 120 시험의 순서의 총 시간은 4.5 ~ 5 분이어야합니다.
    3. 비대칭 체성 감각 장애를 공부하면 다른 한편으로 다시 동일한 프로토콜을 실행합니다.
  5. 프로토콜의 자극에주의를 필요로하지 않는이 더 설정이 필요하지 않습니다. 티그의 유아 테스트에 적용됩니다. 어린 아이들의주의의 강화 (기록에 큰 별 ERP 피크가 발생하는)의 경우, 작업을 제공합니다.
    1. 5 세 아동에 대한 태스크 예 :로 공기 퍼프 설명은 "어항"(호흡기 장치를 은폐 장식 상자)의 "물고기"에 날려 "거품". 각각의 "거품"이 파란색 또는 빨간색 "물고기"가 제공되어 있는지 여부를 추측하는 아이들을 부탁드립니다. (그림 1의 모의 수족관으로 설정 참조)가 필요하지 않은 아이에게 그들은이 작업을 수행하는 동안 아무 말도 안된다.

2. 감각적 프로토콜에 대한 응답의 평가 (청각 - 촉각 동시 대 개인 응답 합산)

  1. 상술 한 바와 같이 단계 1.1-1.3를 통해 실행합니다. 자극은 표 1에 설명되어 있습니다.
  2. (E-프라임 소프트웨어 예) 자극 전달 프로그램을 실행합니다. 테스트 손 들어, 청각 - 촉각 퍼프, puff-/ga /, / GA / - 가짜, 가짜 : 패러다임은 / 자극 (60) 시험에 무작위로 다음의 4 가지 자극을 제공 할 수 있습니다. 다시, 습관화의 가능성을 제한하기 위해, 어떤 조건에서 행 퍼프 나 가짜의 두 개 이상의 반복을 제시하고, 무작위로 2,000 ~ 2,500 밀리 초 사이 간 시험 간격을 변화하지 않는다. 240 시험의 각 순서는 9-10 분 사이에해야한다.
  3. 반면에 대해 동일한 프로토콜을 통해 실행합니다.
  4. 프로토콜의 개시에 깊이를 잴 수없는 나이에 맞는 만화를 제공하고 차분하지 못함에서 모터 유물의 증가를 방지하는 절차 내내 계속하고 지루 경우 대규모 환자 발생 델타 파도에서 배경을 줄일 수 있습니다. 예를 들어, 5 세, 우리는 음소거에서 재생 및 각 과​​목을 테스트하기 전에 다시 시작 구입 한 비디오의 20 분의 루프를 사용했다. 자극에 더주의가 필요하지 않습니다, 따라서 루프 만화 자극에서 분리 시각적 배경을 제공합니다.
e_title "> 3. 소프트웨어 및 장비 설정

  1. 소프트웨어를 프로그래밍하려면, 자극 제어 응용 프로그램에서 보낸 두 개의 시리얼 명령을 설정합니다. 하나는 다른 하나는 가짜, 퍼프를 식별합니다. 자극 제어 응용 프로그램이 마이크로 컨트롤러에 명령을 보낼 수 있습니다.
  2. 마이크로 컨트롤러는 대응하는 디지털 출력 채널에 TTL 펄스 (예를 들어 20 msec의 지속 기간)을 생성하게한다. 이 출력은 두 줄, EEG 기록 시스템에 디지털 입력을위한 하나 솔레노이드 게이트 공기 밸브 하나에 분할해야합니다. EEG 데이터 스트림 모두에서 밸브의 개구부를 표시한다.
  3. 진짜와 가짜 오실로스코프 조건 마이크 모두 퍼프 대기 시간에 펄스를 측정한다. 이 균일하고, 10 ~ 15 밀리의 순서로해야한다. 지연 후 녹화 조정합니다.
  4. 힘은 압력계를 이용하여 PSI에서 노즐에 가해 및 노즐 직경을 측정하여 계산한다. 식 F (N) = 압력 * 지역을 사용합니다. 예를 들어, 힘을 가하는 FR톰 6 psi에서 1mm의 반경 노즐 F (N) = 0.03 파운드를 얻을 수 있습니다.
  5. 감각적 프로토콜에 대한 제어 응용 프로그램을 수정하려면, 실제 퍼프 또는 가짜 마이크로 컨트롤러뿐만 아니라 녹음 된 음성 소리 또는 침묵을 식별하는 2 시리얼 명령을 보내십시오. 참고 : 우리의 패러다임에서 우리는 다 /, / 뒤 / / BU / / 등 다른 사람의 사이에서 생성 된 컴퓨터, 악센트 중립 / GA / 사운드를 사용했습니다.
  6. 스피커를 통해 현재 청각 자극은 피사체의 앞, 중간 선에서 2피트를 배치했다.
  7. 퍼프의 발병 또는 테스터하는 것이 바람직하다하는 조건에 따라, 단계 3.3에서 측정 된 지연을 동시로 소리 개시 타이밍을 맞 춥니 다.

4. 데이터 수집 및 준비

  1. 표준 ERP 방법론에 따라 데이터를 샘플링하기 위해 필터 및 참조 설정을 선택합니다. 여기에, 0.1-400 Hz로 필터를 1,000 Hz에서 사용합니다. 데이터를 수집하는 동안, Cz에 모든 전극을 참조하여 단언을 오프라인으로 rereferenced나이 참고.
  2. 세그먼트 데이터에 원하는 필터와 분단와 기록 된 데이터를 필터링 할 수 있습니다. 본 연구의 경우 0.3-40 Hz에서 대역 통과 필터와 세그먼트 지속적인 EEG는 200 밀리 초 prestimulus 기준 및 500 밀리 초 후 자극 간격을 포함하도록 자극 증상에 따라 사용합니다.
  3. 데이터 품질 관리를 수행합니다. ERP 소프트웨어에 포함 된 컴퓨터 알고리듬을 사용하여, 이러한 고주파 근육 활동과 같은 모터와 안구 아티팩트 각 세그먼트를 스크린. 수동 검토하여이 화면을 따르십시오.
  4. 자동화 된 심사 기준은 다음과 같이이 프로토콜에 설정되어 있지만 수정할 수 있습니다 : 눈 채널, 전압> 140 μV = 눈 깜박임 및 전압> 55 μV = 안구의 움직임.
  5. 안구 이슈 보정 도구를 사용하여 오염 된 시험에서 올바른 데이터. 참고 : 품질이 좋지 간주 전압> 200 μV이있는 모든 채널을. > 15 채널 품질이 좋지 않으면, 우리는 재현성 이유로 전체 재판을 폐기하기로 결정했습니다.
  6. 평균까지 ERP. 평균 기준에게 Rereference 다음 4.2 단계에서 선택한 기준에 따라베이스 라인 보정을 수행합니다. 미리 정의 된 인구의 그랜드 평균 파형에서 추정 다양한 피크에 대한 평균 진폭 및 최대 대기 시간을 추출합니다. 참고 : 우리의 경우, 우리는 정중 신경의 자극에 10 ~ 14 세 아이들의 반응 설립 문헌에서 다음을 기반으로. 우리는 P50 (30 ~ 80 밀리 초), N70 (50 ~ 100 밀리 초), P100 (80 ~ 150 밀리 초), N140 (130-230 밀리 초) 및 P2 (250 ~ 350 밀리 초)의 피크를 사용했습니다.
  7. (그림 2) 사전 설정 위치를 중복 전극의 데이터 만이 (가) 있습니다. 각 클러스터 내의 개별 전극과 평균 데이터를 파생시킵니다.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

가벼운 터치 (그림 3)의 평가 :

호흡기 시스템을 사용하여 촉각 자극에 대한 대뇌 피질의 응답 특성 : 퍼프에 대한 응답으로 피크의 패턴은 정상 성인 10, 11에서 정중 신경의 자극을 사용하여 얻은 대뇌 피질의 반응과 매우 유사하다. 초기 응답 (P50, N70, P100의 피크는) 주로 기본 감각 피질 (12)의 활동을 반영하고 자극에 대한 인식을 필요로하지 않습니다. 발표 된 연구 (13, 14)에 설명 된 바와 같이 보조 응답 (N140 피크)가 주로 차 감각 피질과 체성 감각 자극의 인식 활동을 반영한다. 우리의 패러다임이 피크 ( '물고기 부는 거품 작업')를 터치주의에 의해 변조 된 차 감각 피질에있는 프로세스를 반영합니다. 늦은 응답 (P2 피크) 주로 구걸을 반영감각 자극과 관련된인지 신경 활동의 회. 이 피크는 터치 주관적인 관심과 무의식적 인 방향 (15, 16)을 반영 할 수있다.

모의 대 퍼프 : 모의 미만 35dB에서 비특이적 톤 같은 사운드를 제공하더라도, 그것은 따라서 17 완전히 들리지 간주 될 수는 적절한 모의 제어 구성. 가짜는 퍼프의 감각없이 공기 퍼프의 소리이며, 이러한 시험을위한 따라서 대뇌 피질의 반응은 촉각의 SEP 검출을위한 최적의 왼쪽과 오른쪽 중앙 위치에 작은 수 있습니다. 모의 시험은 촉각 자극에서 다른 톤과 같은 청각 자극과 일치하는 모든 조건에서 초기의 낮은 진폭 응답을 생산했다. 특히, 피크 진폭의 분석 (P50 (진폭 차이를 의미 (D = -2.8 MV 2.7, P = 0.04), N70 (D = -3.9 MV 4.0, P = 0.04)과 N140에 대한 사기 및 공기 퍼프 사이에 측정 한 차이를 보였다 D = -4.1MV 3.5, P = 0.02).

hemiparetic 뇌성 마비를 가진 아이들에서 영향을받지 손 호흡기 반응 대 영향의 차이는 (J. 아동 신경과 18에서 수정 표 2 참조). 호흡기 시스템에 대한 개념의 증거로, 통계 분석은 영향을받지 손에 비해 영향을받는 손의 자극에 따라 차이를 특성화하기 위해 피크 진폭과 대기 시간에 실시 하였다. 대상 인구가 작은 동안 (N = 8), 유의 한 차이는 두 손 사이에서 관찰되었다.

감각적 프로토콜에 대한 응답의 평가 : 청각 - 촉각 동시 대 합산 개별 응답 (그림 4)

동시 촉각 (퍼프)과 청각 (음성 소리) 프리젠 테이션과 관련된 감각적 상호 작용의 효과를 결정하기는 대수의에 관찰 된 뇌 반응을 비교하는 것이 필수적입니다청각과 촉각 자극에 대한 응답의 음은 별도로 표시. 이 분석의 원리는 잘 시청각 연구 19 ~ 21에 설명되어 있습니다. 이 경우, 가짜 건강한 상태와 퍼프 형 조건이 결합 가짜로, 추가 - 음성 소리는 우리가 그림 1에서 보여 낮은 진폭 특이 청각 반응을 설명 할 수 있습니다. 청각 - 촉각 감각적 효과는 대뇌 피질의 반응 (21)의 초기 단계에서 일반적으로 분명하기 때문에, 우리는 0-140 밀리 초 시간 창에 우리의 관찰을 집중했다. 두 양의 계산 된 피크 P50 (30 ~ 80 밀리 초)와 P100 (80 ~ 150 밀리 초)에 해당하는 관찰된다. 바로이 후, 큰 음의 변형은 대부분 N140 (130-230 밀리 초)에 해당하는, 관찰 할 수있다.

(10) 어린이 (만 5-8) (그림 4)의 두 번째 연구에서는 청각 - 촉각 상태로 진정한 감각적 반응은 차이가 관찰 될 수있다세 가지 편향에의. 합산 감각적 평균 진폭의 크기의 차이는 개인의 감각 반응을 감각적 신경 프로세스의 기여를 나타냅니다. 음성 인 에어 퍼프 자극에 대한 감각적 청각 - 촉각 반응의 존재는 신경 행동 조치 (22)이 ERP 방법론뿐만 아니라 어린이의 존재를 확인하는 표시를 사용하여 성인의 제안하지만, 대뇌 피질의 처리의 수준에 있었다.

ERP 봉우리 응답의 특성 영향을받지 대 영향을받는 P
P50와 N70 affecte 사이에 통계적으로 유의 한 차이 없음D 및 영향을받지 않는 손 자극 NS
N140 ↑ 영향을받는 진폭 0.036
영향을받지 않는 손의 자극에 비해
P2 영향을받는에 ↓ 진폭 동측 및 반대측 ↑ 0.046
영향을받지 않는 손의 자극에 비해
영향을받는 손에 ↑ 대기 동측 만 0.005
반대측에 비해
클래스 = "jove_step"> 표 1. 감각적 인 패러다임에 대한 자극의 선택.

0px 임; "> 청각 - 촉각 = 감각적
감각 양상 자극 유형 구체적인 예
청각 음성의 소리 컴퓨터 생성 / GA / 음성
비특이적 소리 에어 퍼프에 의해 생성 된 톤 같은 소리
촉각의 가벼운 터치 보정 공기 퍼프
터치와 동시 음성 소리 동시 / GA / 퍼프

표 2. 뇌성 마비 아동의 영향 및 영향을받지 않는 손에 대한 호흡기 결과의 비교 (N = 8).

그림 1
. ERP 그물 그림 1 전극 클러스터의 표현
C : centroparietal
F : 정면
홀수 번호는 왼쪽면 위치에 해당
비록 숫자는 오른쪽 양면 위치에 해당

그림 2
그림 2. 아이가 감각적 테스트를 진행. 압축 공기는 마분지 "수족관 상자"를 통해 밖으로 손가락이 확보되는 점토 금형에 노란색 유연한 노즐을 통해 흐른다. 가짜 퍼프를 들어, 압축 공기 상자의 뒷면에 목표로 노즐을 통해 흐른다. ERP 그물 자리에와 자식 팔, 주변 환경, 그리고 상자를 시각화 할 수 있습니다.

그림 3
그림 3. 영향을받는 손의 자극에 반대측 대뇌 피질의 옆에있는 퍼프와 가짜 제어에 대한 응답의 비교. 트레이싱은 N의 평균 = 8 어린이 (만 5-8), centroparietal 위치에 대한 표현. 블랙 라인은 퍼프를 나타내고, 회색 선은 가짜 응답을 나타냅니다.

igure 4 "FO : 콘텐츠 너비 ="/ files/ftp_upload/51054/51054fig4highres.jpg "SRC ="/ files/ftp_upload/51054/51054fig4.jpg "/>"SRC = FO "5 인치
그림 4. 촉각 자극, 바 이노 럴 청각 자극에 반구의 반대측의 체성 감각 영역에 기록 된 응답. 추적 성이 N = 10 명 (나이 5-8)의 평균을 나타냅니다 *, centroparietal 위치 만. 그레이 라인 / GA / - 가짜 + 퍼프의 계산 합산 반응을 나타내고, 검은 선은 동시 / GA / - 퍼프의 진정한 감각적 반응을 나타냅니다.
*이는 밴더빌트 IRB 승인 프로토콜, 2012 년에 수행 그림 3에 설명 된 것과, 별도의 연구했다.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

가벼운 터치 촉각 - 청각 반응의 대뇌 피질의 처리를 측정하는 ( "호흡기 시스템"이라한다) 에어 퍼프와 ERP의이 새로운 조합은 물론 장애를 가진 어린 아이들과 유아에 의해 허용됩니다. 이 unisensory과 감각적 버전에 대한 진정한 보유하고 주의력 구성 요소는 어린 아이들의 경우 추가 여부. 젊고 취약한 인구를 평가하는이 방법의 성공에 대한 이유는 무해한 촉각 자극의 사용뿐만 아니라 ERP 방법 및 장비의 사용에 모두에 기인한다. 감각적 패러다임이 10 분을 소요하면서 촉각 패러다임은, 5 분의 전체에서 수행 될 수있다. 이것은 유아 또는 행동 문제와 주제의 평가에 특히 유용합니다. 자극 자체는 전기 신경 자극에 대비, 관용 nonissue하고, 가벼운 터치 또는 압력을 초과 할 수 없습니다하도록 조정 할 수 있습니다. 마지막으로, 개방성과 일의 유연성전자 측정 장치, 평범한 환경과 신체 구속의 부족은 실험 안심하고 어린이 친화적 인 환경을 만들 수 있습니다. 특히 빛 포대기에 의해 위로를받을 수 있으며, 간병인에 의해 개최되는 유아에서 진정한 보유하고 있습니다. 따라서이 방법은 건강과 질병의 스펙트럼뿐만 아니라, 초기 단계에서 이상 성인의 수명을 통해 전반에 걸쳐 환자 집단에 대한 응용 프로그램을하고 있습니다.

이러한 특성은 "호흡기 시스템"기능 MRI보다 어린 아이들 관리하기 쉽게 만드는 동안, ERP는 공간 해상도 24의 동일한 수준을 제공하지 않습니다. 주의에도 잘 공부 체성 전위 (25)의 경우에, 내부 구조에 ERP 신호 소스를 돌리는 사용되어야한다. 이것은 큰 공간을 점유 뇌 장애를 가진 아이들을 위해 특히 관련이 있습니다. 그러나, 호흡기 시스템에서 제공하는 시간 해상도는 동일이 직접 정중 신경의 STIM의ulation은 성인에서, 누구의 다양한 ERP 피크의 대뇌 피질의 기원은 잘 특성화되었다.

이 패러다임에서 중요한 단계는 최적의 ERP 신호를 달성하기 위하여 더 조밀 신경 지배 영역에 근접 노즐의 위치이다. 손, 발, 얼굴은 조밀 한 신경 분포와 체성 감각 피질의 큰 감각 표현에 의한 확실한 선택입니다. 압축 공기의 힘은 압축기를 통해 또는 노즐 직경의 변형을 통해 하나, 최적화 될 수있다. 노즐 자체의 수준에서 힘을 보정 할 수있는 혈압계의 사용은 정확성을 보장하는 것이 좋습니다. 벨크로 끈을 가진 금형이나 암 보드와 손의 적절한 위치를 보장하는 것은 상기 노즐과 피부 표면 사이의 거리가 일정하게 유지되도록 할 것이다.

주의 또한 상기 패러다임 투여 시간을 줄이거 나 STIMUL의 수를 증가하려고 사용해야우리 시험. 육십 시험은 명확한 ERP 신호를 생성 인해 유물로 일부 데이터가 손실을 허용하지만 적은 시험 신뢰성, 재현성 데이터를 생성하지 않을 수 있습니다하기에 충분하다. 반대로, 조건 당 시험은 ERP의 신호 강도를 향상시킬뿐만 아니라 자극에 대한 습관화 될 수 있습니다, 또는 때문에 지루함에 모터 / 안구 유물 증가했다.

방법론에 내장 가능한 수정이 자극에주의 집중 효과에 대한 연구이다. 자극은주의를 필요로하지 않을 정도로 가볍고 그러나 이것은 쉽게 특히 P50에서 N140에 초기 봉우리 ERP 진폭의 증가의 결과로 향상시킬 수있다. 또한 기본으로 감각적 인 시스템입니다 다양한 음성 소리와 톤의 추가는. 청각 및 촉각 신호의 타이밍은 또한 또 하나의 양상의 효과를 연구하기 위하여, 지그재그로 동시에서 수정할 수있다.

가까운 미래에 실현되는 응용 프로그램은 더 넓은 확장을 포함이러한 집중 치료 입원뿐만 아니라 장애를 가진 청소년과 신생아시기에 뇌 손상 또는 비정상적인 감각 경험을 유아 및 신생아에 대한 패러다임의. 이러한 테스트의 가치는 미래 감각 모터 가지 기능을 모두 예측 할 수 있습니다. 또한, 연결된 입력으로 여러 감각 스트림을 처리하고 감각 통합을 목표로 치료에 대한 효능을 측정 할 수있는 아이들의 능력을 나타낼 수있다. 어른 촉각 자극의 힘은 유사한 결과를 제공하기 위해 증가 될 필요가있다. 마지막으로, 감각적 모델에 시각적 자극의 추가는 개념 단계에있는 감각 처리 기능과 장애의 측정을 위해 매우 중요한 객관적인 도구를 제공 할 것입니다.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

저자는 더 경쟁 재정적 이익이 없다는 것을 선언합니다.

Acknowledgments

설명이 프로젝트는 연구 자원을위한 국립 센터, 그랜트 UL1 RR024975-01에 의해 지원 및 번역 상 과학, 부여 2 UL1 TR000445-06를 전진을위한 국립 센터에서 지금 하였다. 내용은 전적으로 저자의 책임이며 반드시 NIH의 공식 견해를 대변하지 않습니다.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Nelson, C. A. Neural plasticity and human development: the role of early experience in sculpting memory systems. Dev. Sci. 3 (2), 115-136 (2000).
  2. Wallace, M. T., Stein, B. E. Early experience determines how the senses will interact. J. Neurophysiol. 97 (1), 921-926 (2007).
  3. Greenough, W. T., Black, J. E., Wallace, C. S. Experience and brain development. Child Dev. 58 (3), 539-559 (1987).
  4. 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).
  5. Lickliter, R. The integrated development of sensory organization. Clin. Perinatol. 38 (4), 591-603 (2011).
  6. Pleger, B., Villringer, A. The human somatosensory system: From perception to decision making. Prog. Neurobiol. 103, 76-97 (2013).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. Eimer, M., Forster, B. Modulations of early somatosensory ERP components by transient and sustained spatial attention. Exp. Brain Res. 151 (1), 24-31 (2003).
  14. Forster, B., Eimer, M. Covert attention in touch: Behavioral and ERP evidence for costs and benefits. Psychophysiology. 42 (2), 171-179 (2005).
  15. Tamura, Y., et al. Cognitive processes in two-point discrimination: an ERP study. Clin. Neurophysiol. 115 (8), 1875-1884 (2004).
  16. Fabrizi, L., et al. A shift in sensory processing that enables the developing human brain to discriminate touch from. 21 (18), 1552-1558 (2011).
  17. Putnam, L. E., Vanman, E. J. Startle Modification: Implications for Neuroscience, Cognitive Science. Google Books. Startle Modification: Implications for. , (1999).
  18. 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).
  19. Molholm, S. Audio-Visual Multisensory Integration in Superior Parietal Lobule Revealed by Human Intracranial Recordings. J. Neurophysiol. 96 (2), 721-729 (2006).
  20. 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).
  21. 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).
  22. Gick, B., Derrick, D. Aero-tactile integration in speech perception. Nature. 462 (7272), 502-504 (2009).
  23. Stevens, K. N., Blumstein, S. E. Invariant cues for place of articulation in stop consonants. J. Acoust. Soc. Am. 64 (5), 1358-1368 (1978).
  24. Hari, R., Parkkonen, L., Nangini, C. The brain in time: insights from neuromagnetic recordings. Ann. NY Acad. Sci. 1191, 89-109 (2010).
  25. Key, A. P. F., Dove, G. O., Maguire, M. J. Linking Brainwaves to the Brain: An ERP. Dev. Neuropsychol. 27 (2), 183-215 (2005).

Tags

동작 제 83 체성 감각 사건 관련 전위 청각 - 촉각 감각적 대뇌 피질의 반응 아이
장애 아동의 대뇌 피질의 청각 - 촉각 처리의 정량 평가
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Maitre, N. L., Key, A. P.More

Maitre, N. L., Key, A. P. Quantitative Assessment of Cortical Auditory-tactile Processing in Children with Disabilities. J. Vis. Exp. (83), e51054, doi:10.3791/51054 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter