Abstract
Unilatérale paralysie cérébrale (PC) est un trouble neurologique qui est une cause très fréquente de handicap dans l'enfance. Elle est caractérisée par une déficience motrice unilatérales qui sont souvent dominés dans le membre supérieur. En plus d'une capacité de mouvement réduit du membre supérieur affecté, avec plusieurs enfants unilatéral CP montrent une conscience réduite de la capacité de mouvement restant de cette branche. Ce phénomène de négliger la capacité préservée du membre supérieur atteint est régulièrement désigné comme Mépris développement (DD). Différentes théories ont été avancées pour expliquer DD, chacun suggérant légèrement différentes lignes directrices pour la thérapie. Pourtant, les processus cognitifs qui pourraient contribuer en outre à DD chez les enfants atteints de paralysie cérébrale unilatérale n'a jamais été étudiée directement. Le protocole actuel a été développé pour étudier les aspects cognitifs impliqués dans le contrôle des membres supérieurs chez les enfants atteints de paralysie cérébrale unilatérale avec et sans DD. Cela a été fait par l'enregistrement p lié à l'événementotentials (ERP) extraites de l'électro-encéphalogramme continu pendant les tâches cible-réponse demandant une réponse main mouvement. ERP composé de plusieurs éléments, chacun d'eux associé à un processus cognitif bien définie (par ex., La N1 avec les processus de l'attention au début, la N2 avec contrôle cognitif et P3 avec la charge cognitive et effort mental). Grâce à son excellente résolution temporelle, la technique ERP permet d'étudier plusieurs processus cognitifs secrètes précédentes réponses motrices ouvertes et permet ainsi de mieux comprendre les processus cognitifs qui pourraient contribuer au phénomène de DD. En utilisant ce protocole ajoute un nouveau niveau d'explication à des études comportementales existantes et ouvre de nouvelles voies à la mise en œuvre plus large de la recherche sur les aspects cognitifs de restrictions de mouvement de développement des enfants.
Introduction
Paralysie cérébrale (PC) est défini comme un groupe de troubles neurologiques du développement liés à mouvement et la posture des déficiences qui sont causées par des perturbations au développement du cerveau du fœtus ou le nourrisson 1. Même si ces déficiences sont non-progressive, ils sont associés à des handicaps à vie 1,2. Un des sous-types les plus communs de CP CP est unilatérale, ce qui représente plus d'un tiers de tous les cas 3. Elle est caractérisée par des déficits moteurs marqués sur un côté du corps qui sont souvent plus importante dans la branche supérieure de 1,3. À côté de la capacité de mouvement réduite du membre supérieur atteint, plusieurs enfants atteints de paralysie cérébrale unilatérale semblent également ne pas utiliser spontanément la capacité restante de leur main touchée dans la vie quotidienne 4-8. Ce mépris de la capacité restante du membre supérieur atteint en CP unilatérale a souvent été décrite comme Mépris développement (DD) 4-11.
contenu "> Outre les explications traditionnelles de DD fondées sur des théories de renforcement comportemental 4, des études plus récentes ont souligné l'importance des facteurs cognitifs pour comprendre DD 5,9-11. Ces théories sont basées sur l'idée que certains déficits moteurs chez les enfants CP unilatérale sont en fait causés par des processus cognitifs dysfonctionnels qui sont nécessaires pour le comportement moteur de goal-directed succès, plutôt que par lui-même les restrictions de mouvement. A cet égard, DD a été comparé au phénomène de moteur négligence post-AVC, suggérant l'attention visuo-spatiale déficits 9, 11,12,. Sinon, il a été proposé que l'absence d'utilisation de la main touchée pendant les périodes de développement cruciaux ne concerne pas seulement le développement moteur, mais est également associée à un retard des processus cognitifs liés au comportement du moteur 5, 10.Bien DD a été largement décrite dans la littérature etdifférentes théories ont souligné la contribution possible des processus cognitifs modifiés 5,9-11, ces processus cognitifs liés au comportement du moteur orienté vers un but n'a jamais été directement étudié en CP unilatérale. Le protocole actuel a été développé pour évaluer les aspects cognitifs liés au contrôle des membres supérieurs chez les enfants atteints de paralysie cérébrale unilatérale. Le protocole décrit l'utilisation des potentiels cérébraux liés à l'événement (ERP) extraites de l'EEG en cours pendant les tâches manuelles cible-réponse.
ERP offrent l'occasion unique de mesurer les réponses de neurones qui sont temps enfermé à étapes de traitement distinctes liées à une réponse ouverte. Autrement dit, ils permettent d'étudier les différents processus cognitifs liés à l'objectif dirigé réponses motrices, comme la sélection de réponse, la préparation de la réponse, et les processus d'inhibition de la réponse. En outre, les ERP sont constitués de plusieurs composants, chacun d'eux associé à différents processus cognitifs (par ex., La N1 avec attentio débutn processus, la N2 avec contrôle cognitif et P3 avec la charge cognitive et effort mental). De même, en utilisant ERP lors d'une tâche manuelle simple cible réponse nous permet d'étudier directement les différents processus cognitifs liés à différents stades de traitement de contrôle des membres supérieurs chez les enfants atteints de paralysie cérébrale unilatérale avec et sans DD.
Protocol
Approbation pour différentes expériences utilisant cette conception expérimentale a été obtenu à partir du comité d'éthique local de la Faculté des sciences sociales (ECSW) de l'Université Radboud de Nimègue, ainsi que par le Comité régional de la recherche médicale éthique, l'OCM Arnhem-Nijmegen (Numéro d'enregistrement: 2012 / 049; NL Nr .: 39607.091.12).
1. Les participants
- Inclure uniquement les enfants qui sont diagnostiqués avec le CP unilatérale comme diagnostiqué par un médecin spécialiste (ie, neurologue, pédiatre).
REMARQUE: Le protocole ERP pour évaluer les aspects cognitifs commande supérieure sous-jacente du moteur de branche a été développé pour les enfants atteints de paralysie cérébrale unilatérale, mais ne se limite pas à ce seul groupe. - Ne comprennent que les enfants de plus de 5 ans 10,11.
NOTE: Les enfants plus jeunes pourraient ne pas être en mesure de prêter attention à la tâche durant toute la procédure. - Exclure les enfants ayant des déficiences visuelles et auditives sévères.
NOTE: Il est recommandé d'inclure les enfants qui ont seulement de légères déficiences visuelles et auditives si elles sont en mesure d'effectuer la tâche et ne montrent aucune différence par rapport à la vitesse de réponse ou à l'exactitude par rapport aux enfants qui participent sans déficience visuelle. Cependant, les déficiences possibles doivent être précisées dans un rapport ultérieur et éventuellement contrôlé dans les analyses finales. - Enfin, exclure les enfants qui sont incapables de se conformer à la tâche en raison de possibles troubles cognitifs et / ou troubles du comportement.
- Avant la mesure EEG, un ergothérapeute formé et / ou physiothérapeute évaluer les enfants par rapport à la capacité manuelle (MACS) de la main touchée 13 ainsi que la présence éventuelle de DD.
- Pour évaluer DD, calculer un indice comparant la quantité typique d'utilisation de la main et le bras touché pendant les activités quotidiennes spontanées (de performance) avec la qualité de la main / bras compétences dans des conditions idéales (capacité) 14,15 16. Recommandation: Utilisez des indices qui ont déjà été utilisés et de préférence validés 14,15. L'utilisation de l'VOAA-DDD-R pour déterminer DD est fortement recommandé, comme la psychométrie de cette tâche ont été publiés 14.
- Depuis habileté manuelle ainsi que DD peut changer au fil du temps (par exemple., En raison des résultats de thérapie), programmer cette évaluation peu avant ou après la mesure de l'EEG (de préférence dans la même semaine).
- En outre, de recueillir des données démographiques des enfants (par ex., L'âge, le sexe, les médicaments et l'histoire de la saisie) pour être en mesure de prendre en compte ces variables (par ex., Lors de l'appariement des groupes ou l'interprétation des résultats).
2. Développer la tâche visuelle Target-réponse
- Ecrire un script pour la tâche informatisée cible réponse visuelle. Voir Code supplémentaireFichiers pour un exemple de script.
- Pour présenter les stimuli visuels sur un écran d'ordinateur, utilisez une livraison de relance et un programme de contrôle expérimental est temps assez précis pour envoyer des marqueurs de temps-verrouillé sur le signal EEG chaque fois qu'un stimulus est présenté. Pour l'enregistrement des réponses, utiliser un appareil qui enregistre temps précis (1 ms) appuie sur un bouton et délivre des marqueurs de relance liées à l'ordinateur EEG (voir le tableau des matériaux).
- Pour stimuli visuels utilisent des formes claires présentés sur un fond blanc qui sont faciles à reconnaître (exemples sont des formes ou des objets simples) et faciles à distinguer (par ex., Fondées sur la couleur, forme, taille). Recommandé créations graphiques sont simples à la place de stimuli complexes comme des photographies.
- Suivez les recommandations ci-dessous pour concevoir des expériences d'ERP pour les enfants. Remarque: la conception d'expériences d'ERP pour les enfants est souvent difficile, parce que les enfants peuvent avoir une capacité limitée de se conformer à de longues expériences répétitives.
- Stimuli présents qui sont assez grands pour être facilement reconnus par l'enfant (taille recommandé: 7 x 7 cm).
- En outre, utiliser de préférence des stimuli qui sont attrayants pour les enfants à garder l'attention des enfants à la tâche (par exemple, Smiley). Figure 1 affiche un protocole expérimental qui peut être utilisé chez les jeunes enfants pour étudier les différents processus cognitifs au cours de mouvements de la main simples.
- Veillez à inclure clairement différents stimuli pour droite vs gauche initiation de mouvement. Cela permet de comparer les étapes de traitement distinctes impliquées dans des mouvements à la fois du touchée et la main moins touchée chez les enfants atteints de paralysie cérébrale unilatérale. Cette conception-sujet dans permet aux enfants de servir leur propre participant de contrôle participant (affectée vs. main moins touchés).
- Recommandation: stimuli présenter à la gauche ou à la droite de l'écran pour induire respectivement mouvements de la main gauche ou droite. Pour control à la relance de la latéralisation, comprend un fond stimulus de l'autre côté de l'écran.
- Présenter la même quantité de stimuli à la affectée à la partie la moins touchée. Utilisez un minimum de 20 répétitions par stimulus-catégorie pour permettre la moyenne des potentiels liés à l'événement 11. Cependant, assurez-vous que la longueur de l'expérience ne dépasse pas 10 minutes que les enfants pourraient ne pas être en mesure d'assister à une procédure de tâche plus. Les études antérieures ERP chez les enfants avec des protocoles de rapport de CP entre 4,5 et 10 min 10,11,17,18. Si un protocole est utilisé plus, permettre à l'enfant de prendre une pause après 10 minutes et continuer par la suite.
- Pour enregistrer les réponses aux stimuli présentés, fournir deux boutons gros de réponse (recommandé: diamètre: 9,5 cm; hauteur: 5,5 cm) avec les exigences de la force de réponse très bas pour faire en sorte que même les enfants avec des restrictions de mouvement substantiel sont facilement en mesure de répondre.
- Adapt le paradigme de l'étude visant à mesurer les processus cognitifs d'intérêt et d'exclure d'autres explications possibles des données.
- Exemple de conception expérimentale: Go / Nogo Groupe indicé (Figure 1)
- Pour une tâche go / de Nogo indicé pour étudier sélection de la réponse, la préparation de la réponse ainsi que l'inhibition de la réponse, présents quatre différents types de stimuli visuels: background-stimuli (mis en œuvre comme une mesure de référence de traitement de stimulus visuel), cue-stimuli pour la gauche et Le côté droit (mis en place pour étudier les processus de sélection de relance), aller / cibles stimuli pour la gauche et le côté droit (mis en place pour étudier les processus de préparation de réponse) et Nogo-stimuli pour la gauche et le côté droit (mis en place pour étudier les processus d'inhibition de réponse ).
- Recommandation: background- Présent et cue-stimuli pour 1000 ms. Présent cibles stimuli jusqu'à ce qu'une réponse est faite. Nogo-stimuli présents pour 1.500 ms. Gardez l'intervalle inter-stimulus (ISI) entre Cue et la cible / Nogo-stimuli fixes (recommandé: 1000 ms). Gardez l'ISI après chaque réponse correcte suivant cible ou aller stimuli aléatoires (conseillé: entre 1000-1500 msec).
- Afin d'éviter l'activité excentrique confusion, présente ciblage et Nogo-stimuli de manière équiprobable.
REMARQUE: Bien que ce paradigme diminue effets de l'inhibition de la protéine Nogo-19 stimuli, il permet une comparaison plus directe de l'ERP suscité à la fois par le ciblage et Nogo-stimuli. - Après chaque réponse correcte à une cible stimulus ou une réponse correcte à une inhibé Nogo-stimulus, présenter une certaine forme de motiver les évaluations (ex., Un son rire court).
3. Le système d'acquisition de données
REMARQUE: Pour des mesures avec les enfants un laboratoire EEG mobile est fortement recommandé. Un laboratoire mobile permet de réaliser l'étude dans un environnement qui leur est familier à l'enfant (par exemple., École, centre de réadaptation, à la maison).Si une configuration EEG mobiles ne sont pas disponibles, veiller à ce que l'enfant est à l'aise avec l'environnement de test. Lors de la préparation EEG, il est recommandé d'avoir une distraction / divertissement pour l'enfant (par exemple., Regarder un film).
- Utilisez deux ordinateurs: l'un présentant les stimuli et un second ordinateur pour enregistrer et numériser l'EEG. Connecter les ordinateurs de sorte que les codes d'événements peuvent être envoyés à l'ordinateur de numérisation EEG chaque fois qu'un événement d'une certaine sorte se produit (par exemple., Stimulus, réponse).
- Lors du choix du système électrode-amplificateur utiliser un système d'électrode active (fortement recommandé) pour réduire le rapport signal sur bruit.
REMARQUE: Les électrodes actives à améliorer le rapport signal à bruit, car la première étape d'amplification est effectuée à l'emplacement de l'électrode, ce qui minimise l'impact d'intervenir signaux de bruit. Un grand avantage de ce système d'électrode active est qu'une chambre isolée électriquement est pas nécessaire lors de l'enregistrement EEG permettant demesurer dans presque tous les environnements.- Même avec un système d'électrode active, veillez à ne pas mesurer à proximité d'appareils électriques ou mécaniques.
- Choisissez le nombre des électrodes à base de la question de la recherche et de la population de l'étude. Un système d'électrodes 32 canaux (avec un amplificateur à 32 canaux EEG) est suffisant pour étudier les processus les plus cognitifs liés à différents stades de traitement de contrôle des membres supérieurs chez les enfants.
4. Les enregistrements électrophysiologiques
- Commencez par nettoyer la peau à l'endroit où l'électrode de référence est placée à réduire l'impédance (recommandation: placer l'électrode de référence sur le os mastoïde gauche et une autre électrode active sur le mastoïde droite pour déconnecté Re-référencement à mastoïdes liés).
- Nettoyer la peau à l'emplacement de l'électrode de référence en appliquant délicatement la crème de gommage pour éliminer les cellules mortes de la peau et le nettoyer avec de l'alcool pour enlever sous huileusepositions.
- En outre, nettoyer le front et la peau entourant les yeux pour l'EOG (électro-oculogramme) électrodes (plus d'informations sur les enregistrements EOG dans l'étape 4.6). Soyez prudent lorsque vous frotter le visage, la peau ici peut être très sensible.
- Avant de mettre le cap sur la tête des participants, mesurer la circonférence de la tête pour déterminer la taille de bonnet. Pour déterminer la circonférence, placer un ruban à mesurer autour de la partie la plus large de la tête, juste au-dessus des oreilles.
- Appliquer le bouchon avec la taille correspondante et vérifier si elle est dans la bonne position.
- Pour ce faire, mesurer la distance entre Inion (partie renflée de l'os occipital à l'arrière du crâne) et Nasion (point où le haut du nez rencontre l'arête du front) et entre les indentations inter-aural gauche et droite . Placez l'électrode Cz à exactement 50% de ces distances. L'utilisation d'un bouchon assure que si Cz est correctement placé sur le sommet central, tous les autres electrodes sont automatiquement positionnés aux emplacements standard selon le système international 10-20 20.
- Placer les électrodes selon le système 20 en utilisant les numéros sur le capuchon et électrodes international 10-20.
- Localiser électrodes sur cinq sites de la ligne médiane (FZ, FCZ, Cz, Pz et Oz) et 24 sites latérales (FP1 / 2, F7 / 8, F3 / 4, FC5 / 6, FC1 / 2, C3 / 4, CP5 / 6, CP1 / 2, P7 / 8, P3 / 4, T7 / 8, O1 / 2) pour permettre des estimations des distributions du cuir chevelu pour trouver maxima spatiale des composants ERP d'intérêt au cours du traitement de données hors ligne (voir la figure 2).
- Si l'électrode de référence est placée sur l'os mastoïde gauche, placer une électrode sur la plus mastoïde droite pour un enregistrement de référence lié. Placez l'électrode de masse sur AFZ (voir la figure 2 pour schématique de placement des électrodes).
- Remplir les électrodes à gel conducteur par l'insertion d'une aiguille émoussée à travers les électrodes. Til gel maximise le contact de la peau et agit comme une extension malléable des électrodes. Afin de réduire l'impédance, abraser la peau en douceur sous l'électrode. Soyez prudent de ne pas appliquer trop de gel conducteur que le gel pourrait entrer en contact avec le gel d'une électrode adjacente, faussant ainsi le signal.
- Co-enregistrer un EOG pour corriger le signal EEG pour les mouvements oculaires pendant le traitement de données hors ligne.
NOTE: Surtout avec les enfants, il est difficile d'éviter des artefacts de mouvement de l'oeil à travers l'instruction seulement. Co-enregistrement de ce signal pour la suite correcte pour l'activité électrique produite par les yeux d'EOG, donc il est fortement recommandé pour ces participants.- A cet effet, placer les électrodes EOG autour des yeux des enfants.
- Comme la peau des enfants est très sensible, essayez d'éviter le placement de quatre électrodes EOG. Au lieu de cela, placez seulement deux électrodes EOG en utilisant l'une des électrodes actives sous l'œil droit et l'autre sur la boîte extérieuredonc de l'œil droit. Lors de l'application d'une correction oculaire lors du traitement de données en ligne, utiliser des électrodes F7 et FP2 comme électrodes de référence pour l'enregistrement EOG.
- Maintenir l'impédance d'électrode au-dessous de 20 kQ à l'aide d'un appareil de mesure d'impédance tout en attachant les électrodes.
NOTE: Il est recommandé d'utiliser un système d'amplification qui a ce en fonction intégré. - Utilisez un logiciel de numérisation pour numériser et enregistrer le signal de l'EEG selon les instructions du fabricant. Utilisez les paramètres recommandés suivants pour l'enregistrement: numériser à 1000 échantillons / sec et le filtre en ligne entre 0,016 et 250 Hz.
5. Exécution Cible-réponse Pendant l'enregistrement EEG Groupe
- Placez l'écran d'ordinateur portable ou d'environ 40 cm en face de l'enfant. Repérez les deux boutons rouges à côté du clavier d'ordinateur portable, l'un sur le côté droit et l'autre sur le côté gauche. Gardez la distance entre les touches à 30 cm pour éviter la possbilité que la mauvaise main est utilisé pour appuyer sur le bouton. Repérez les mains des enfants légèrement au-dessus des deux boutons rouges avec les coudes sur la table.
- Demandez à l'enfant de répondre aussi rapidement que possible à la cible stimuli en appuyant sur le bouton rouge sur le côté de la cible-stimulus (bouton de droite pour la droite la présentation du stimulus, bouton gauche pour la présentation du stimulus gauche). Si Nogo-stimuli sont inclus, d'instruire l'enfant à inhiber leur réponse à chaque fois qu'un Nogo-stimulus est présenté.
- Mener une séance d'essai court. Assurez-vous que tous les stimuli qui sont utilisés dans l'expérience apparaissent au moins une fois au cours de cette séance d'essai. Cependant, gardez cette session d'essai aussi court que possible (environ 1 min sans répétitions inutiles) pour éviter la fatigue induisant plus tard dans le protocole.
6. Traitement hors ligne des données
- Traitement de données comportementales
- Définir les variables comportementales (par exemple, erreurs, REACtion de fois) avant de traiter les données d'EEG. Il est important que les données de l'ERP correspondent aux données comportementales (par exemple, que seuls les essais avec des réponses correctes sont utilisés pour les ERP moyennes).
- Recommandations: Définir les erreurs que de faux résultats, des omissions suivantes cibles stimuli (par exemple, la réponse suivantes Nogo-stimuli Cue et au sein de 2000 ms.) (Recommandé: pas de réponse dans 2 000 msec) ainsi que les réponses erronées (mauvais bouton ou deux boutons pressés simultanément). Selon la question de la recherche, les chercheurs peuvent souhaiter exclure ces erreurs dans les données RT et ERP.
- Traitement de données pour les analyses électrophysiologiques ERP (des étapes recommandées)
REMARQUE: Choisissez un système d'analyse de données qui est adapté pour analyser les données visant à répondre à la question de recherche spécifique. Différents systèmes sont mieux adaptés à des fins différentes analyses (par ex., ERP analyse vs analyse de fréquence). Il est possible d'indépendantLy programme ce logiciel ainsi que l'aide d'un système d'analyse d'EEG commerciale. Les instructions fournies ci-dessous sont spécifiques à Analyzer BrainVision. Utilisation Analyseur BrainVision est seulement une des nombreuses options disponibles pour analyser les données de l'ERP.- Si un enregistrement de référence liée a été choisi (électrode de référence placée sur l'un des os mastoïdes et une autre électrode active placée sur l'autre os mastoïde), re-référence du signal de chaque électrode EEG pour mastoïdes liés. Sélectionnez le canal placé sur l'os mastoïde droite comme un nouveau canal de référence et d'inclure la référence implicite dans le calcul de la nouvelle référence (Transformations -> Canal prétraitement -> New Référence).
- Appliquer une correction oculaire en utilisant le signal enregistré à partir des canaux d'EOG verticale et horizontale (par ex., Gratton & Coles 21). Si seulement deux canaux EOG ont été utilisés, utiliser des électrodes F7 et Fp2 comme électrodes de référence pour les canaux de EOG (transformations -> OCULar Correction).
- Appliquer un filtre approprié (Transformations -> Filtrage des données -> Filtres IIR). Pour ERPs enregistrés chez les enfants, il est recommandé d'utiliser un filtre passe-haut avec une coupure de 0,5 Hz et un filtre passe-bas qui ne dépasse pas 40 Hz.
- Segmenter le signal lié aux différents stimuli en époques de segments égaux sur la base des différentes positions de marqueurs (transformations -> Fonctions d'analyse sectorielle -> Segmentation -> Créer de nouveaux segments sur la base d'une position du marqueur). Pour les ERP suivants la présentation de stimuli visuels utilisent des segments de 250 ms avant le stimulus jusqu'à au moins 750 ms après le stimulus (recommandé). En outre, exclure les époques des essais incorrects (faux hits et omissions) par des moyens de sélection booléenne.
- Detrend le signal pour corriger les dérives du signal (Transformation -> Fonctions d'analyse sectorielle -> DC Detrend).
- Appliquer un rejet d'artefacts à l'écran chaque segment pour moteuret artefacts oculaires telles que l'activité musculaire à haute fréquence et supprimer les segments contenant des objets dépassant ± 150 mV. Recommandation: utilisez le mode semi-automatique pour avoir plus de perspicacité dans les données supprimées (Transformations -> Artefact Rejet -> Sélection du segment semi-automatique).
- Appliquer une correction de base appropriée (Transformations -> Fonctions d'analyse sectorielle -> Baseline Correction). Recommandation: Pour les ERP suivants la présentation de stimuli visuels utiliser une correction de base à partir de -250 ms jusqu'à la présentation du stimulus.
- Moyenne des segments par type de stimulus et de la main (touchés contre moins touchés) (Transformations -> Fonctions d'analyse sectorielle -> moyenne).
- Enfin, l'exportation signifie amplitudes pour divers pics d'intérêt (Exporter -> Information sur les alentours). Recommandation: Pour permettre la notation aveugle, définir la valeur moyenne dans une fenêtre de latence fixe. Pour déterminer la fenêtre de latence appropriée pour legroupe étudié, trouver le maximum du pic d'intérêt dans le grand-ERP moyenne de tous les enfants et de définir une fenêtre d'atteindre 50% de cette valeur avant et après le pic. Utilisez cette fenêtre pour exporter la valeur moyenne de cette fenêtre composant pour tous les participants individuels 22.
- Recommandation: Comme le protocole de recherche actuelle vise à étudier les différences dans le traitement de l'information et les capacités cognitives, inclure des données provenant des électrodes de la ligne médiane. Composants endogènes reflétant les différences dans le traitement de l'information et les capacités cognitives sont clairement visibles et identifiables sur le sommet en raison de l'activité généralisée et barbouillé cuir chevelu topographie des signaux.
NOTE: Dans des études antérieures utilisant ce protocole, des données provenant Fz, FCZ, et des électrodes Cz ont été utilisées pour les analyses de données 10,11.
Representative Results
Le protocole décrit a été utilisé dans la recherche publiée précédemment qui a étudié les facteurs cognitifs sous-jacents qui contribuent au phénomène de la Mépris développement (DD) chez les enfants atteints de paralysie unilatérale cérébrale (CP) 10,11. Deux protocoles légèrement différents ont été utilisés dans ces publications de démêler les différents processus cognitifs impliqués dans une réponse de la main dirigée vers un but vers une cible. Dans les deux articles de différences significatives dans les processus cognitifs entre les groupes (DD et NODD) ont été trouvés en réaction à cibler stimulus présentation sur la ligne médiane électrodes (Fz, FCZ, Cz). Les résultats montrent donc représentatifs potentiels cérébraux liés à l'événement (ERP) induites par des stimuli-cibles (provoquées dans un go / Nogo-tâche comme le montre la figure 1) chez les enfants atteints de paralysie cérébrale unilatérale avec et sans DD. Les chiffres présentés sont basés sur des enregistrements de 24 enfants atteints de paralysie cérébrale unilatérale entre 5 et 11 ans.
Moyenne à travers les épreuves et les participants produit une forme d'onde de l'ERP qui se compose d'une série de déviations positives et négatives:. Les composants ERP Figure 3 montre le grand-moyenne ERP de 24 enfants atteints de PC unilatérale en réponse à cibles stimuli visuels (comme présenté dans la figure 1). La figure 3A montre les ERP Grand-moyenne à FCZ position de l'électrode pour une vue détaillée des potentiels différents. Il montre des potentiels distincts pour stimulus présentation au côté affecté (AS) et sur le côté moins touché (LAS). La figure 3B montre la représentation de la potentialsacross le cuir chevelu. Ces ERP Grand-moyenne montrent la réaction moyen aux stimuli présenté aux deux parties, l'affecté (AS) et le côté moins touché (LAS). Les grands-moyennes représentées dans les figures 3A et 3B contiennent une composante clairement N1 et P2. Au lieu d'un P3 classique, un late latence composante négative (Nc) est observée à la position du cuir chevelu fronto-centrale à la suite cibles stimuli. Cette onde négative fronto-centrale chez les enfants a été signalé plus tôt pour être comparable à la vague de P3 classique chez les adultes de 20 et a été maintes fois observé dans les tâches cible-réponse chez les enfants avec CP unilatérale 10,11.
La figure 4 illustre les différences de groupe dans les ERP entre les enfants atteints de paralysie cérébrale unilatérale avec et sans DD. Figure 4A représente le grand-moyenne ERP pour les deux groupes (DD et NODD) et de chaque côté (côté affecté et moins touchés) séparément. Pour les deux groupes les composants N1 et P2 ainsi que la composante tardive de latence négative peuvent être observées. Cependant, l'onde négative dans le domaine de P3 est nettement plus grande dans le groupe de DD (p <0,05). En outre, des différences significatives entre l'amplitude de la composante N1 peuvent être observées entre les groupes. Pour statistiqueanalyse les valeurs moyennes dans les fenêtres de latence fixes ont été analysés. Pour illustrer des différences significatives, des graphiques à barres sont fréquemment utilisés comme représenté sur la figure 4B. Pour interpréter les différences entre les deux groupes, il existe une littérature abondante qui concerne chaque composant ERP pour une opération cognitive spécifique. Chaque fois que des différences significatives entre les groupes se trouvent littérature existante doit être utilisé pour une interprétation appropriée de la signification de ces différences. Comment les résultats de ces résultats représentatifs ont été interprétés en rapport avec les questions de recherche est documentée dans les publications correspondantes 10,11.
En plus des données dérivées à partir des enregistrements ERP, les différentes tâches de réponse cible génèrent également des données comportementales qui peuvent être utilisées pour des analyses supplémentaires. Les temps de réaction (temps de la présentation de cible pour appuyer sur le bouton) et les erreurs (par exemple., Omissions suivantes cible Stimuli) peut être utilisé en tant que variables dépendantes supplémentaires distincts. Lorsque l'on étudie les enfants atteints de paralysie cérébrale unilatérale, les différences dans les temps de réaction entre les deux mains (vs moins affectées affectée) peut être attendue 10,11 comme représenté sur la Figure 5. Cependant, même si les différences observées sur les ERP sont, il est possible que les mesures comportementales indiquent pas de différences entre les groupes 10.
Une autre possibilité à l'utilisation des temps de réaction et les scores d'erreur que les dimensions séparées est d'utiliser un score combiné en calculant les scores d'efficacité inverse (IES). L'IES est déterminée par le temps de réaction moyen divisé par le pourcentage de réponses correctes exprimées en millisecondes 23. Cette méthode est considérée comme particulièrement utile dans les tâches avec (<10%) de faibles taux d'erreur 2 3. Comme le protocole actuel suggère des procédures cible de réponse très facile, un faible taux d'erreur est prévu et a été le documented dans 10,11 de travail publié avant.
Figure 1. Exemple d'une tâche cible réponse expérimenter approprié pour un large éventail d'âge. L'exemple se compose de stimuli visuels de paires de chiffres smiley présentés sur un fond blanc. Deux types d'essais différents sont présentés: cibles-essais pour la main droite (à gauche) et Nogo-essais pour la main droite (à droite). Les deux essais comprennent stimuli Background- et Cue. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Figure 2. Schéma de positionnement des électrodes par rapport au système international 10-20. Les électrodes blancs représentent les hommes en place appliquést des 32 électrodes actives avec liée placement de référence mastoïde et deux électrodes actives utilisées pour la mesure EOG. L'électrode orange représente l'électrode de référence. L'électrode grise représente l'électrode de masse. S'il vous plaît cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Figure 3. Grand-moyenne ERP représentatifs suivants cibles stimuli. Formes d'onde ERP Grand-moyennées de 24 enfants avec unilatérale temps de CP verrouillés pour cibler stimuli. (A) de Grand-ERP en moyenne à la position de l'électrode FCZ. La ligne continue représente la suite de la présentation cible relance ERP sur le côté moins touché (LAS). La ligne pointillée représente les ERP suivants cible relance présentation au côté affecté (AS). Les fenêtres de temps around les maxima des différents composants d'intérêt (N1, P2 et P3 / Nc) sont mis en évidence. (B) La représentation des ERP Grand-moyenne dans l'ensemble du cuir chevelu. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Figure 4. Grand-moyenne ERP représentatifs suivants cibles stimuli montrant les différences entre deux groupes. (A) des formes d'onde ERP Grand-moyenne des mêmes 24 enfants atteints de paralysie cérébrale unilatérale comme présentés dans la figure 3, le temps enfermés à cibler stimuli. Douze enfants ont été classés comme ayant une DD. Les lignes bleues représentent l'ERP des enfants atteints de paralysie cérébrale unilatérale sans DD (NODD; N = 12). Les lignes orange représentent l'ERP pour les enfants avec DD (DD; N = 12). Les lignes continues représententSuite à la présentation du stimulus cible ERP sur le côté moins touché (LAS). Les lignes pointillées représentent les ERP suivants cible relance présentation au côté affecté (AS). Les fenêtres de temps autour de la maxima des différents composants d'intérêt (N1, P2 et P3 / Nc) sont mis en évidence. (B) Amplitudes P3 / Nc (moyenne ± SEM uV) à la cible-stimuli comme représenté sur la figure 3A. Les barres bleues représentent les valeurs moyennes des P3 / Nc amplitude pour les enfants sans DD. Les barres oranges représentent les valeurs moyennes des P3 / Nc amplitude pour les enfants avec DD. Les barres claires représentent les résultats du côté moins touché (LAS). Les barres hachurées représentent les résultats du côté affecté (AS). L'astérisque indique une différence significative (p <0,05) entre les deux groupes concernant l'amplitude P3 / Nc. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Figure 5. Un représentant des données de temps de réaction présentant des différences entre main touchée et moins touchée. Représentés sont des moyennes ± SEM. La barre grise indique le temps moyen de réaction pour cibler stimuli de 24 enfants atteints de paralysie cérébrale unilatérale avec leur main moins touchés. La barre noire indique le temps moyen de réaction pour cibler stimuli de ces mêmes enfants avec leur main touchée. S'il vous plaît cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Discussion
Cet article présente un protocole développé pour évaluer directement les processus cognitifs liés au contrôle de mouvement pendant simples mouvements des membres supérieurs chez les enfants atteints de paralysie cérébrale unilatérale (CP) et le mépris du développement (DD). Unilatérale CP est un trouble neurologique non-progressive qui se caractérise par des déficits de mouvement d'un côté du corps, affectant principalement la branche 1,3 supérieure. Les enfants atteints de DD témoignent d'un mépris de la capacité préservée de leur main touchée pendant les activités quotidiennes spontanées 5. Le protocole actuel a été développé pour démêler les mécanismes cognitifs connexes qui pourraient contribuer au phénomène de DD dans le but d'améliorer les procédures de réadaptation existants pour ces enfants. En utilisant ce protocole de nouvelles perspectives intéressantes ont été obtenues sur les processus cognitifs sous-jacents liés à de simples mouvements des membres supérieurs chez les enfants avec DD 10,11.
Critique à ce protocol est l'utilisation des potentiels cérébraux liés à l'événement (ERP) pendant une tâche cible de réponse exécutable très facile. La simplicité de la réalisation de la tâche permet l'inclusion des jeunes enfants des restrictions de mouvement. ERP enregistrement pendant la tâche est utilisé comme une technique de neuro-imagerie non invasive puissant qui mesure l'activité de neurones avec une haute résolution temporelle. En utilisant ce protocole permet l'étude des aspects cognitifs liés à des étapes distinctes de traitement de contrôle des membres supérieurs chez les enfants atteints de paralysie cérébrale unilatérale. En tant que telle, elle étend examens comportementaux au niveau neurophysiologique. En outre, le protocole peut être facilement adapté en présentant différents stimuli (par ex., Cue-stimuli, Nogo-stimuli) ou l'adaptation de stimulus temps de présentation ainsi que des intervalles inter-relance. Il est donc possible d'évaluer directement les différents processus cognitifs impliqués dans le contrôle du membre supérieur (par ex., Les préparatifs d'intervention contre l'inhibition de la réponse).
Suivant à l'idée que certains déficits moteurs chez les enfants atteints de paralysie cérébrale unilatérale sont en fait causés par des processus cognitifs dysfonctionnels, un autre aspect important qui pourrait contribuer à les déficits moteurs observés chez les enfants avec DD est un possible déficit sensoriel 18. En raison de blessures aux voies thalamocorticaux et corticocorticales spécifiques des enfants atteints de PC unilatérale ne reçoivent pas de rétroaction sensorielle précises de leurs mouvements 24. Cela a été proposé de conduire à une sous-utilisation de la main affectée, ie., DD. Le protocole actuel ne permet pas d'évaluer directement ce possible déficit sensoriel. Pour l'évaluation détaillée du traitement sensoriel différente chez les enfants ayant un handicap de mouvement, nous nous référons aux travaux de Maitre et Key (2014) 25.
Pour garantir des résultats précis et valides, il ya quelques points essentiels à garder à l'esprit. Avant de commencer une expérience EEG, il est tout d'abord important de comprendre la lim associéitations de cette technique. La résolution spatiale relativement faible ainsi que la difficulté d'inférer l'activité sous-corticales sont des questions importantes à considérer. Si la question de recherche vise à neuro-anatomique localisation des processus spécifiques pendant le contrôle du membre supérieur, les méthodes de neuroimagerie alternatives doivent être envisagées (par exemple., (F) IRM). Cependant, il doit être clairement indiqué que le non-invasif de l'EEG, ainsi que la possibilité d'utiliser un laboratoire mobile pour mesurer à des endroits qui sont familiers à l'enfant offre un énorme avantage sur les autres techniques.
À côté de la faible résolution spatiale des mesures EEG, le bruit introduit par clignote et l'activité musculaire est aussi désavantageuse. Surtout chez les enfants, il est très difficile de donner des instructions appropriées pour réduire ces artefacts. Il est donc très important d'utiliser un protocole qui maintient l'attention des enfants et ne prend pas trop longtemps.
Le pr actuelleotocole offre de nouvelles perspectives empiriques sur les processus cognitifs sous-jacents qui contribuent au phénomène de la DD chez les enfants avec CP unilatérale 10,11. Ces idées pourraient être de grande valeur non seulement pour une meilleure compréhension de DD, mais aussi pour individualiser les thérapies actuelles. En outre, la capacité de ce protocole d'évaluer directement les facteurs cognitifs sous-jacents de contrôle du membre supérieur pourrait donner lieu à une mise en œuvre plus large possible pour la recherche sur les aspects cognitifs liés au développement du mouvement chez les enfants.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| "Presentation" stimulus delivery and experimental control program for neuroscience | NeuoBehavioralSystems | company web address: http://www.neurobs.com/index_html Alternate stimulus presenation software can be used |
|
| Button Box, for time accurate(1ms) button press registration | TSG, Radboud University Nijmegen | company web address: http://tsgdoc.socsci.ru.nl/ index.php?title=ButtonBoxes Alternate button press registration device can be used |
|
| BrainAmp DC 32 channels EEG/EP system, with BUA 128 USB interface S/N: AMP13061963DC, BUA128-1302289, EIB13010349 |
MedCaT B.V. | BP-01100 | company web address: http://www.medcat.nl/Research/acticap.htm For measurements with children a mobile EEG lab is highly recommended |
| Acticap 32 channel standard cap set S/N: aCAP11101664, aEB13032942 |
MedCaT B.V. | BP-04200 | company web address: http://www.medcat.nl/Research/acticap.htm It is highly recommended to use an active electrode system |
| BrainVision Recorder Software license USB Dongel: UR11471 & BrainVision Analyzer Software license USB Dongel: U12512 |
Brain products | BP00020 & BP00120 |
company web address: http://www.brainproducts.com/ Alterante recording and analyzing software can be used |
| NuPrep | MedCatSupplies | 10-30 | company web address: http://www.medcat.nl/supplies/ Alternate skin preparation exfoliants can be used |
| Skin Conductance Electrode Paste | MedCatSupplies | TD-246 | company web address: http://www.medcat.nl/supplies/ Alternate EEG conductive electrode gel can be used |
| Blunt needle and syringe kit |
MedCatSupplies | JG161.5 & 30xxxx |
company web address: http://www.medcat.nl/supplies/ Needle and syringe kit is used to apply conductive gel to electrode embedded in the EEG cap |
| Acticap Holder for Active Electrodes and stickers |
MedCatSupplies | BP-04244 & Z85-10x |
company web address: http://www.medcat.nl/supplies/ Acticap Holders and stickers are used for fixating EOG electrodes |
References
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