היכרות עם תפקודים קוגניטיביים אצל תינוקות, ילדים & מבוגרים עם ספקטרוסקופית אינפרא אדום הקרוב

חלק 1: לפני משתתף להגיע למעבדה

1. ודא כי החדר ללא מאמרים זרים שעשויים להיות להסיח למשתתף.
2. הקמה עומס פרוטוקול הניסוי על מערכת Hitachi ETG-4000 fNIRS.
3. הקמה פרדיגמה ניסויית שלך. פרדיגמות ניסיוני ניתן לתכנת עם תוכנת מצגת שונים, לרבות, Psyscope Eprime, מצגת או ארגז כלים פסיכולוגיה מבוסס Matlab. כאן אנו משתמשים בארגז הכלים Matlab פסיכולוגיה מבוסס.
4. תזמון הוא המפתח לניתוח נתונים, ובכך הפרדיגמה הניסוי חייב להיות מתוזמן היטב עם איסוף הנתונים. Hitachi fNIRS ETG-4000 יש מפעילה יכולות, המאפשר פרדיגמה ניסויית כדי לעורר את איסוף הנתונים או להיפך. מבחן מפעילה תוכנית מצגת מתוך fNIRS Hitachi ETG-4000. מפעילה ניתן לעשות זאת באמצעות במקביל, סדרות, או יציאות USB. כאן אנחנו מראים מפעילה דרך היציאה המקבילית.
5. לפני תחילת המחקר fNIRS חשוב לנהל רקע הקרנת משתתף. Petitto במעבדה, אנו עורכים הקרנת רקע בכך המשתתפים או הוריהם למלא לימוד המתאימים שאלונים סטנדרטיים ^29.

משתתף מגיעה

6. חשוב לקיים את הישיבה ולנהוג המשתתפים באופן מקצועי. המשתתף או ההורים של המשתתפים / האפוטרופוסים החוקיים חייב לחתום על טופס הסכמה לפני שהניסוי יתחיל. זה חיוני כדי להודות משתתף בפעם שלהם הניסויים האלה חשוב ומרגש.
7. המשתתף יושב בנוחות קרוב לחדר fNIRS הבדיקה. משתתף התינוק יכול לשבת על הברכיים של ההורה.

חלק 2: הצבת Optodes & באמצעות מערכת 10-20

מרכיב נוסף של שיטת ניתוח המאפשרת פרשנות עקבית הנתונים הוא סטנדרטיזציה של פרוטוקול הקלטה fNIRS. זה כרוך optode מיקום, מיקום משתתף, מפעילה של תוכנות מצגת גירוי. גם מיקום מדויק נוירו אנטומיים של בדיקות ואישור של אזורים של עניין (ROIs) מושגות באמצעות מערכת 10-20 ^3,4,30. יתר על כן, stereotactic לוקליזציה של המערך בדיקה אושרה על הגולגולת של המשתתף שכיסה על ידי מעקב אחר מידע 3D ממערכת מהיר TRAK Polhemus על סריקה אנטומי שיתוף רישום MRI של המשתתף שנערך עם קפסולות ויטמין E להציב במקום כל בדיקה ^3,4. מיקום אופטימלי משתתף מעורב הצבת המשתתפים בנוחות על כורסה נפתחת, עם סיבים אופטיים תלויות ברפיון ללא מגע עם הגוף או כיסא.

1. המדידות ראש הבאים נלקחים עם סרט מדידה ואת הכתב בגיליון נתונים המשתתפים:
   • Nasion כדי Inion סביב
   • Nasion כדי Inions מעל
   • לאוזן מעל
2. קלטת כירורגי יכול לשמש כדי לסמן מיקומים יעד ספציפי. בניסוי זה נציין FP, T3/T4, F8/F7
3. מערכים Optode מונחות על ראשו של המשתתפים עם optodes ספציפי עגנה 10-20 נקודות לפי הוראות לענין הניסוי.

חלק 4: בדיקת מערך Optode

1. מבוא ETG ממשק GUI-4000 Hitachi בדיקה ובדיקה.
2. בדיקת האות: optodes לאחר ממוקמות על הקרקפת של המשתתפים, איכות האות נבדק. אם optode אין איתות ברור, חוקרים בעדינות להסיר שיער מחיבור של optode ואת הקרקפת. בהזדמנות optodes ייתכן שיהיה צורך ניגב עם ספוגית אלכוהול.

חלק 5: להפעיל את הניסוי.

1. לפחות שני הנסיינים חייבים להיות תמיד נוכח בחדר, אחד התבוננות Hitachi fNIRS ETG-4000 בזמן אמת הקריא והשני התבוננות משתתף. לאחר מצלמת וידאו התמקדו משתתף מומלץ מאוד עבור פוסט הוק תצפיות. היתרון של Hitachi fNIRS ETG-4000 היא אות וידאו fNIRS הם synched ושיתוף רשום. יומן המכיל את כל המידע הרלוונטי וקבצים שנוצר נשמר.
2. יש ומבוססת שיטות של בניית פרדיגמות hemodynamic ניסיוני, כלומר בלוק עיצוב אירועים הקשורים עיצובים. לקבלת תיאור מלא יותר עיין במאמר סקירה האחרונות ^31.

חלק 6: ניתוח

לאחר שכל הנתונים נאספו, המשתתף הוא הודה בפעם שלהם והנכונות להשתתף עוזב את המעבדה. כמו ניתוח לא נעשה על Hitachi fNIRS ETG-4000, כמו, במקום, הנתונים מיוצאים מחשב ניתוח.

1. המרה מ μV אל ריכוזי המוגלובין. כמו ערכים הנחתה הגלם נאספים הנחתה של עוצמת הלייזר (כפי שנמדד μV), ערכים אלו חייבים להיות מומרים valu המוגלובין מחומצן ו deoxygenatedes. זה נעשה באמצעות שינוי באר למברט המשוואה.
2. היישום של שינויים באר למברט מתנהל בשני שלבים. תחת ההנחה כי פיזור הוא קבוע לאורך הדרך, תחילה הנחתה עבור כל אורך גל (ΔA _{λ (t))} מחושב על ידי השוואת צפיפות אופטית של עוצמת האור במהלך המשימה _(משימה אני) לקו הבסיס מחושב של האות ( אני _{ההתחלה).} הערכים ΔA על הגל כל נקודת זמן שנדגמו (t) כדי לפתור את שונה באר למברט המשוואה.

   משוואה 1

   משוואה 2

λ ∈ _{deoxy 1,} λ ∈ _{oxy 1, 2} λ ∈ _deoxy ו ₂ λ ∈ _oxy הם קבועים עבור מקדמי הכחדה כי למדוד את שבריר של אור איבד קליטה לכל יחידת מרחק הריכוז ברקמה. _Deoxy כתוצאה C ו-C הם ערכים _oxy ריכוזי המוגלובין מחומצן ו deoxygenated עבור כל t.

חלק 7: תוצאות נציג

תגובה אופיינית תוצאות hemodynamic מאפיינים מובחנים מספר. בתגובה oxy-המוגלובין, יש תחילה לטבול אופייני. טבילה זו מתרחשת כאשר אזור של נוירונים מפעיל ו מכלה את החמצן זמין. כפי מגביר את זרימת הדם, נושאת המוגלובין מחומצן, התגובה oxy-המוגלובין עולה במהירות מעל רמות הבסיס הראשוני לרמה של מצב יציב. כאשר האזור הוא כבר לא מופעל, oxy-המוגלובין דועך תגובה על 12-15 שניות הבאה לאט טיפות חזרה לרמות הבסיס. יש מדי פעם אזריק המתרחשת לפני התגובה hemodynamic לחזור לרמות הבסיס הראשוני.

תוצאות גרועות הם בדרך כלל בצורה של optodes לא יושב כמו שצריך על הקרקפת או תנועה מוגזמת. אלו סוגים של רעש - נקרא, "Flatling" - ניכרים האות כמו הערכים microvolt להרוות ומספר ערוצים שונים, להעביר גם oxy ו deoxy התגובה באופן מתואם.

הפגנה: טלטול סיבים אופטיים.

ניתוחים סטטיסטיים: oxy לחלץ deoxy-המוגלובין ערכים עבור כל ערוץ, עבור כל משתתף עבור כל משימה לאחר מכן ניתן להגיש ניתוח סטטיסטי קונבנציונאלי, לרבות t-בדיקות, ANOVAs, מתאמים וכו '

במחקר זה הראינו את השימוש, הרומן הלא פולשנית fNIRS טכנולוגיית דימות מוח כדי לחקור את תפקוד המוח האנושי ביחס קוגניציה התפיסה האנושית. הדמיה fNIRS המוח עשוי לייצג את העתיד של הדמיה לא פולשנית המוח, בעיקר עם אוכלוסיות התינוק והילד, כי אולי יום אחד יהיו זמינים באופן נרחב במעבדות מחקר, משרדי רופאים, במערכות הספר ומאפשר לרופאים ליישם ממצאים מדעיים בסיסיים על המוח הקלינית שלהם.