مقالة منهجية

حقل نيورويماجينج أساليب استخدام وظيفية قرب Neuroimaging مطيافية الأشعة تحت الحمراء (التقارير) لدراسة وضع الطفل العالمي: أفريقيا جنوب الصحراء الريفية

DOI:

10.3791/57165

⸱

فبراير 2, 2018

 , 
1Linguistics and Cognitive Science Department, University of Delaware, 2Haskins Laboratories, 3Centre de Recherche et d'Action pour la Paix

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

النهج نيورويماجينج المحمولة (الوظيفية قرب مطيافية الأشعة تحت الحمراء) تقديم سلف لدراسة الدماغ في مناطق يصعب الوصول إليها سابقا؛ وهنا الريفية كوت ديفوار. تصاريح الابتكار في الأساليب ووضع بروتوكولات neuroimaging الملائمة ثقافيا للرواية دراسة التنمية في الدماغ ونتائج التعلم للأطفال في بيئات مع الفقر كبيرة والشدائد.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

النهج نيورويماجينج المحمولة تقديم سلف جديدة لدراسة وظيفة المخ ونمو الدماغ مع السكان كان يتعذر الوصول إليها وفي مواقع نائية. تبين هذه الورقة وضع التصوير "قرب الأشعة تحت الحمراء الطيفي" (فنيرس) الفنية الميدانية لدراسة الطفل اللغة، والقراءة، والنمو المعرفي في أجواء قرية ريفية من كوت ديفوار. الابتكار في الأساليب، ووضع بروتوكولات neuroimaging ملائمة ثقافيا تسمح نظرة أول مرة في التنمية في الدماغ ونتائج التعلم للأطفال في بيئات المداريين. هذه الورقة يوضح البروتوكولات لنقل وإعداد مختبر متنقل، ويناقش الاعتبارات للحقل مقابل neuroimaging المختبر، ويقدم دليلاً لتطوير neuroimaging موافقة الإجراءات وبناء مجد الطويل الأجل التعاون مع شركاء محليين في الحكومة والعلم. يمكن استخدام أساليب نيورويماجينج المحمولة لدراسة سياقات التنمية الطفل المعقدة، بما في ذلك أثر الفقر كبيرة والشدائد على نمو الدماغ. تم وضع بروتوكول المقدمة هنا للاستخدام في كوت ديفوار، المصدر الرئيسي في العالم للكاكاو، وفيها تقارير عن الأطفال العمال في قطاع الكاكاو شائعة. ومع ذلك، يعرف الكثير عن أثر عمالة الأطفال في نمو الدماغ والتعلم. أساليب نيورويماجينج الميدانية قد يحتمل أن تسفر عن رؤى جديدة في مثل هذه القضايا الملحة، ونماء الأطفال على الصعيد العالمي.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تصوير فنيرس المحمولة يوفر القدرة على دراسة وظيفة المخ والتنمية خارج المختبر، في الأماكن التي يتعذر الوصول إليها سابقا أو مع السكان المداريين. الكثير من المعارف في مجال علم الأعصاب المعرفي يأتي من التصوير دراسات أجريت في إعدادات مختبر جامعة أو مستشفى، في البلدان الغربية أساسا. حسب التصميم، وهذا يسهم نادراً ما تحدث من مشكلة في البحث: كثيرا ما هو معروف عن الدماغ يستند إلى دراسات مع المشاركين الذين يتم إعدادات المختبر في البلدان الغربية (في الغالب) موجوداً. فمعظم نيورويماجينج البحوث ينطوي على المشاركين الذين يعيشون بالقرب من معمل neuroimaging معقولة، ويكون كل من الوقت والموارد اللازمة للمشاركة في دراسة. كتخصص، وعلم الأعصاب المعرفي يهدف إلى فهم الدماغ والعوامل التي تحدد شكل تطورها – بما في ذلك آثار قوية لبيئة الطفل وحياتهم المبكرة تجارب1،،من23. يمكن دفع الأساليب التي تعزز القدرة في الميدان لدراسة التنمية في مجموعة أكثر اكتمالا من الخبرة البشرية هائلة فهم العلاقة المعقدة بين نمو الدماغ وتجارب الحياة التي تشكلها.

وتعرض هذه الورقة بروتوكول لميدان نيورويماجينج، التي تم تطويرها للاستخدام في المناطق الريفية أفريقيا جنوب الصحراء، على وجه التحديد جنوب كوت ديفوار. وكان الهدف من هذا البرنامج البحوث الميدانية neuroimaging لفهم التنمية القراءة للأطفال في بيئة شديدة الخطورة الأمية. معدل محو الأمية الشباب (15-24 سنة) كوت ديفوار هو 53%، على الرغم من معدلات انتساب المدارس الابتدائية في 93%4. كوت ديفوار هي المصدر الرئيسي في العالم للكاكاو، وهناك ما يقدر 1.3 مليون طفل عامل في القطاع الزراعي الكاكاو5. ومع ذلك، يعرف الكثير عن أثر عمالة الأطفال في نمو الدماغ والتعلم، وعلى وجه التحديد تعلم القراءة. تطبيق أحدث أدوات علم الأعصاب الإدراكية، أي الأساليب neuroimaging المحمولة، يمكن أن تسفر عن معلومات قيمة إلى نتائج التعلم للأطفال. على سبيل المثال، يمكن السماح نيورويماجينج الميدانية مع فنيرس تحديد الفترات النمائية التي تستهدف البرامج التعليمية أو التدخلات قد آثار القصوى على نتائج التعلم للأطفال.

نيورويماجينج فنيرس مناسبة تماما لإجراء بحوث ميدانية. مشابهة للتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (الرنين المغناطيسي الوظيفي)، فنيرس تدابير الاستجابة الفسيولوجية للدماغ6. ومع ذلك، يستخدم فنيرس سلسلة من الضوء التي تنبعث منها أوبتوديس وكاشفات الضوء بدلاً من توليد الحقول الكهرومغناطيسية. لا توجد قيود على المعدن في أو بالقرب من منطقة التجارب، ولا يحمي الكهربائية اللازمة، كما هو الحال للمخ (EEG). ومن مزايا رئيسية فنيرس هو قابلية (أي، بعض النظم قد تناسب في حقيبة) وسهولة الاستخدام. فنيرس أيضا سهل الاستخدام مع الأطفال؛ الطفل بشكل مريح يجلس على كرسي أثناء التجربة وتتسامح النظام فنيرس حركة جيد مقارنة بالرنين المغناطيسي الوظيفي. وبالمقارنة مع الرنين المغناطيسي الوظيفي، فنيرس كما يوفر تدابير منفصلة deoxygenated (HbR) والهيموغلوبين اﻷوكسيجين (HbO) أثناء التسجيل، مقارنة بالرنين المغناطيسي الوظيفي التي تعطي مقياس مستوى كثافة (غامق) أكسجين دم مجتمعة. فنيرس وقد الأزمنة متفوقة بالرنين المغناطيسي الوظيفي: أخذ العينات معدلات يمكن أن تختلف بين ~ 7-15 هرتز-فنيرس قد القرار المكانية جيدة: عمق فنيرس للتسجيل في قشرة البشرية هو أقل من الرنين المغناطيسي الوظيفي، قياس حوالي 3 إلى 4 سم في العمق، ومناسبة تماما لدراسة وظائف القشرية، لا سيما مع الأطفال الرضع والأطفال الذين لديهم أرق الجماجم من البالغين3،،من78،،من910.

يحدد هذا البروتوكول neuroimaging الميدانية الاعتبارات للسفر مع وإعداد مختبر neuroimaging محمولة في الظروف منخفضة الموارد. كما يبرز البروتوكول الطبيعة الأساسية لعلاقات تعاون طويلة الأجل وذات مغزى مع الشركاء المحليين العلم والطرق التي يعمل هذا النهج على بناء القدرات المحلية في مجال العلم. ويتجلى في بروتوكول نيورويماجينج لجمع وتحليل بيانات الدماغ فنيرس من بطارية للغة، والقراءة، والمهام المعرفية، بما في ذلك التوصيات المتعلقة بإنشاء إجراءات الموافقة المستنيرة المناسبة ثقافيا للتصوير للبحث. بينما تم تصميم هذا البروتوكول للنمو المعرفي للبحث مع المدارس الابتدائية الذين تتراوح أعمارهم بين الأطفال في المناطق الريفية كوت ديفوار، البروتوكول ارتباطاً وثيقا لأي دراسة ميدانية نيورويماجينج في البيئات الصعبة، منخفضة الموارد، ويمكن تكييفها للرواية سياقات.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تمت الموافقة على جميع الأساليب الموصوفة هنا بالمؤسسية استعراض المجلس (مجلس الهجرة واللاجئين) من جامعة ديلاوير.

1. الإعداد والنقل المختبر المتنقل

  1. السفر مع المعدات فنيرس
    1. معدات النقل فنيرس.
      ملاحظة: يمكن نقل المعدات فنيرس كفحص الأمتعة على شركات طيران دولية كبرى، ولكن لا بد من تأكيد مع شركة طيران معينة. قد تختلف قيود المعدات من بلد المصدر أو الوجهة. وبدلاً من ذلك، يمكن شحن المعدات فنيرس.
    2. تعرف الإجراءات المتعلقة باستيراد أو السفر مع المعدات فنيرس لبلد المقصد، وإذا كان ذلك ممكناً، الحصول على وثائق الموافقة على الاستيراد المناسبة.
    3. الإعداد لعمليات التفتيش.
      ملاحظة: السلطات (مثل إدارة أمن النقل) نحتفظ بحق تفتيش الأمتعة المسجلة. قد يكون معطوباً فنيرس الهشة الألياف البصرية أثناء عمليات التفتيش. ترتيب الوثائق المناسبة لمرافقة جميع المعدات.
  2. المعدات المختبرية الأساسية في الميدان
    1. إعداد للظروف المناخية في الميدان.
      ملاحظة: يمكن أن تختلف إلى حد كبير من إعداد مختبر ظروف درجة الحرارة والرطوبة في الحقل وقد يؤثر على وظيفة المعدات وطول العمر، فضلا عن راحة المشاركين أثناء التجريب. إلكترونيات تعمل في ظروف الرطوبة العالية، وعموما أكثر من 60 في المائة، أكثر عرضه للتآكل الرطوبة المفرطة يمكن أن تستقر على أجزاء وتتفاعل مع مكونات معدنية. عادة ما تكون مستويات الرطوبة في مختبر داخلي (مثلاً، داخل مبنى جامعة) بين 30 50 في المائة. يمكن أن تكون نسبة الرطوبة في جنوب كوت ديفوار 80-95%. أنشأت وحدة لتكييف الهواء محمولة مع مطالب منخفضة القوة الكهربائية.
    2. ضمان إمدادات الطاقة الكهربائية الكافية. نظراً لإمدادات الطاقة الكهربائية قد لا تكون متاحة في البيئات الريفية، أو قد تعمل فقط بشكل متقطع أو بعدم كفاية القوة الكهربائية، استخدام مولدات الطاقة الشمسية المحمولة للطاقة الصغيرة والمتوسطة الحجم للإلكترونيات. إتاحة مولد ديزل كقوة احتياطية. توظيف كهربائي محلي الذي على دراية تحديات إمدادات الطاقة الكهربائية في السياقات الريفية.
    3. إعداد بنية مختبر مناسبة مع الوقت الحد الأدنى من الإعداد مثل خيمة كبيرة مخصصة مع الجدران والسقف معتم وماء.
      ملاحظة: المرافق (مثل الفصول الدراسية في المدرسة المحلية) من المحتمل أن تكون متاحة، أو توفير الماء والهدوء التجارب الفضائية.
  3. إعداد مختبر محمول (الشكل 1)
    1. تجميع المختبر المتنقل (خيمة مخصصةمثلاً ). التأكد من أن المختبر كبيرة بما يكفي لاستيعاب الجلوس للمشارك في مكتبي، مقاعد المجربون اثنين والتحفيز عرض الكمبيوتر والكمبيوتر جمع البيانات فنيرس، فنيرس المحمولة وحدة، وثلاثي الأبعاد (3D) جهاز الالتقاط الرقمي والمحمولة أجهزة تكييف الهواء.

figure-protocol-1
رقم 1. الخطط. (أ) التخطيطي لإعداد مختبر. (ب) إعداد المشارك لجمع البيانات. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

2-فرق البحث المحلية وشركاء العلم

  1. الاستثمار في تكوين هذا التعاون العلمي وتوفير الفرص في إطار البحث للباحثين المحليين.
  2. إقامة شراكة مع المؤسسات العلمية المحلية لغرض الشمولية. الحصول على اعتراف من أقرانهم على المستوى المحلي مهم للتواصل في نهاية المطاف البحث العثور في المنطقة.
  3. التشاور مع السلطات المحلية المختصة قبل أي أنشطة الحصول على إذن وترخيص لتشغيل البحث. تعريف بإجراءات المراجعة الأخلاقية في البلد المستهدف، وتجعل الإقامة المناسبة إذا كان لا إجراء المراجعة العلمية الرسمية في المكان.
    ملاحظة: على سبيل المثال، الاتصال المباشر مع الموافقة من ممثلين في وزارة التعليم العالي والبحث (أو هيئة حكومية قابلة للمقارنة) قد يتم وبدلاً من إجراء مراجعة أخلاقية.

3-الموافقة عن علم وموافقة الطفل

  1. وضع إجراءات موافقة هو مناسبة ثقافيا ويضمن إبلاغ المشاركين، وأسرهم، ومجتمعاتهم قرارهم بالمشاركة في الدراسة والبحث عن.
  2. مراجعة الجمارك المحلية والتاريخ بالتنمية بروتوكول نموذجي، وتشمل أعضاء الفريق معه الاحتياجات من البحوث التي ستجري.
    1. تأكد من الحصول على موافقة واضحة من leader(s) المحلية (مثلاً، رئيس القرية، وشيوخ المجتمع، إلخ) قبل الشروع في البحث.
      ملاحظة: هذه قد يعبر عنها البركة أسلاف أو بأي وسيلة أخرى نموذجية للمجتمع. بعد موافقة من رئيس القرية، قد تشمل العادات الثقافية صب النبيذ على الأرض، ويسأل الأجداد الموافقة ويبارك الأنشطة البحثية.
  3. على الصعيد رسمي، الحصول على موافقة الوالد والمربي المجموعات التي تعتبر مسؤولة عن اتخاذ قرار بشأن مشاركة الأطفال في الأنشطة المدرسية المعتمدة. على سبيل المثال، مجموعة الآباء والمعلمين ('لجنة للإدارة d'Ecoles-تشكيل' في كوت ديفوار) أحد أصحاب مصلحة رئيسية في نظام التعليم الابتدائي الوطني يتألف من الأعضاء المعينين من قبل الوالدين للطالب على الدفاع عن مصالحها في عملية صنع القرار وفي جميع الجوانب الأخرى المتصلة بتعليم أطفالهم.
  4. الموافقة على جميع الأنشطة البحثية بالسلطات المحلية، على سبيل المثال، كوت ديفوار وزارة التعليم أو وزارة التعليم العالي والبحث. البلد الذي سوف يستغرق المشروع قد لا يكون مكان في إجراء رسمي للموافقة الأخلاقية من خلال مجلس الهجرة واللاجئين. تحقق من الأنظمة ضمان اتباع بروتوكولات الصحيح من أجل الحصول على الموافقة الأخلاقية للبحث.
    ملاحظة: الوقت للحصول على الموافقة، كوت ديفوار لم يكن الكندي رسمي عملية الاستعراض. بدلاً من ذلك، شرع فريق البحث بإعداد وثائق شبيهة بتطبيق مجلس الهجرة واللاجئين أن تقدم إلى وزارة التعليم. ونظمت عدة اجتماعات مع وزارة التعليم، وزارة التعليم العالي، ومسؤولي البحوث التي عرضت فيها فريق البحث البحث المقترح خطة لجميع المسؤولين، تليها مجموعة المناقشة والسؤال والأجوبة. تم الحصول على الموافقة الأخلاقية مباشرة من وزارة التعليم في شكل وثيقة موقعة منح الإذن بإجراء بحوث مع الأطفال في المدارس الخاصة. وتلقى هذه الدراسة الموافقة الأخلاقية من مجلس الهجرة واللاجئين جامعة ديلاوير.
  5. شرح الغرض البحث في كلمات بسيطة للأطفال المشاركين في إجراءات موافقة طفل. أن المجتمع المحلي قد تقديراً عاليا الطاعة للطفل، الذي قد يوافق حالة طفل المشاركة أو الاستمرار في المشاركة في دراسة على الرغم من رغبتها في القيام بذلك بسبب التوقعات الثقافية. التأكد من أن إجراءات الموافقة يتصل بعناية المشاركة الطوعية في مجال البحث.
  6. تحدد بوضوح كيف ستستفيد البحوث المشاركين وإذا سيتلقون تعويضاً عن مشاركتها في الأبحاث. ضمان التعويض مناسبة ثقافيا والمشاركين على حد سواء.
  7. سلوك كل الرضا والموافقة على إجراءات باللغة المحلية أو المفضل للمشارك من مدربين عضو فريق البحث الذي أيضا عضو مجموعة الثقافة واللغة.

4-فنيرس فروة الرأس التنسيب والقياس

  1. جمع قياسات الرأس
    1. توجيه المشاركين للجلوس على كرسي، وشرح العملية المتوقعة أثناء قياس الرأس.
    2. باستخدام مقياس الشريط قياسي، قياس المسافات بين: (1) ناسيون وإينيون حول الرأس وناسيون (2) وإينيون على أعلى الرأس من خلال خط الوسط المركزية (تشيكوسلوفاكيا)11، و (3) المسافة بين tragus الإذن اليمنى واليسرى عبر الجزء العلوي من الرأس عن طريق تشيكوسلوفاكيا.
  2. موضع لكاب فنيرس وأوبتوديس على رأس المشارك 3 , 8 , 9 , 12
    1. ضع غطاء حامل أوبتودي فنيرس على رأس المشارك، ومحاذاة الحد الأقصى للنظام الدولي 10-20 لفروة الرأس مواقع11. تأكد من أن موقف كاب متطابقة لجميع المشاركين. محاذاة النقاط في عملية النداء الموحد (مثلاً، صاحب التحقيق) مع مواقف فروة الرأس.
      ملاحظة: على سبيل المثال، مركز جبهة كاب على رأسه إلى موضع فرونتوبولار (FP). هذا الموقف يتوافق مع 10% من ناسيون-إينيون على مسافة أعلى الظهرية لموقف ناسيون.
    2. تأمين الحد الأقصى مع حزام وضمان المشارك مريح.
  3. قياس 3D جهاز الالتقاط الرقمي
    1. بمجرد عملية النداءات الموحدة في الموقف، إرشاد المشاركين للجلوس لا تزال في موقف للحصول على قياس 3D جهاز الالتقاط رقمي المفتاح 10-20 نظام فروة الرأس مناصب11 وكل حامل مكان أوبتودي.
    2. ترتيب المعدات 3D جهاز الالتقاط الرقمي. أجهزة الاستشعار في مكان واحد على المشارك في الرأس في تشيكوسلوفاكيا وملحقة بأمان (أي استخدام مرنة أو الشعر التبعي)، ومكان الاستشعار كتلة الثاني وراء المشارك. واسمحوا المشارك أن يجلس في كرسي مع تلك العودة إلى طاولة. وضع أجهزة الاستشعار الثاني على الطاولة مباشرة خلف الرئيس المشارك. التأكد من أن أجهزة الاستشعار لا تحرك أثناء الحصول على قياس 3D جهاز الالتقاط الرقمي.
    3. فتح برنامج العصف الذهني13 على الكمبيوتر جمع البيانات. تأكد من أن نظام 3D جهاز الالتقاط الرقمي في الاتصال مع برنامج العصف الذهني من خلال منفذ COM الملائم.
    4. حرك القلم 3D جهاز الالتقاط الرقمي لكل موقع المسبار وعبر المفتاح 10-20 نظام المواقف (ناسيون، إينيون، والإذن اليسرى، والإذن اليمنى، تشيكوسلوفاكيا). في كل مكان، الحصول على بيانات الموقف من خلال وظيفة العصف الذهني على الكمبيوتر جمع البيانات.
  4. وضع أوبتوديس التي ينبعث منها قدر الخفيفة وكشف على فروة الرأس
    1. بعد أن يتم جمع البيانات 3D جهاز الالتقاط الرقمي، مباشرة المشارك أن يجلس بشكل مريح أمام الكمبيوتر عرض الحوافز.
    2. استخدام البرامج المضمنة في فنيرس، حدد ترتيب المسبار الذي يتوافق مع تصميم التجربة. يمكن وضع المسابر فنيرس لتغطية الرأس كله (أي رئيس التغطية الكاملة)، أو بدلاً من ذلك، يمكن وضع صفيف عبر المناطق ذات الاهتمام العام. على سبيل المثال، يستخدم هذا البروتوكول مجموعة تحقيق 10 × 3 (المسابر 30 مرتبة في صفوف 3 من كل 10 تحقيقات). وضع هذا الترتيب التحقيق أقصى حد تراكب المناطق اللغة نصف الكرة الأيسر والمتماثلات بالحق في نصف الكرة، فضلا عن فص جبهي (الشكل 2).
    3. ضمان أن يتم ترقيم كل مسبار (باعث وكاشف) ونظام الترقيم يتوافق مع خريطة الترتيب التحقيق.
    4. استخدام خريطة أوبتودي في فنيرس وضع برنامج يحمل في ثناياه عوامل كدليل، كل أوبتودي في أوبتودي مناسبة افتتاح على الغطاء. خريطة أوبتودي يشير إلى موقع كل أوبتودي في الصفيف (مثلاً، 10 × 3).
    5. نقل أي شعر الخروج من الطريق لضمان الاتصال المباشر بين غيض من أوبتودي وفروة الرأس في مشارك.
    6. بعد كل أوبتوديس في الموقف، تحقق من جودة الإشارة باستخدام نظام فنيرس البرمجيات المضمنة.
    7. ضبط تحقيقات فردية حسب الضرورة حتى يتم تحقيق جودة الإشارة كافية. بمجرد مرور جميع أوبتوديس للتحقق من جودة الإشارات، المضي قدما في المهام التجريبية.

5. المهام التجريبية

  1. تصميم كل مهمة نيورويماجينج مع العدد المناسب من المحاكمات وشروط تمشيا مع أهداف البحث. أفهم أن المهام neuroimaging سوف تختلف تبعاً لأهداف البحث. على سبيل المثال، استخدمت ثلاث مهام في هذا البروتوكول: (1) لغة المعالجة وقراءة المهمة ومهمة حكم قافية (2) (3) مهمة مرونة معرفية.
    ملاحظة: يتم تمييز الإجراءات (والنتائج التمثيلية) لمهمة الحكم قافية.
  2. وضع سماعات إلغاء الضوضاء على رأس المشارك، أن تضع في اعتبارها لا تتداخل مع وضع مسبار فنيرس. تأكد من أن سماعات الرأس سيتم تسليم خطاب سمعي المحفزات للمشارك، فضلا عن حظر أي الضوضاء المحيطة.
    ملاحظة: الفحوص المختبرية عادة ما تجري في غرفة الموهنة لصوت. حقل التجارب في المختبرات لا توفر نفس الدرجة من مكافحة الضوضاء، وسماعات إلغاء الضوضاء يمكن ضمان ظروف الاختبار هادئة لجميع المشاركين.
  3. إرشاد المشترك لمواجهة شاشة الكمبيوتر ويحملق على الصليب في منتصف الشاشة، والبقاء لا يزال خلال التجربة. عرض كافة المهام التجريبية على شاشة كمبيوتر.
  4. مهمة الحكم قافية
    1. إصدار تعليمات للمشاركين للاستماع إلى كلمة أزواج قدم سميع من خلال سماعات الرأس. أطلب من المشاركين للإشارة إلى ما إذا كانت كلمة أزواج مقفى أم لا (مثلاً، 'القط'-'قبعة' أو 'القط'-'تسجيل') مع زر اضغط على لوحة المفاتيح.
    2. في هذا المثال، استخدم أحد أحداث المتعلقة بالتصميم. السماح للمشاركين كاملة 12 غير-ناظم والمحاكمات ناظم 12 مفصولة بفترات التحفيز بين جيتيريد من بين 8 و 17 ثانية.
      ملاحظة: يجب إنشاء المهام في طريقة مناسبة للمشاركين. في الدراسة المشار إليها هنا، يحققون الباحثين في اللغة، والمعرفي، وتنمية القراءة لدى الأطفال الذين كانوا القراء الفقراء جداً. القراءة neuroimaging المهمة المتقدمة مع الكلمات التي ستكون ملائمة لطفل بمهارات القراءة والكتابة أقل. كذلك، تم اختيار الأطفال لنموذج neuroimaging استناداً إلى النتائج التي تم الحصول عليها على تقييم قراءة.
  5. تعتيم الأضواء ويبدأ تسجيل المشاركين بكاميرا فيديو مدمجة.
  6. يبدأ تسجيل على الكمبيوتر الأمر فنيرس بيانات فنيرس، وتبدأ المهام على الكمبيوتر عرض الحوافز.
  7. رصد أداء المشاركين طوال كافة المهام. تقديم فواصل بين المهام وتشغيل.
  8. التأكد من أن تسبب من الكمبيوتر عرض المحفزات التجريبية هو المتلقاة بواسطة الكمبيوتر الأمر فنيرس.
  9. في نهاية كافة المهام، إيقاف تجميع البيانات والفيديو فنيرس.

6-ما بعد التجريبية المهمة القياسات

  1. إزالة كل أوبتودي من غطاء حامل أوبتودي.
  2. دون الإخلال بموقف كاب حامل أوبتودي على رأس المشارك، توجيه المشارك على الجلوس في وضع يمكنها من الحصول على قياس 3D جهاز الالتقاط رقمي ثاني.
  3. كرر قياس 3D جهاز الالتقاط الرقمي كما هو الحال في فنيرس "موضع فروة الرأس" ويمكن الكشف عن قياس المقطع 4 لضمان أن أي اضطرابات في فروة الرأس سبر موقف خلال التجربة بمقارنة الملفات موقف اثنين.
  4. إزالة غطاء حامل أوبتودي من الرأس للمشترك.
  5. في نهاية التجربة، تزويد المشاركين بهدية صغيرة (مثل الكتب واللوازم المدرسية) الشكر والتقدير لفريق البحث لمشاركتهم.

7-خطة لنشر البيانات

  1. تقاسم نتائج البحوث مع أعضاء المجتمع المحلي والسلطات المحلية المعنية لترجمتها في نهاية المطاف إلى سياسة للتصدي لمسألة التحقيق.
    ملاحظة: قد لا تستفيد مباشرة من التجربة المشاركين.
  2. وضع خطط لزيارات المتابعة للمجتمعات المحلية المشاركة. إعداد التقارير والأدوات التي يمكن استخدامها المربين المحليين. على سبيل المثال، أي تقييم تم إنشاؤه في اللغات المحلية ينبغي أن توفر لمسؤولي المدارس في المنطقة. إعداد أعضاء فريق البحث الذين يتكلمون اللغة المحلية للاجتماع مع قادة المجتمع المحلي إبلاغ النتائج التي توصلت إليها الدراسة.
  3. جعل خطط لنشر نتائج الدراسة المنشورة في المجلات الأكاديمية الإقليمية واللغة للمنطقة، وإذا كان ذلك ممكناً. على سبيل المثال، ينبغي أن تنشر نتائج الدراسة بالفرنسية إذا كان إجراء البحوث في البلدان الناطقة بالفرنسية.
  4. وضع خطط للقاء وتقديم التقارير عن نتائج الدراسة إلى فرع الحكومة في منح الموافقة لبرنامج البحوث.

8-النسخ الاحتياطي للبيانات

  1. ضمان أن يتم تصدير البيانات والنسخ الاحتياطي لمحركات الأقراص الصلبة المحمولة متعددة، كالوصول إلى إنترنت لتخزين البيانات على الإنترنت من غير المحتمل أن تكون متاحة. نقل البيانات إلى تخزين البيانات على شبكة الإنترنت كما يتوفر اتصال إنترنت كافية.

9-بيانات التحليل

ملاحظة: توجد حزم تحليل بيانات متعددة فنيرس14. رسم الخرائط الإحصائية حدودي للقريبة من الأشعة تحت الحمراء "الطيفي" (التقارير-ملخص لواضعي السياسات)15 ، Homer216 (التي تستخدم على نطاق واسع)، وفنيرس الأدوات 17،18 (جديدة وتكتسب شعبية) تستخدم لتحليل البيانات فنيرس. هذا البروتوكول ويستعرض أساليب تحليل البيانات باستخدام التقارير-الحركة الوطنية الصومالية، إلا أنها لتقدير الباحث لتحديد الأسلوب المفضل للتحليل.

  1. تحليل البيانات من النظام فنيرس باستخدام التقارير-الحركة الوطنية الصومالية، الإصدار 415،19. يحلل البيانات التقارير باستخدام نهج لتحليل نموذج خطي عام على أساس هذه الأدوات ل SPM8 الجناح نيورويماجينج (http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm) ويسمح بإنشاء خرائط التنشيط مع التعريب القرار فائقة.
  2. تحويل البيانات إلى التعليم المهني العالي وهبر
    1. استخدام معادلة بير-لامبرت المعدلة (مع التقارير-ملخص لواضعي السياسات) لتحويل قيم الكثافة البصرية إلى التغييرات تركيز استجابة التعليم المهني العالي وهبر.
  3. البيانات التي تم تجهيزها
    1. استخدم أحد الخيارات المتعددة التي توجد لتجهيزها فنيرس البيانات.
      ملاحظة: هوبير et al. 17 اقتراح أساليب صارمة جداً لمصادر مختلفة للضوضاء16. تشمل هذه على أساس قيمة الحد من التحف الحركة، وتقنيات التصفية ممر الموجه، وعلى أساس قيمة الحد من التباين المكاني للتدخل الفسيولوجية في البيانات (مثل التنفس وضغط الدم ومعدل ضربات القلب). إلا أنهما يشتركان أيضا تعليق شامل على مصادر الضوضاء في البحث فنيرس وآثار بالنسبة للتحليل الإحصائي. ويجب التحقيق الباحث فنيرس تجهيزها التطبيقات التي الأكثر ملاءمة لدراسة معينة. فيما يلي، على غرار نهج تحليل وورسيلي وفريستون20 وجانغ et al. وتقدم 19 .
    2. تحلل التغيرات في تركيزات HbO وهبر باستخدام خوارزمية ديتريندينج طول وصف الحد الأدنى من المويجات (MDL) من أجل إزالة الاتجاهات العالمية الناتجة عن التنفس، وتباين ضغط الدم، فاسوموشن، أو التحف حركة المشاركين وإلى تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء19.
    3. تطبيق مرشح تمرير منخفض مع شكل دالة الاستجابة الفسيولوجية للبيانات واستخدام وورسيلي وفريستون20 بريكولورينج طريقة لإزالة الارتباطات الزمنية.
  4. إنشاء نموذج والتحليل الإحصائي
    1. إنشاء نماذج للتعليم المهني العالي وهبر المحتوية على ريجريسورس التجريبية كونفولفيد مع دالة الاستجابة الفسيولوجية المقابلة مع الوقت المشتقات21.
      ملاحظة: يمكن أن يكون دالة الاستجابة الفسيولوجية تباين أكبر في أعلى المناطق القشرية وعبر المشاركون. يمكن أن تستوعب هذه الأنواع من تقلب في نماذج تحليل طريق توسيع مراسلون تشمل المشتقات الزمانية. استخدام مشتق الزمانية للخلافات النموذجية في الوقت إلى ذروة الاستجابة الفسيولوجية21.
    2. وانخفض استخدام التقارير-الحركة الوطنية الصومالية لإنشاء النماذج للتعليم المهني العالي وهبر مع معارضة الأقطاب حيث أن نموذج كبير صالح للتعليم المهني العالي يشير إلى زيادة تركيز وهبر تركيز5،18.
    3. إعداد ذات الصلة تجريبيا تي-اختبار أو F-اختبار التناقضات لاختبار تأثير ريجريسورس (أو عدة) (نظراً لتصميم المصفوفة) على تعديل لبيانات سلسلة زمنية فنيرس.
  5. تصور النتائج
    1. القيام بتسجيل القنوات التقارير إلى الفضاء المعهد العصبية مونتريال (منين) باستخدام بيانات من جهاز الالتقاط رقمي ثلاثي الأبعاد المكانية.
    2. استخدام البيانات المسجلة فنيرس لإنشاء خرائط التنشيط HbO، هبر، ومجموع الهيموغلوبين (THb) استناداً إلى النموذج الخطي العام والشمس أنبوب تصحيح الصيغة22،23.
    3. تحميل خرائط التنشيط قالب المخ مناسبة. على سبيل المثال، يوفر "أطلس الدماغ طب الأطفال هاسكينز" الأخيرة قالب موحد للأطفال بين 6-12 سنة من العمر24.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يمكن تصور التحقيق موضع البيانات التي حصلت عليها جهاز الالتقاط الرقمي ثلاثي الأبعاد (الشكل 2) في قالب قياسي الدماغ. تسجيل القنوات فنيرس للفضاء منين استخدام التقارير-SPM تسجيل مستقل الدالة25. ينشئ الدالة التسجيل المكانية منين الإحداثيات، والتسميات التشريحية والمناطق برودمان أقصى ممثلة بكل قناة.

figure-results-1
...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

قدمت هذه الورقة بروتوكول neuroimaging ميدانية مناسبة للظروف منخفضة الموارد في المواقع النائية. تقدم هذا البروتوكول neuroimaging الميدانية الرئيسية هو أول مرة القدرة على دراسة وظيفة المخ والمداريين تطورها في (أو ابدأ-قبل درس) السياقات. وتشمل الخطوات الحاسمة في هذا البروتوكول السفر مع وإعداد مختبر متنقل مناسبة لجمع البيانات النوعية في المناخات الاستوائية دون كهرباء أو المرافق المتاحة. يوفر هذا البروتوكول دليل عام على إقامة شراكات قوية مع المحلية العلمية والتعليمية، والمؤسسات الحكومية، ونسلط الضوء على نقل المعرفة المتبادلة ...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

أمكن هذا البحث من خلال "زمالة مؤسسة جاكوبس الوظيفي المبكر" إلى ك. جاسينسكا (عدد الزمالات: 118455 عام 2015). الكتاب ترغب أيضا في أن تقر بلاها إكسيل، فابريس تانو وآمون آريان، كانغا برايس وصورتي إيفيت لمساعدتها في جمع البيانات والدعم الميداني. خاص بفضل الأسر والأطفال من Moapé، Ananguié، أفيري، وبيكويفين للمشاركة في هذا البرنامج البحثي وكرم الضيافة القرى.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
حزمة الوحدة الرئيسية LIGHTNIRS 120 فولتShimadzu292-34000-42مكون من نظام fNIRS
حامل ASSY ، ALL- CAPShimadzu594-07618-01مكون من نظام fNIRS
كابل توصيل LIGHTNIRSShimadzu567-10976-11مكون نظام fNIRS
مجموعة ألياف ل LIGHTNIRS ، 1 متر (8 مجموعات)Shimadzu567-11350-01fNIRS مكون
Dell Latitude LaptopShimadzu (من Dell)220-97322-00كمبيوتر رئيسي لتشغيل تطبيقات fNIRS
باتريوت SEU (وحدة إلكترونيات النظام)POLHEMUS1A0453-001مكون نظام باتريوت
مزود الطاقةPOLHEMUS2C0809مكون نظام باتريوت
سلك إمداد الطاقةPOLHEMUS17500B-BLKمكون نظام باتريوت
كابل مودم RS-232 فارغPOLHEMUS1C0288PATRIOT مكون نظام
كابل USBPOLHEMUS1C0289PATRIOT مكون نظام
RX2 مستشعر 10 بوصةكابل POLHEMUS4A0492-20PATRIOT مكون نظام
TX2 مصدر 10 بوصة كابلPOLHEMUS4A0506-20PATRIOT
نظام

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Dawson, G., Ashman, S. B., Carver, L. J. The role of early experience in shaping behavioral and brain development and its implications for social policy. Dev Psychopathol. 12 (4), 695-712 (2000).
  2. Blair, C., Raver, C. C. Poverty, Stress, and Brain Development: New Directions for Prevention and Intervention. Acad Pediatr. 16 (3 Suppl), S30-S36 (2016).
  3. Jasińska, K. K., Petitto, L. A. How age of bilingual exposure can change the neural systems for language in the developing brain: A functional near infrared spectroscopy investigation of syntactic processing in monolingual and bilingual children. Dev Cogn Neurosci. 6c, 87-101 (2013).
  4. Statistics, U. I. f Côte d'Ivoire. , (2017).
  5. University, T. 2013/14 Survey Research on Child Labor in West African Cocoa Growing Areas. , School of Public Health and Tropical Medicine. (2015).
  6. Cui, X., Bray, S., Bryant, D. M., Glover, G. H., Reiss, A. L. A quantitative comparison of NIRS and fMRI across multiple cognitive tasks. Neuroimage. 54 (4), 2808-2821 (2011).
  7. Quaresima, V., Bisconti, S., Ferrari, M. A brief review on the use of functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) for language imaging studies in human newborns and adults. Brain Lang. 121 (2), 79-89 (2012).
  8. Jasińska, K. K., Berens, M. S., Kovelman, I., Petitto, L. A. Bilingualism yields language-specific plasticity in left hemisphere's circuitry for learning to read in young children. Neuropsychologia. 98, 34-45 (2016).
  9. Jasińska, K. K., Petitto, L. A. Development of neural systems for reading in the monolingual and bilingual brain: new insights from functional near infrared spectroscopy neuroimaging. Dev Neuropsychol. 39 (6), 421-439 (2014).
  10. Petitto, L., et al. The "Perceptual Wedge Hypothesis" as the basis for bilingual babies' phonetic processing advantage: new insights from fNIRS brain imaging. Brain Lang. 121 (2), 130-143 (2012).
  11. Jasper, H. H. Report of the Committee on Methods of Clinical Examination in Electroencephalography. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 10 (2), 370-371 (1958).
  12. Shalinsky, M. H., Kovelman, I., Berens, M. S., Petitto, L. A. Exploring Cognitive Functions in Babies, Children & Adults with Near Infrared Spectroscopy. Journal of visualized experiments. (29), (2009).
  13. Tadel, F., Baillet, S., Mosher, J. C., Pantazis, D., Leahy, R. M. Brainstorm: a user-friendly application for MEG/EEG analysis. Comput Intell Neurosci. 2011, 879716(2011).
  14. Tak, S., Ye, J. C. Statistical analysis of fNIRS data: A comprehensive review. Neuroimage. 85, Part 1 (0), 72-91 (2014).
  15. Ye, J. C., Tak, S., Jang, K. E., Jung, J., Jang, J. NIRS-SPM: statistical parametric mapping for near-infrared spectroscopy. Neuroimage. 44 (2), 428-447 (2009).
  16. Huppert, T. J. T. J., Diamond, S. G. S. G., Franceschini, M. A. M. A., Boas, D. A. D. A. HomER: a review of time-series analysis methods for near-infrared spectroscopy of the brain. Appl Opt. 48 (10), D280-D298 (2009).
  17. Huppert, T. J. Commentary on the statistical properties of noise and its implication on general linear models in functional near-infrared spectroscopy. Neurophotonics. 3 (1), 010401(2016).
  18. Rosso, A. L., et al. Neuroimaging of an attention demanding dual-task during dynamic postural control. Gait Posture. 57, 193-198 (2017).
  19. Jang, K. E. K. E., et al. Wavelet minimum description length detrending for near-infrared spectroscopy. Journal of Biomedical Optics. 14 (3), 034004-034004 (2009).
  20. Worsley, K. J., Friston, K. J. Analysis of fMRI time-series revisited--again. Neuroimage. 2 (3), 173-181 (1995).
  21. Friston, K. J., Josephs, O., Rees, G., Turner, R. Nonlinear event-related responses in fMRI. Magn Reson Med. 39 (1), 41-52 (1998).
  22. Sun, J. Y. Tail Probabilities of the Maxima of Gaussain Random-Fields. The Annals of Probability. 21 (1), 34-71 (1993).
  23. Sun, J. Y., Loader, C. R. Simultaneous Confidence Bands for Linear-Regression and Smoothing. The Annals of Statistics. 22 (3), 1328-1345 (1994).
  24. Molfese, P. J., Glen, D., Mesite, L., Pugh, K., Cox, R. Organization of Human Brain Mapping. , Honolulu Hawaii. (2015).
  25. Singh, A. K., Okamoto, M., Dan, H., Jurcak, V., Dan, I. Spatial registration of multichannel multi-subject fNIRS data to MNI space without MRI. Neuroimage. 27 (4), 842-851 (2005).
  26. Cui, X. Handy programs to visualize NIRS data (6): plotAverage. , Available from: http://www.alivelearn.net/?p=1533 (2013).
  27. Krosin, M. T., Klitzman, R., Levin, B., Cheng, J., Ranney, M. L. Problems in comprehension of informed consent in rural and peri-urban Mali, West Africa. Clinical Trials. 3, (2006).
  28. Leach, A. An evaluation of the informed consent procedure used during a trial of a Haemophilus influenzae type B conjugate vaccine undertaken in The Gambia, West Africa. Soc Sci Med. 48, (1999).
  29. Molyneux, C. S., Peshu, N., Marsh, K. Understanding of informed consent in a low-income setting: three case studies from the Kenyan Coast. Soc Sci Med. 59, (2004).
  30. Oduro, A. R. Understanding and retention of the informed consent process among parents in rural northern Ghana. BMC Med Ethics. 9 (1), 1-9 (2008).
  31. Tindana, P. O., Kass, N., Akweongo, P. The Informed Consent Process in a Rural African Setting:: A Case Study of the Kassena-Nankana District of Northern Ghana. IRB. 28 (3), 1-6 (2006).
  32. Lloyd-Fox, S., et al. fNIRS in Africa & Asia: an Objective Measure of Cognitive Development for Global Health Settings. The FASEB Journal. 30 (1 Supplement), (2016).
  33. Storrs, C. Nature News. , Nature Publishing Group. (2018).
  34. Lloyd-Fox, S., et al. Functional near infrared spectroscopy (fNIRS) to assess cognitive function in infants in rural Africa. Sci Rep. 4, 4740(2014).
  35. Papademetriou, M. D., et al. Optical imaging of brain activation in Gambian infants. Adv Exp Med Biol. 812, 263-269 (2014).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

fNIRS NeuroimagingChild Brain DevelopmentPortable NeuroimagingField Neuroimaging Methods3D Digitizer MeasurementOptode PlacementHead MeasurementStimulus PresentationData Recording

مقالات ذات صلة