Name: 在学前儿童Neuromagnetic的脑功能自定义尺寸的MEG测量 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-02-19T17:10:00.000+00:00
Duration: 14 min 15 s
Description: 了解专为三至六岁学前儿童设计的定制尺寸MEG系统，用于测量神经磁脑功能并研究语言习得机制。该方法通过64通道儿童头盔实现高精度无创检测。

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本工作得到了澳大利亚研究理事会联合基础设施、设备和设施资助项目（LEO668421）以及澳大利亚研究理事会联合项目资助（LP0669471）的支持。作者衷心感谢金泽工业大学和横河电机株式会社在建立金泽理工-麦考瑞脑研究实验室过程中所提供的合作。

本指南介绍了使用脑磁图（MEG）测量学龄前儿童认知脑功能的设备和操作流程。首先，我们讨论在儿童中开展认知功能实验测试时必须考虑的一般性原则和相关问题。其次，我们描述了一种已开发的实验方案，旨在将MEG数据采集的要求与四岁儿童的动机水平和行为能力相匹配。
1. 使用脑磁图研究幼儿的一般注意事项
在与清醒的健康儿童合作时，脑磁图（MEG）研究人员面临诸多独特挑战。首先，冷峻且功能化的实验室环境很可能使年幼的儿童感到害怕或恐惧。其次，一项实验性MEG研究的基本要求包括长时间限制身体活动并持续专注于特定任务，而这些条件对许多成年人而言都显得乏味且不适。在儿童研究中，必须根据儿童的能力和局限性对实验流程进行调整。本节将介绍受试者参与数据采集前所需准备的初始步骤。
1.1 熟悉/训练环节： 对于学龄前儿童，在正式数据采集之前会安排一次熟悉/训练环节。该环节允许儿童以自己的节奏逐步适应实验环境和研究人员。我们会向儿童及其家长介绍研究人员，并帮助他们熟悉实验室的环境和日常流程。在介绍环节结束时，家长和儿童应充分了解参与实验的全部步骤，并清楚数据记录过程中需要配合的内容。如果在首次到访时，儿童表现出害羞或焦虑情绪，我们会安排一段游戏时间，直至其感到更加放松，然后再继续介绍所有实验步骤。
1.2 解释环境： 为了向儿童解释MEG环境，我们会采用一个主题，为周围的环境提供儿童易于理解的解释。例如，将MEG系统描述为一艘正在等待儿童登上、开启太空冒险的宇宙飞船，在此过程中可能会发生一些不熟悉的情况。实验室还用墙贴和玩具进行了装饰（图1），并设有专门的游乐室。在与儿童交流时，我们使用他们容易理解的语言，例如用“保持不动”代替“尽量减少移动”，用“宇航员头盔”代替“标记线圈帽”。
1.3 向儿童及其家长解释实验流程：我们会向儿童及其家长展示进入磁屏蔽室（MSR）之前需要进行的各个步骤。第一步是在受试者头部佩戴一个带有五个标记线圈的帽具，这些线圈用于标示儿童头部在脑磁图（MEG）头盔内的位置。在儿童的协助下，我们会对一个玩偶的头部轮廓进行数字化采集，然后邀请儿童和家长一起陪同玩偶进入磁屏蔽室/“太空舱”。进入磁屏蔽室后，我们将玩偶的头部放入头盔中，使其观看一部电影。接着，我们会询问儿童是否愿意和玩偶一起观看这部电影。如果儿童感到舒适放松，且家长对我们的实验流程表示满意，我们将在他们下次来实验室时，邀请他们参与在“太空舱”内进行的游戏活动。
1.4 练习册： 我们设计了以太空探险为主题的练习册，向儿童展示测试过程中需要完成的各个步骤。儿童可将这些练习册带回家，并与父母一起完成，为下一次到访做好准备。练习册的目的是强调测试过程中三个主要要求的重要性：a）避免任何铁磁性材料进入磁屏蔽室（MSR）；b）佩戴标记线圈帽，以确保数据能够准确配准；c）在数字化和数据采集过程中保持静止不动。
2. 学龄前儿童脑磁图信号测量方案
2.1 数据采集和实验任务中使用的设备
标记线圈帽：为了将脑磁图（MEG）数据与受试者的结构信息（如磁共振成像或数字化头部形状）进行对齐，需将一组五个线圈放置于儿童在MEG头盔内佩戴的泳帽中。这些线圈作为参考点，通过比较任务开始前和结束后的线圈位置，可测量数据采集过程中受试者头部的移动程度。
数字化仪：在数据采集之前，使用 Polhemus Fastrak® 数字化仪（Colchester, VT）对受试者头部的五个标记线圈位置及头型进行数字化。该数字化仪由笔式探头、三个接收器、一个发射器和一个运动追踪单元组成。此过程用于测量线圈的位置，随后将这些位置信息与脑磁图（MEG）获取的位置数据进行匹配，以实现采集的磁信号数据与头型的对齐。
儿童 MEG 系统：数据采集采用全头型儿童脑磁图系统（KIT，金泽，日本）[2]。数据以1000 Hz的采样率连续采集，线上带通滤波范围为0.03 Hz至200 Hz。在记录前后获取标记线圈的位置，以测量头部运动。若头部运动超过5 mm，则该数据被剔除。
MEG 系统外设： 实验刺激由一台运行 Presentation® 软件（Neurobehavioral Systems，加利福尼亚州奥尔巴尼）的计算机进行控制。视觉刺激通过位于磁屏蔽室外的投影仪投射到磁屏蔽室内的屏幕上。听觉刺激由 Etymotic Research 公司生产的 ER-30 型插入式耳机（配备婴儿尺寸的泡沫耳塞，Etymotic Research Inc.，伊利诺伊州埃尔克格罗夫村）传递。实验过程中通过闭路摄像头持续监控儿童，实验人员通过麦克风与儿童进行交流。
2.2 数据采集：数据记录会话包括以下阶段：
第一阶段：儿童到达前
在儿童到达实验室之前，必须确保所有计算机、软件和设备均已准备就绪，以便立即开始实验。通常建议在儿童和家长进入实验室时，现场应有两名经验丰富的研究人员。研究人员、家长与儿童之间的清晰沟通对于实验的成功至关重要。
第二阶段：儿童到达后
<ol>
 <li>签署知情同意书，实验人员确认家长是否有疑问。</li>
 <li>实验人员检查儿童是否记得在首次会面或手册中介绍的所有步骤，并对未记住的步骤进行重新说明。强调在数据采集和数字化过程中保持静止或尽量减少移动的重要性。可通过使用玩偶进行演示。</li>
 <li>随后，实验人员检查儿童是否携带任何含铁物品（如带有亮片的衣物、首饰、遗忘在口袋中的玩具、发夹等）。若其穿着含有铁质材料的衣物，我们将为其提供适合脑磁图（MEG）实验的安全服装。若家长希望在实验过程中陪同儿童，我们也会确保其移除所有含铁物品。</li>
</ol>
第三阶段：使儿童做好在 MSR 内执行任务的准备
<ol>
 <li>实验人员安装固定5个标记线圈的帽具。</li>
 <li>实验人员对标记线圈的位置及儿童头部形状进行数字化采集。为了保持头部位置固定，我们使用已安装三个接收器的颈托。重要的是要反复强调尽量减少移动或定期“静止不动”，以获得良好的头部形状数据。儿童若能很好地做到“静止不动”，可奖励贴纸作为鼓励。</li>
 <li>邀请儿童进入磁屏蔽室（MSR）。插入耳机，并将儿童以仰卧位安置在MEG杜瓦头盔中。</li>
 <li>当儿童舒适地躺下且头部位于MEG头盔内后，将标记线圈连接至电源装置，并关闭磁屏蔽室的门。在整个实验过程中，一名实验人员（以及如有需要，一名家长）会留在室内。</li>
 <li>在准备阶段及数据采集区块之间，可通过投影仪将电影或动画片投射到磁屏蔽室内的背投屏幕上，以供娱乐。</li>
</ol>
第四阶段：运行实验
<ol>
 <li>当 MSR 门关闭后，启动 SQUIDs 并开始数据采集。</li>
 <li>在儿童观看电影的同时，进行共定位预测试，以确保 MEG 信号能够与数字化的头部形状进行共定位。该预测试包括将数字化过程中获得的标记线圈位置与 MEG 系统显示的位置进行匹配。</li>
 <li>当首次测试显示儿童头部在头盔内位置正确后，研究人员即可开始实验：(a) 将电影静音；(b) 研究人员询问儿童是否准备好“玩游戏”；(c) 一旦游戏开始，实验者会定期向儿童提供反馈。例如，儿童可能被要求聆听一系列句子，并在听到目标词（如“cheese”）时立即重复该词。这些目标词嵌入在一部分捕捉试验中，用于检测儿童对任务的持续注意力，但不会纳入最终分析。</li>
 <li>任务完成后，再次进行标记线圈测量，以监测头部位置和移动情况。</li>
 <li>当 SQUIDs 停止工作后，打开 MSR 门，邀请儿童前往游戏室，在那里他们可以选择一份奖励，以表彰其出色的合作。</li>
</ol>
3. 代表性结果
本实验室的一项代表性研究采用该方案来探究儿童语言中逻辑能力的发展。共有26名3至4岁的儿童（平均年龄为4岁5个月）参与了至少一次习得实验。其中17名儿童参加了第二次测试，5名儿童参加了第三次测试。平均头部移动距离小于3.7 mm（标准差3.1 mm），远低于5 mm的阈值。在4.5%的实验中头部移动超过5 mm，移动范围介于5.5 mm至15 mm之间（平均值=8.6 mm，标准差=2.5 mm）。
<img src="/files/ftp_upload/1693/1693fig1.jpg" alt="儿童MRI检查室，采用太空主题装饰，配有火箭和行星图案，营造出舒缓的医疗环境。" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="图1"> 图1. MSR和MEG头盔已贴上贴纸并放置毛绒玩具进行装饰。
<img src="/files/ftp_upload/1693/1693fig2.jpg" alt="儿童在磁共振成像扫描仪中进行脑成像；非侵入性神经影像学实验。" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="图 2"> 图 2. 一名四岁女孩位于成人尺寸的脑磁图（MEG）设备中（左图）。注意其头部上方的填充物，用于减少运动以及头部与头盔之间的距离。右图显示同一名女孩位于儿童专用MEG设备中的情况。

<ol><li>Hämäläinen, M., Hari, R., Ilmoniemi, R. J., Knuutila, J., Lounasmaa, O. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetoencephalography-+theory%2C+instrumentation%2C+and+applications+to+noninvasive+studies+of+the+working+human+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Mod.+Physics%22%5BJournal%5D)">Magnetoencephalography- theory, instrumentation, and applications to noninvasive studies of the working human brain.</a> Rev. Mod. Physics. 65 (2), 413-497 (1993).</li>
<li>Johnson, B. W., Crain, S., Thornton, R., Tesan, G., Reid, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+brain+function+in+pre-school+children+using+a+custom+sized+whole-head+MEG+sensor+array%5BTitle%5D)+AND+%22Clin.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Measurement of brain function in pre-school children using a custom sized whole-head MEG sensor array.</a> Clin. Neurophysiol. , (2009).</li>
<li>Kado, H., Higuchi, M., Shimogawara, M., Haruta, Y., Adachi, Y., Kawai, J., Ogata, H., Uehara, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetoencephalogram+system+developed+at+KIT%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Appl.+Supercond%22%5BJournal%5D)">Magnetoencephalogram system developed at KIT.</a> IEEE Trans. Appl. Supercond. 9, 4057-4062 (1999).</li>
<li>Uehara, G., Adachi, Y., Kawai, J., Shimogawara, M., Higuchi, M., Haruta, Y., Ogata, H., Kado, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-Channel+SQUID+Systems+for+Biomagnetic+Measurement%5BTitle%5D)+AND+%22IEICE+Trans.+Electr%22%5BJournal%5D)">Multi-Channel SQUID Systems for Biomagnetic Measurement.</a> IEICE Trans. Electr. E86-C, 43-54 (2003).</li>
</ol>

本方案旨在促进对健康且清醒的4岁儿童认知脑功能的测量。我们采用一种定制尺寸的脑磁图（MEG）系统，专为学龄前儿童的头部尺寸设计。结合该系统、适合儿童的实验室环境以及针对儿童能力与动机特点优化的实验流程，我们能够在目前相关数据极为匮乏的年龄段内，实现对儿童认知脑功能的有效测量。
KIT-麦考瑞系统是首个专为学龄前儿童定制尺寸的全头型系统。使用定制化头盔杜瓦装置研究儿童具有三个主要优势。首先，传感器阵列的较小半径使SQUID传感器能够接近儿童头部的神经磁信号源。其次，较小的头盔可让儿童头部完全插入杜瓦装置内，而在成人用杜瓦头盔中，由于儿童头顶至肩部的距离较短，无法实现完全插入（见图2）。这两个因素对于脑磁图（MEG）记录脑活动至关重要，因为神经磁信号随距离增加会迅速衰减。第三，专为儿童设计的头盔有助于头部的对称定位，并限制儿童头部在杜瓦装置内的活动自由度。这些特点显著简化了针对儿童的MEG信号采集过程中的准备、定位和测量操作。
定制尺寸的儿童脑磁图（MEG）系统的出现是认知神经科学领域的一项重要进展。其他功能神经影像技术需要使用放射性药物或强磁场，可能不适用于儿童的常规检查。由于MEG是一种完全被动的测量技术，因此对发育中的组织不存在任何可预见的风险。目前，来自健康学龄前儿童的MEG数据非常有限，原因是传统的成人MEG系统并不适合用于儿童。儿童专用MEG系统将使我们能够在大脑活动发生显著重组的关键年龄段研究脑功能，从而为认知功能的正常发育与病理发展提供新的见解。

<table><tbody><tr><td>儿童全头型脑磁图</td><td>金泽工业大学（金泽）与横河电机株式会社（东京）</td><td>Model PQ1064R-N2m</td><td></td></tr><tr><td>磁屏蔽室</td><td>藤原有限公司</td><td></td><td></td></tr><tr><td>数字仪</td><td>Polhemus（佛蒙特州科尔切斯特）</td><td>Fastrack</td><td></td></tr><tr><td>实验控制软件</td><td>神经行为系统</td><td>展示</td><td></td></tr><tr><td>耳机</td><td>Etymotic Research Inc.</td><td>ER-30</td><td></td></tr></tbody></table>

使用定制尺寸脑磁图测量学龄前儿童的神经磁脑功能

Measurement Of Neuromagnetic Brain Function In Pre-school Children With Custom Sized MEG

脑磁图是一种用于检测与皮层活动相关的磁场的技术[1]。大脑的神经电生理活动会产生电场——可通过脑电图（EEG）记录——以及伴随的磁场——可通过脑磁图（MEG）检测。MEG信号由一种称为超导量子干涉装置（SQUID）的专用传感器检测。超导传感器需在-270 °C下使用液氦进行冷却，这些传感器被封装在一个真空隔热的头盔状容器（称为杜瓦瓶）内，并浸没于液氦中。SQUID传感器在杜瓦头盔内的液氦冷却剂中固定于特定位置，受试者的头部则置于杜瓦头盔内以进行MEG测量。杜瓦头盔的尺寸必须满足相互矛盾的两个要求：一方面，它必须足够大，以容纳大多数或全部研究对象的头部；另一方面，又必须足够小，使大多数SQUID传感器能够接近其需测量的微弱脑磁场。传统的全头型MEG系统设计用于适配超过90%的成人头部。然而，成人系统并不适合测量学龄前儿童的脑功能，因为儿童头部半径比成人小数厘米。麦考瑞大学的KIT-麦考瑞脑研究实验室采用了一种专为学龄前儿童头部尺寸定制的MEG系统。该儿童专用系统包含64个一阶轴向梯度计，基线长度为50 mm[2]，并与一套传统的成人尺寸MEG系统共同安置于一个磁屏蔽室（MSR）内[3,4]。这种定制化杜瓦头盔在儿童研究中具有三个主要优势：第一，传感器阵列的较小半径使SQUID传感器能够接收到儿童头部产生的神经磁场信号；第二，较小的头盔可使儿童头部完全插入杜瓦瓶内，而在成人用杜瓦头盔中，由于儿童头顶部至肩部的距离较短，无法实现完全插入。这两个因素对于MEG脑活动记录至关重要，因为神经磁场信号随距离增加而迅速衰减。第三，定制化的儿童头盔有助于头部的对称定位，并限制儿童头部在杜瓦瓶内的活动自由度。当该系统与一套兼顾数据采集需求及儿童动机和行为能力的实验方案结合使用时，这些特性显著简化了MEG信号的准备、定位与测量过程。

关键词：脑磁图，MEG，超导量子干涉装置，SQUID，儿童神经影像，磁屏蔽室，杜瓦瓶，神经磁场，麦考瑞大学，KIT-Macquarie脑研究实验室

专为年幼儿童设计的脑磁图（MEG）系统的出现，为研究大脑发育带来了重要的新机遇。结合一种将实验要求与儿童能力相匹配的实验方案，该新系统可用于研究3至6岁健康清醒儿童的认知和语言过程。

脑磁图是一种检测与皮层活动相关磁场的技术[1]。大脑的神经电生理活动……

您好，我是 Steven Crane。我是澳大利亚悉尼麦考瑞大学麦考瑞认知科学中心 KIT 麦考瑞脑研究实验室的联合主任。大家好，我是Illa Dessan，我在麦考瑞大学的麦考瑞认知科学中心工作。嗨，我是Melanie Reed，我也在麦考瑞认知科学中心工作。在麦考瑞大学，我们使用脑磁图（magnetoencephalography，简称MEG）来研究2至6岁儿童语言快速习得背后的脑机制。脑磁图（MEG）可测量大脑皮层产生的磁场。利用MEG，我们可以观察语言处理过程中哪些脑区处于活跃状态，以及这些不同脑区之间的相互作用。在使用任何脑成像系统对幼儿进行研究时，存在两个挑战。首先，典型的实验室环境对儿童并不友好。其次，参与脑磁图（MEG）研究的儿童必须被要求将身体活动降至最低，并需要在较长时间内专注于一项任务。因此，对我们而言，开发一种既能使用MEG技术、同时又能让儿童感到有趣的实验方案至关重要。尽管如此，MEG 的优势远大于其面临的挑战。由于 MEG 具有极高的时间分辨率和良好的空间分辨率，并且完全无创，对儿童的神经组织不会构成任何可预见的风险，因此它是测量儿童脑功能的一项重要工具。相比之下，其他神经影像技术使用强磁场和放射性药物，可能对幼儿构成风险。我们儿童脑磁图（MEG）系统的一个关键特征是专为年幼儿童设计。该定制尺寸的系统是由金泽工业大学与横河电机公司合作开发的。在接下来的视频中，我们将解释为何有必要为儿童开发定制化的脑磁图系统，并向您展示我们如何准备儿童以接受脑磁图系统的检查。接下来的几分钟里，请跟随我们一同参观实验室。我们将为您介绍为让儿童乐于参与我们的研究而采取的各项措施。该实验室在同一磁屏蔽室内配备了两套MEG系统。成人系统包含160个传感器，均匀分布在MEG头盔内部，可实现全脑覆盖。儿童MEG系统的布局类似，但配备64个传感器，头盔尺寸更小，非常适合学龄前儿童和婴儿。脑磁图（Magnetoencephalography）或脑磁成像是一种神经影像技术，可直接测量神经元活动。MEG 能够检测并放大由大脑皮层中数千个活跃神经元产生的微弱磁场。这些微弱磁场的检测可通过一种名为超导量子干涉器件（squids）的特殊传感器轻松实现。运行 MEG 系统需要依赖超导技术。传感器需要使用液氦在零下270摄氏度的条件下进行冷却。以下流程展示了系统每周需补充液氦的操作过程。液氦消耗占脑磁图（MEG）系统运行成本的大部分。与现代实验室中各种设备产生的磁场相比，大脑产生的磁场极其微弱。这意味着脑磁图（MEG）系统必须安置在磁屏蔽室内。我们实验室的屏蔽室由三层坡莫合金和一层铜构成。该房间重量约为8.5吨，因此实验室的地面必须特别加固以承受其重量。磁屏蔽室的成本占脑磁图（MEG）系统总建设成本的三分之一到一半。房间侧面设有多个端口，以便将视觉刺激投影入室内，并可通过光纤电缆操作其他类型的设备。脑磁图（MEG）可测量脑部活跃细胞产生的磁场。一种相关技术——脑电图（electroencephalography），则测量这些磁场的电学成分。脑电图技术更简单且成本更低，但不具备MEG对脑内活动进行精确定位的能力。对于年龄较大的儿童和成人的研究，我们通常会同时记录脑电图（EEG）和脑磁图（MEG）。然而，对于学龄前儿童而言，这种方法通常不切实际，因为安装脑电图设备所需的时间过长。由于脑磁图使用的传感器浸泡在液氦中，这些传感器位于真空密封的隔热头盔内固定位置。标准成人MEG系统的头盔设计适用于约95%的成人头部。这意味着最大和最小的头部无法很好地适配成人头盔。这对学龄前儿童尤为突出，因为他们的头部半径比成人小两到三厘米。由于MEG信号随距离增加而迅速衰减，这意味着成人用头盔中的许多传感器在测量儿童脑信号时将无法有效工作。另一个问题是，儿童在较大的头盔中进行测量时更容易移动头部。这会导致MEG信号的衰减。该片段展示的是成人系统中的MEG传感器。相对于儿童头部而言，可以看出许多传感器距离头部表面较远。因此，制作一个专为学龄前儿童头部尺寸定制的MEG头盔显得尤为重要。在本视频片段中，您可以看到，我们这套儿童MEG系统的传感器都非常贴近头部表面。在开始实验之前，需要完成若干步骤。在 MSR 内部，我们会检查儿童身上是否携带任何铁磁性材料制成的物品。你口袋里有什么东西吗？没有。而且他们还携带了第二件。我们为儿童戴上一个包含五个标记线圈的帽子。然后，我们数字化儿童的头部形状，或如我们所说的，绘制其头部轮廓。接着，我们将儿童送入 MSR（磁屏蔽室）或“太空舱”中，准备开始游戏，同时我们也正在准备固定装置。在磁共振扫描仪（MSR）内部，受试者可选择一部电影，影片会播放在上方的屏幕上。当他们舒适地躺好后，我们关闭舱门并开始数据采集。实验通常持续约20分钟。我们邀请儿童在飞船内观看静音电影的同时玩一个游戏。在本实验中，儿童需认真聆听一系列句子，一旦听到单词“cheese”，便立即重复该词。该“cheese”一词来自猴子背包中的气味。做得很好。胡萝卜奶酪，声学刺激方面的表现非常出色，例如通过您在儿童胸前看到的塑料管将语音传递到儿童耳中。我们使用适合儿童尺寸的泡沫耳塞，以将导管固定在他们的耳道内。在数据采集过程中，通过闭路视频持续监测儿童，并且实验人员可以通过麦克风与儿童进行交流。在进行 MEG 测量之前，我们在泳帽上固定五个标记线圈，然后将泳帽戴在儿童头部。在 MEG 测量期间，这些线圈用于测量并监测数据采集过程中头部的位置和移动。研究人员和家长（如果愿意）会始终陪伴在屏蔽室内儿童的身边，以确保儿童感到舒适并尽量减少移动。实验结束后，儿童若正确完成任务，将获得一份奖品作为奖励。那么您想选择哪个贴纸呢？是“这里一个，那里一个”吗？那些熟悉学龄前儿童的人会知道，让他们安静地躺在磁屏蔽房间里绝不是他们的第一选择。我们采用多种方法使环境和流程适合儿童。实验室中贴有适合儿童的贴纸，并摆放了毛绒玩具。测试需在三到五次实验室访问中完成。第一次会面通常用于向儿童介绍研究人员以及 MEG 环境。儿童会观看一个玩具、动物（如熊）或青蛙科米特。需逐步演示他们将要经历的所有步骤。我们为测试环节设计了一个主题。MEG系统被设想为一艘太空飞船，即将带领孩子们开启一段太空探险之旅。我们准备了与此主题相关的练习册，用以解释接下来要进行的各个步骤，然后让孩子们用蜡笔在图案周围描摹。就像我们画你的头部图像一样。在进行数字化和测试时，儿童必须保持静止不动，这一点至关重要。好的，现在我们必须保持不动。你能这样保持不动吗？我们通过让孩子们向我们展示他们如何保持不动来进行交流。做得好。相当好。冷冻。在实验室的每次访问中，都会强调掌握冷冻技术的重要性。同时，确保儿童理解实验的每一步骤也至关重要。我们使用儿童能够理解的语言向他们解释各个步骤。例如，我们将装有标记线圈的帽罩称为宇航员头盔。你感觉像一名宇航员了吗？我们将数字化描述为绘制他们头部的图像。如果孩子显得害羞或焦虑，我们通常会使用木偶来演示实验的内容。我们还会请求孩子们的帮助，以便让他们更清楚地了解我们将要进行的操作。儿童通常很乐意帮助一个木偶进入磁屏蔽室。如果儿童仍然不愿意进入磁屏蔽室，我们会安排一段时间的游戏，直到他们感到更加放松。当儿童对本方案中的所有步骤都熟悉之后，我们再引入需要在磁屏蔽室内进行的实验任务。嗯，你还记得必须重复的魔法词是什么吗？我没听清楚，能再说一遍吗？可以吗？你能再说一遍吗？好的。奶酪。那么，举个例子，如果我说：“前几天我去公园，看到了一块奶酪。”你会怎么做？如您所见，对儿童开展脑成像研究不仅需要专门的技术，还需要采用超出成人研究常规使用的操作流程。首先，我们设计了一款定制尺寸的脑磁图（MEG）头盔，专为适配儿童头部并限制其头部运动而优化。其次，我们通过墙面装饰画和毛绒玩具使实验室环境更加适合儿童。我们采用的方法已针对幼儿的需求和动机进行了调整。我们的实验室专为测量健康且清醒幼儿的认知脑功能而设计，因此其要求与儿科神经影像学中常见的其他情况有所不同。儿童脑磁图（MEG）系统的出现是认知神经科学领域的一项重要进展。它将使我们能够在大脑功能发生引人入胜且剧烈重组的年龄段内，获取脑功能的测量数据。目前，我们对这些发育过程知之甚少。我们希望通过使用脑磁图（MEG）研究儿童的大脑功能来填补这一空白。

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在学前儿童Neuromagnetic的脑功能自定义尺寸的MEG测量

来源： Papadelis, C., et al., 利用同步脑磁图与脑电图检测发作间期高频振荡作为儿童癫痫的生物标志物。 J. Vis. Exp. (2016)。...

同步脑电图与脑磁图识别易发生癫痫的脑区

本文介绍了如何使用脑磁图（MEG）记录杏仁核活动。此外，本文还将描述如何在无意识状态下进行痕迹性恐惧条件反射实验，该任务可激活杏仁核。内容涵盖三个主题：1）设计一种利用后向掩蔽来调控意识水平的痕迹条件反射范式；2）在实验过程中使用脑磁图记录大脑活动；3）利用源成像技术从皮层下结构中恢复信号。...

如何利用源成像技术通过脑磁图检测杏仁核活动

近年来，人们对认知神经科学研究中头皮记录的电活动的皮层源定位越来越感兴趣。本文介绍了在伦敦婴儿实验室如何对2岁及以上儿童进行高密度脑电图（EEG）数据的采集，以及如何处理记录数据以进行皮层源估计。...

儿童高密度脑电图记录的皮层源分析

高频振荡（HFOs）已作为术前生物标志物，用于识别药物难治性癫痫儿科患者中的致痫区。本文介绍了一种通过同步头皮脑电图（EEG）和脑磁图（MEG）无创记录、检测和定位HFOs的方法学。...

同时采用脑磁图与脑电图检测的发作间期高频振荡作为小儿癫痫的生物标志物

我们描述了一种实验方法，通过在停止信号任务过程中应用经颅磁刺激，定量评估初级运动皮层在运动反应抑制任务中的兴奋性与抑制性。...

在线经颅磁刺激方案用于测量与反应抑制相关的皮层生理活动

本文介绍了一种适合儿童的研究方案，旨在通过减少儿科脑磁图（MEG）检查过程中的头部运动来提高数据质量。我们通过让家庭熟悉MEG环境、使用MEG模拟器训练儿童保持静止，并利用实时头部运动检测系统校正残余的头部运动伪影。...

利用脑磁图研究儿童大脑功能

本文介绍如何设置一项实验，以利用脑磁图（MEG）检测物体感知前的源水平影响。内容涵盖刺激材料、实验设计、MEG记录以及数据分析。...

利用脑磁图检测物体感知中刺激前源水平效应

本方案描述了用于研究幼儿午睡期间依赖睡眠的记忆巩固神经机制的方法。该方案包括考察睡眠对行为记忆表现影响的实验步骤，以及多导睡眠图和活动记录仪的应用与记录方法。...

测量学龄前儿童午睡期间依赖睡眠的记忆巩固相关的神经机制

脑电图方法被用于提取脑功能障碍的生物标志物。重点是在提示性GO/NOGO任务中记录的多通道事件相关电位（ERPs）。对非脑源性伪迹进行校正后，将事件相关电位与常模数据进行比较。示例涉及用于注意缺陷多动障碍（ADHD）诊断的生物标志物以及药物治疗反应的预测。...

事件相关电位（ERPs）及其他基于脑电图（EEG）的方法用于提取脑功能障碍生物标志物：以儿童注意缺陷/多动障碍（ADHD）为例

脑磁图（MEG）与高密度脑电图（HD-EEG）很少被同时记录，尽管二者可提供相互验证且互补的信息。本文展示了同步记录MEG与HD-EEG的实验设置，以及分析这些数据的方法，旨在定位药物难治性癫痫患儿的致痫区和功能重要脑区。...

药物难治性癫痫患儿术前评估中的电磁源成像

我们已获专利的个性化3D打印头戴设备，可快速、可靠地用于诊所内及远程多电极经颅电刺激（ME-tES）治疗。...

个性化3D打印头戴装置用于多电极经颅电刺激

了解专为三至六岁学前儿童设计的定制尺寸MEG系统，用于测量神经磁脑功能并研究语言习得机制。该方法通过64通道儿童头盔实现高精度无创检测。

使用定制尺寸脑磁图测量学龄前儿童的神经磁脑功能

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