Name: La medición de la función cerebral neuromagnetic En Pre-escolar Niños con tamaño personalizado MEG (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-02-19T17:10:00.000+00:00
Duration: 14 min 15 s
Description: Aprende magnetoencefalografía personalizada para estudiar el desarrollo cerebral en niños de 3 a 6 años. Este sistema no invasivo permite investigar los mecanismos de adquisición del lenguaje con alta resolución temporal.

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Este trabajo fue apoyado por el australiano de investigación de equipos de infraestructura del Consejo de Vinculación y dar facilidades LEO668421 Consejo Australiano de Investigación y Vinculación de proyectos de subvención LP0669471. Los autores agradecen la colaboración del Instituto de Tecnología de Kanazawa y Yokogawa Electric Corporation en el establecimiento del Laboratorio de Cerebro KIT-Macquarie Research.

Estas directrices describen los equipos y procedimientos para medir la función cerebral cognitiva en niños en edad preescolar mediante magnetoencefalografía (MEG). En primer lugar, sobre las orientaciones generales y las cuestiones que deben ser considerados en el ejercicio de las pruebas experimentales de la función cognitiva en los niños. En segundo lugar, se describe un protocolo desarrollado para alinear los requisitos de la MEG recopilación de datos con la capacidad de motivación y de comportamiento de cuatro años de edad. 1. Consideraciones generales para el estudio de los niños pequeños con MEG MEG investigadores se enfrentan a una serie de retos únicos cuando se trabaja con niños sanos despiertos. En primer lugar, un entorno de laboratorio cruda y funcional es probable que para intimidar o asustar a los niños pequeños. En segundo lugar, los requisitos básicos de un estudio experimental MEG incluyen la restricción de movimiento y de forma activa asistiendo a una tarea durante un período prolongado, las condiciones que muchos adultos encuentran tedioso e incómodo. Al estudiar a los niños, se vuelve imperativo adecuar los procedimientos experimentales de las capacidades y limitaciones de los niños. En esta sección se describen los primeros pasos involucrados en la preparación de la materia a participar en una sesión de adquisición de datos. 1.1 Familiarización / Sesión de Entrenamiento: Para niños en edad preescolar una sesión de familiarización / formación está prevista antes de la sesión de adquisición de datos reales. Esta sesión permite que el niño se familiarice con el medio ambiente y los investigadores a su propio ritmo. Nos introducimos en el niño y los padres de los investigadores se familiaricen con el entorno de laboratorio y las rutinas. Al final de la sesión de introducción a los padres y el niño a entender todos los pasos involucrados en participar y entender lo que les espera durante la grabación de datos. Si durante la primera visita, el niño parece tímido o ansioso, tenemos un periodo de tiempo de juego hasta que se sientan más cómodos. A continuación, se procede a la introducción de todos los pasos. 1.2 Explicar el medio ambiente: Para explicar el medio ambiente MEG para el niño, que emplean a un tema que proporciona una justificación favorable a los niños de los alrededores. Por ejemplo, el sistema de MEG es una nave espacial a la espera de llevar a los niños en una aventura espacial, donde algunos eventos desconocidos pueden ocurrir. El laboratorio también ha sido decorado con pegatinas y juguetes (Fig. 1), y se ha dedicado una sala de juegos. Al hablar con el niño, el uso del lenguaje que los niños pueden entender fácilmente como el "congelamiento" en lugar de "minimizar el movimiento, y el casco de astronauta" en lugar de "marcador de bobina cap '. 1.3 Explicar los procedimientos para el niño y los padres: Se muestra el niño y los padres las medidas que se toman antes de que el niño va dentro de la sala con blindaje magnético (MSR). Uno de los primeros pasos es instalar un marcador de cinco-coil límite a la cabeza del sujeto, estas bobinas indican la posición de la cabeza del sujeto dentro del casco MEG. Con la ayuda del niño, que digitalizar la forma de la cabeza de una marioneta, y luego invitar a los niños y los padres para acompañar a la marioneta a la MSR / nave espacial. Una vez dentro del MSR, ponemos la cabeza del títere en el interior del casco para ver una película. A continuación, preguntar al niño si quiere ver la película con el títere. Si el niño se sienta cómodo y relajado, y su padre está satisfecho con nuestros protocolos, los invitamos a jugar a un juego interior de la nave la próxima vez que visite nuestro laboratorio. 1.4 libros: Tenemos libros basados ​​en el tema aventura espacial que muestra los pasos los niños se llevará a durante la sesión de pruebas. Los niños reciben estos worksbooks para llevar a casa y trabajar a través de ellos con sus padres en la preparación de la próxima visita. El objetivo de los cuadernos de trabajo es poner de relieve la importancia de los tres requisitos principales para la prueba: a) la evitación de cualquier material ferroso en el interior del MSR, b) la colocación de la tapa marcador de bobina para conseguir datos precisos del co-registro y c) y el importancia de permanecer quieto durante la digitalización y la adquisición de datos. 2. Un protocolo para la medición de señales de MEG desde el nivel preescolar los niños de 2.1 El equipo utilizado en la adquisición de datos y la tarea experimental Marcador de la bobina de la PAC: el fin de alinear los datos MEG con la información estructural del sujeto (por ejemplo, forma magnética de la cabeza o digitalizados), un conjunto de cinco bobinas se colocan en una gorra de natación que el niño lleva dentro del casco MEG. Estas bobinas actúan como puntos de referencia y sus posiciones se comparan antes y después de la tarea de medir la cantidad de la cabeza del sujeto se ha movido durante la adquisición. Digitalizador: Antes de la adquisición de datos, la posición de cinco bobinas de marcador y la forma de la cabeza del sujeto se digitaliza usando un F Polhemusastrak ® digitalizador (Burlington, VT). El digitalizador consta de un digitalizador de pluma, tres receptores, un transmisor y una unidad de seguimiento de movimiento. Este proceso mide la ubicación de las bobinas. Más tarde, estos lugares se comparan con la información de ubicación obtenida por MEG para alinear los datos adquiridos magnético y forma de la cabeza. Niño sistema de MEG: La adquisición de datos se realiza mediante una cabeza de todo el sistema de MEG niño (KIT, Kanazawa, Japón) [2]. De datos se realiza continuamente a una velocidad de muestreo de 1000 Hz, con una línea de paso de banda de filtro entre 0,03 Hz y 200 Hz. Posiciones de marcador de la bobina se obtienen antes y después de las grabaciones para medir el movimiento de cabeza. Los datos son rechazados si el movimiento de la cabeza es mayor de 5 mm. MEG sistema de periféricos: los estímulos experimentales se controlan con una PC usando Presentación ® (Sistemas neuroconductuales, Albany, CA). Entradas visuales son entregados por un proyector que se encuentra fuera del MSR y se refleja en la pantalla del MSR. Los estímulos auditivos son entregados por el Modelo de Investigación Etymotic ER-30 equipado con auriculares insertar auriculares bebé del tamaño de la espuma (Etymotic Research Inc., Elk Grove Village, IL). El niño es constantemente monitoreado por cámaras de circuito cerrado y el experimentador se comunica con el niño a través de un micrófono. 2.2 Adquisición de datos: Las sesiones de grabación de datos implica las siguientes etapas: Etapa I: Antes de la llegada del niño Es importante que todos los equipos, software y equipos listos para comenzar el experimento, tan pronto como el niño llega. Como recomendación general, dos investigadores con experiencia debe estar presente mientras el niño y sus padres están en el laboratorio. Una comunicación clara entre el investigador, padre e hijo son cruciales para el éxito del experimento. Fase II: Después de que el niño llega <ol><li> Los formularios de consentimiento firmados y los experimentadores comprobar si los padres tienen preguntas. </li><li> El experimentador comprueba si el niño recuerda todos los pasos introducido durante la primera reunión o en los folletos y reintroduce las que no se recuerdan. La importancia de la congelación o minimizar el movimiento durante la adquisición de la digitalización y los datos se pone de relieve. Esto se puede demostrar con un títere. </li><li> Entonces, el investigador comprueba si el niño es portador de material ferroso (la ropa con manchas brillantes, joyas, juguetes olvidados dentro de los bolsillos, horquillas para el cabello, etc.) Si llevan un pedazo de ropa que contiene material ferroso, les damos ropa MEG seguro. Si el padre desea para acompañar al niño durante el experimento, nos aseguramos de que también eliminan los materiales ferrosos. </li></ol> Etapa III: Cómo el niño listo para realizar la tarea en el interior del MSR <ol><li> El experimentador se ajusta a la tapa que contiene el 5 bobinas marcador. </li><li> El experimentador digitaliza la ubicación de las bobinas del marcador y la forma de la cabeza del niño. A fin de mantener la cabeza en una posición fija, se utiliza un cuello ortopédico que ha sido equipado con tres receptores. Es importante reforzar la idea de reducir al mínimo el movimiento o la "congelación" con regularidad para obtener una buena forma de la cabeza. El niño puede ser recompensado con una pegatina para hacer un buen trabajo en el "congelamiento". </li><li> El niño es invitado a entrar en el MSR. Auriculares se insertan y que el niño se coloca en el casco MEG termo en posición supina. </li><li> Una vez que el niño está acostado cómodamente con la cabeza dentro del casco MEG, las bobinas de marcador está conectado a su unidad de poder y la puerta se cierra MSR. Un experimentador sigue siendo (y también uno de los padres, si se desea) en la sala durante toda la sesión. </li><li> Para el entretenimiento durante la instalación y entre los bloques de recopilación de datos, una película de dibujos animados o pueden ser proyectadas en el MSR de retroproyección de la pantalla. </li></ol> Etapa IV: Ejecución del experimento <ol><li> Una vez que la puerta está cerrada MSR, calamares se dedican y se inicia la adquisición de datos. </li><li> A medida que el niño ve una película, un corregistro pre-test se lleva a cabo para asegurarse de que las señales de MEG puede ser corregistradas a la forma de la cabeza digitalizados. Este pre-test consiste en el casamiento de la posición de las bobinas marcador obtenido durante la digitalización con la posición mostrada por el sistema de MEG. </li><li> Una vez que la muestra la primera prueba de que la cabeza del niño esté correctamente colocado en el interior del casco, el investigador puede iniciar el experimento: (a) de la película está en silencio, (b) el investigador pregunta al niño si no están dispuestos a "jugar el juego"; (c) una vez que se inicia el juego, el experimentador proporciona regularmente al niño con retroalimentación. Por ejemplo, un niño se le puede pedir a escuchar una serie de oraciones, y repetir una palabra objetivo como "queso", tan pronto como lo oyen. Estas palabras de destino están integrados en un subconjunto de la captura de tresals que la sonda continuó su atención a la tarea, pero no están incluidos en el análisis final. </li><li> Una vez finalizada la tarea, otra medida de la bobina marcador se lleva a cabo para controlar la posición de la cabeza y el movimiento. </li><li> Una vez que los calamares no están conectados, la puerta del MSR se abre y el niño es invitado a una sala de juegos donde pueden elegir un premio por su buen trabajo. </li></ol> 3. Los resultados representativos Un estudio representativo en nuestro laboratorio utiliza este protocolo para estudiar el desarrollo de la lógica en el lenguaje infantil. Veintiséis niños de 3-4 años (media de edad de 4 años y 5 meses) participaron en la sesión de adquisición de al menos uno. Diecisiete de esos niños regresó para una segunda sesión de pruebas y cinco vino para una sesión de pruebas de terceros. Movimiento de la cabeza promedio fue de menos de 3,7 mm (DE 3,1 mm), y en el umbral de 5 mm. Movimientos de más de 5 mm se produjo en el 4,5% de las sesiones, con una variación que van desde 5,5 mm a 15 mm (media = 8.6 mm, sd = 2,5 mm). <img src="/files/ftp_upload/1693/1693fig1.jpg" alt="Figura 1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 1"> Figura 1. El casco MSR y MEG han sido decoradas con pegatinas y juguetes de peluche. <img src="/files/ftp_upload/1693/1693fig2.jpg" alt="Figura 2" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 2"> Figura 2. Cuatro años de edad, niña de tamaño adulto MEG (izquierda). Tenga en cuenta el relleno en la parte superior de la cabeza para minimizar el movimiento y la distancia entre la cabeza y el casco. Imagen de la derecha muestra la misma chica en el MEG niño.

<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>

Este protocolo está diseñado para facilitar las mediciones de la función cerebral cognitiva en personas sanas y despierto de 4 años de edad. Utilizamos un sistema de tamaño personalizado MEG diseñado para adaptarse a los jefes de pre-escolares. Con este sistema, un niño amigable entorno de laboratorio, y un protocolo adaptado a las capacidades y motivaciones de los niños, que son capaces de medir la función cerebral cognitiva en un rango de edad para la que existe en la actualidad muy pocos datos. El sistema KIT-Macquarie es la primera de todo el sistema de la cabeza a medida de tamaño para su uso con pre-escolares. Hay tres ventajas principales del casco personalizado termo para el estudio de los niños. En primer lugar, el radio más pequeño de la configuración del sensor lleva los sensores SQUID dentro del rango de las señales de neuromagnetic de cabeza de los niños s. En segundo lugar, el casco más pequeño permite la inserción completa de la cabeza de un niño en el termo. Inserción completa es prevenir en adultos cascos dewar debido a la corona más pequeña para asumir la distancia en los niños (ver fig. 2). Estos dos factores son fundamentales en el registro de actividad cerebral mediante MEG porque las señales neuromagnetic atenúan rápidamente con la distancia. En tercer lugar, las ayudas niño personalizado casco en la posición simétrica de la cabeza y los límites de la libertad de movimiento de la cabeza del niño dentro del dewar. Estas características facilitan significativamente la configuración, posicionamiento y medición de señales de MEG de los niños. El advenimiento de la costumbre de tamaño infantil MEG sistema es un avance importante para la neurociencia cognitiva. Alternativas técnicas de neuroimagen funcional que emplean radiofármacos o fuertes campos magnéticos pueden no ser apropiados para el uso habitual con niños pequeños. Desde el MEG es una técnica de medición totalmente pasiva no hay ningún riesgo concebible para el desarrollo de los tejidos. En la actualidad existe muy poca información MEG de niños sanos en edad preescolar, ya que los sistemas convencionales para adultos MEG no están bien adaptados para utilizar con los niños. Niño sistemas MEG nos permitirá estudiar la función cerebral en edades donde una estructuración dramática de la actividad cerebral se produce, proporcionando nuevos conocimientos sobre el desarrollo normal y patológico de la función cognitiva.

<table><tbody><tr><td>MEG pediátrico de cabeza completa</td><td>Kanazawa Institute of Technology (Kanazawa) y Yokogawa Electric Corporation (Tokyo)</td><td>Modelo PQ1064R-N2m</td><td></td></tr><tr><td>Habitación blindada magnéticamente</td><td>Fujihara Co. Ltd.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Digitalizador</td><td>Polhemus (Colchester, VT)</td><td>Fastrack</td><td></td></tr><tr><td>Software de control experimental</td><td>Neurobehavioral Systems</td><td>Presentation</td><td></td></tr><tr><td>Auriculares</td><td>Etymotic Research Inc.</td><td>ER-30</td><td></td></tr></tbody></table>

la medición de la función cerebral neuromagnetic en pre-escolar niños con tamaño personalizado meg

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

La magnetoencefalografía es una técnica que detecta los campos magnéticos asociados con la actividad cortical [1]. La actividad electrofisiológica del cerebro genera campos eléctricos - que se puede grabar utilizando la electroencefalografía (EEG) - y sus campos magnéticos concomitante - detectado por MEG. MEG señales son detectadas por sensores especializados conocidos como dispositivos superconductores de interferencia cuántica (SQUID). Sensores superconductores requieren enfriamiento con helio líquido a -270 ° C. Están contenidas dentro de un casco estela aislado llamado Dewar, que está lleno de líquido. CALAMARES se colocan en posiciones fijas en el interior del casco termo en el refrigerante de helio, y la cabeza de un sujeto se encuentra dentro del casco termo para las mediciones de MEG. El casco Dewar debe ser diseñado para satisfacer las limitaciones de oposición. Está claro que debe ser lo suficientemente grande como para caber la mayoría o la totalidad de los jefes de la población que se estudiará. Sin embargo, el casco debe ser lo suficientemente pequeño como para mantener la mayoría de los sensores SQUID dentro del alcance de los pequeños campos cerebral que se van a medir. Convencionales de todo el cabeza de los sistemas de MEG se han diseñado para dar cabida a más del 90% de los jefes de adultos. Sin embargo, los sistemas de adultos no son adecuados para la medición de la función cerebral en la enseñanza preescolar Chidren cuyas cabezas tienen un radio de varios centímetros más pequeño que los adultos. El KIT-Macquarie cerebro Laboratorio de Investigación de la Universidad de Macquarie utiliza un sistema personalizado MEG tamaño para adaptarse a las cabezas de los niños en edad preescolar. Este sistema cuenta con 64 niños de primer orden gradiómetros axial con una línea de base de 50 mm [2] y está contenida dentro de un ambiente protegido magnéticamente (MSR), junto con un adulto de tamaño convencional sistema de MEG [3,4]. Hay tres ventajas principales del casco personalizado termo para el estudio de los niños. En primer lugar, el radio más pequeño de la configuración del sensor lleva los sensores SQUID dentro del rango de las señales de neuromagnetic de cabeza de los niños. En segundo lugar, el casco más pequeño permite la inserción completa de la cabeza de un niño en el termo. Inserción completa es prevenir en adultos cascos dewar debido a la corona más pequeña para asumir la distancia en los niños. Estos dos factores son fundamentales en el registro de actividad cerebral mediante MEG porque las señales neuromagnetic atenúan rápidamente con la distancia. En tercer lugar, las ayudas niño personalizado casco en la posición simétrica de la cabeza y los límites de la libertad de movimiento de la cabeza del niño dentro del dewar. Cuando se utiliza con un protocolo que se alinea con los requisitos de recopilación de datos con la capacidad de motivación y comportamiento de los niños, estas características de manera significativa facilitar la instalación, colocación y medición de señales de MEG.

El advenimiento de los sistemas de MEG de tamaño para los niños pequeños abre nuevas e importantes oportunidades para estudiar el desarrollo del cerebro. El nuevo sistema, junto con un protocolo experimental que se alinea con los requisitos de las capacidades de los niños, puede ser usado para estudiar los procesos cognitivos y del lenguaje en los niños sanos, despiertos tres a seis años.

La medición de la función cerebral neuromagnetic En Pre-escolar Niños con tamaño personalizado MEG

La magnetoencefalografía es una técnica que detecta los campos magnéticos asociados con la actividad cortical [1]. La actividad electrofisiológica del cerebro ...

Hola, soy Steven Crane. Soy codirector del Laboratorio de Investigación Cerebral KIT Macquarie. El laboratorio forma parte del Centro Macquarie de Ciencias Cognitivas de la Universidad Macquarie en Sídney, Australia.Hola, soy Illa Dessan y trabajo en el Centro Macquarie de Ciencias Cognitivas de la Universidad Macquarie. Hola, soy Melanie Reed y trabajo en el Centro Macquarie de Ciencias Cognitivas. En la Universidad Macquarie, utilizamos la magnetoencefalografía o MEG para estudiar los mecanismos cerebrales que subyacen a la adquisición rápida del lenguaje en niños de entre dos y seis años de edad.La MEG mide los campos magnéticos producidos por la corteza cerebral. Mediante la MEG, podemos observar qué áreas cerebrales están activas durante el procesamiento del lenguaje y cómo interactúan estas distintas áreas. Existen dos desafíos al trabajar con niños pequeños utilizando cualquier sistema de imagen cerebral.Primero, el entorno típico de laboratorio no es adecuado para niños. Segundo, para participar en un estudio de MEG, es necesario instruir a los niños para que mantengan al mínimo sus movimientos, y se les exige prestar atención a una tarea durante un período prolongado de tiempo. Por lo tanto, era importante que desarrolláramos un protocolo que nos permitiera utilizar el MEG y, al mismo tiempo, resultara agradable para los niños.Dicho esto, los beneficios de la MEG superan con creces los desafíos. La MEG es una herramienta valiosa para medir la función cerebral en niños debido a su resolución temporal extremadamente alta y a su buena resolución espacial, y como es completamente no invasiva, no supone ningún riesgo concebible para el tejido neural de los niños. En contraste con la MEG, otras técnicas de neuroimagen utilizan campos magnéticos intensos y fármacos radiactivos que podrían representar un riesgo para los niños pequeños.Una de las características clave de nuestro sistema MEG infantil es que fue diseñado específicamente para usarse con niños pequeños. El sistema de tamaño personalizado fue desarrollado en colaboración con el Instituto de Tecnología Kanawa y la Corporación Eléctrica Yokogawa. En el siguiente video, explicaremos por qué fue necesario desarrollar un sistema MEG personalizado para niños, y les mostraremos cómo preparamos a los niños para ser estudiados en el sistema MEG.Así que acompáñenos durante los próximos minutos y le mostraremos el laboratorio. Explicaremos los pasos que hemos tomado para que a los niños les guste participar en nuestros estudios. Un laboratorio alberga dos sistemas MEG en la misma sala con forma magnética.El sistema para adultos consta de 160 sensores distribuidos uniformemente dentro del casco MEG, lo que proporciona una cobertura completa de la cabeza. El sistema MEG para niños tiene una disposición similar, pero cuenta con 64 sensores, lo que hace que el casco sea más pequeño y perfectamente adecuado para niños en edad preescolar y lactantes. La magnetoencefalografía o imagenología es una técnica de neuroimagen que mide directamente la actividad neuronal.La MEG puede detectar y amplificar los débiles campos magnéticos generados por miles de neuronas activas en la corteza cerebral. La detección de estos campos magnéticos débiles se logra fácilmente mediante sensores especiales conocidos como SQUIDs o dispositivos de interferencia cuántica superconductores. Se requiere tecnología superconductora para hacer funcionar los sistemas de MEG.Los sensores requieren enfriamiento con helio líquido a menos 270 grados Celsius. La siguiente secuencia muestra el rellenado de los sistemas con helio líquido, lo cual debe hacerse de forma semanal. El helio líquido representa la mayor parte de los costos operativos de un sistema MEG.Los campos magnéticos provenientes del cerebro son extremadamente pequeños en comparación con los campos magnéticos producidos por todos los equipos en un laboratorio moderno. Esto significa que los sistemas de MEG deben alojarse en una habitación blindada magnéticamente. La habitación blindada en nuestro laboratorio está construida con tres capas de perlo y una capa de cobre.La habitación pesa aproximadamente 8,5 toneladas, y el piso del laboratorio tuvo que reforzarse especialmente para soportar su peso. El costo de la habitación blindada magnéticamente representa de un tercio a la mitad del costo inicial de un sistema de MEG. La habitación tiene varios puertos en el lateral para que los estímulos visuales puedan proyectarse dentro de ella y para que otros tipos de equipos puedan operarse mediante cables de fibra óptica.La MEG mide los campos magnéticos producidos por las células activas del cerebro. Una técnica relacionada, la electroencefalografía, mide la componente eléctrica de estos campos. El EEG es una tecnología mucho más sencilla y menos costosa, pero no tiene la capacidad de la MEG para localizar la actividad en el cerebro.Para estudios con niños mayores y adultos, a menudo registramos simultáneamente EEG y MEG. Sin embargo, esto generalmente no es práctico con niños en edad preescolar debido al mayor tiempo de preparación requerido para el EEG. Dado que el MEG utiliza sensores que están sumergidos en helio líquido, los sensores se encuentran en posiciones fijas dentro de un casco aislante sellado al vacío.El casco de un sistema MEG estándar para adultos está diseñado para acomodar aproximadamente al 95 % de las cabezas adultas. Esto significa que las cabezas más grandes y más pequeñas no encajan bien en el casco para adultos. Este es un problema particular en niños en edad preescolar, ya que sus cabezas tienen un radio hasta dos o tres centímetros más pequeño que el de las cabezas adultas.Debido a que las señales de MEG disminuyen muy rápidamente con la distancia. Esto significa que muchos de los sensores en un casco para adultos no serán efectivos para medir señales provenientes de los cerebros de los niños. Otro problema es que los niños tienen mayor probabilidad de mover la cabeza dentro de los cascos grandes durante las sesiones de medición.Esto provoca una degradación de las señales MEG. Este clip muestra los sensores MEG en un sistema para adultos. Con respecto a la cabeza de un niño, puede observarse que muchos de los sensores están bastante alejados de la superficie de la cabeza.Por esta razón, es valioso producir un casco de MEG hecho a medida para que se ajuste a las cabezas de niños en edad preescolar. En este clip, puede observarse que los sensores de nuestro sistema de MEG pediátrico están todos muy cercanos a la superficie de la cabeza. Antes de que podamos comenzar el experimento, es necesario completar varios pasos.Dentro del MSR, verificamos si el niño tiene algo hecho de material ferroso encima. ¿Tienes algo en los bolsillos? No. Y ellos tienen segundo.Colocamos al niño un casco que contiene cinco bobinas marcadoras. Luego digitalizamos la forma de la cabeza del niño o hacemos un dibujo de sus cabezas, como lo llamamos. A continuación, introducimos al niño en el MSR o la nave espacial para prepararlo a jugar el juego mientras preparamos el cable.Dentro del MSR, se reproduce una película de su elección en la pantalla superior. Una vez que están acostados cómodamente, cerramos la puerta y comienza la adquisición. El experimento suele durar aproximadamente 20 minutos.Invitamos al niño a jugar un juego dentro de la nave espacial mientras mira una película sin sonido. En nuestro caso, los niños escuchan atentamente una serie de oraciones y repiten la palabra cheese tan pronto como la oyen. El olor a cheese del morral del mono.Buen trabajo. El queso de zanahoria, excelente trabajo. Estímulos acústicos, como el habla, se entregan a los oídos del niño a través del tubo plástico que ve en el pecho del niño. Utilizamos piezas de espuma de tamaño infantil para adaptar los tubos dentro de sus oídos.Durante la adquisición de datos, el niño es monitoreado continuamente mediante un sistema de video en circuito cerrado, y los experimentadores pueden comunicarse con el niño a través de un micrófono. Antes de la medición MEG, fijamos cinco bobinas marcadoras en una gorra de natación, que luego se coloca sobre la cabeza del niño. Durante las mediciones MEG, estas bobinas se utilizan para medir y monitorear la posición y el movimiento de la cabeza a lo largo de toda la adquisición de datos.El investigador y el padre, si así lo desean, permanecen con el niño en todo momento en la habitación blindada. Esto garantiza que el niño se sienta cómodo y que el movimiento se minimice. Al final del experimento, los niños reciben un premio por realizar la tarea correctamente.¿Qué pegatina te gustaría elegir? Es Uno Aquí, Uno Allá. Aquellos que conozcan a niños en edad preescolar sabrán que su primera opción no sería permanecer quietos en una habitación magnéticamente blindada.Utilizamos varias técnicas para hacer que tanto el entorno como el proceso sean adecuados para niños. El laboratorio está decorado con pegatinas y juguetes suaves apropiados para niños. Las pruebas se realizan en tres a cinco visitas al laboratorio.La primera reunión se utiliza generalmente para presentar al niño a los investigadores y al entorno de MEG. El niño observa un juguete, un animal como un oso, o a Kermit la rana. Revise todos los pasos que realizará.Presentamos un tema para las sesiones de prueba. El sistema MEG es una nave espacial que espera llevar a los niños a una aventura espacial. Tenemos cuadernillos de trabajo basados en este tema que explican los pasos que seguiremos, y luego con el lápiz de colores dibujan alrededor.Al igual que dibujamos una imagen de tu cabeza. Es sumamente importante que los niños puedan permanecer inmóviles tanto durante la digitalización como durante la prueba. Bien, ahora debemos quedarnos quietos.¿Puedes congelarte así? Comunicamos esto pidiéndoles a los niños que nos muestren cómo se congelan. Buen trabajo.Muy bueno. Congelación. La importancia de saber congelar se refuerza en cada visita al laboratorio. También es importante asegurarse de que los niños comprendan cada paso del experimento.Explicamos los pasos a los niños utilizando un lenguaje que ellos pueden comprender. Por ejemplo, nos referimos a la tapa que contiene las bobinas marcadoras como un casco de astronauta. ¿Ya te sientes como un astronauta?Y describimos la digitalización como dibujar una imagen de su cabeza. Si un niño parece tímido o ansioso, a menudo utilizamos títeres para ilustrar en qué consiste el experimento. También pedimos la ayuda de los niños para que comprendan mejor lo que vamos a hacer.Por lo general, a los niños les agrada ayudar a un títere a entrar en la habitación blindada magnéticamente. Si el niño aún no desea entrar en la habitación blindada magnéticamente, simplemente tenemos períodos de juego hasta que se sientan más cómodos. Cuando los niños están familiarizados con todos los pasos de nuestro protocolo, introducimos la tarea experimental que se realizará dentro de la MSR.Mm. Entonces, ¿recuerdas cuál era la palabra mágica que tenías que repetir? ¿Puedo? No logré escuchar eso. ¿Puedo?¿Puede repetirlo? Sí. Queso. Entonces, por ejemplo, si digo algo como: el otro día fui al parque y vi un trozo de queso. ¿Qué hace usted?Como puede verse, realizar estudios de neuroimagen con niños requiere tecnología especializada y procedimientos adicionales a los que se utilizan habitualmente en estudios con adultos. Primero, desarrollamos un casco de MEG de tamaño personalizado, diseñado para adaptarse a la cabeza de los niños y limitar sus movimientos de cabeza. Segundo, hicimos que el laboratorio fuera acogedor para los niños utilizando arte en las paredes y juguetes de peluche.Utilizamos métodos que se han adaptado a las necesidades y motivación de los niños pequeños. Nuestro laboratorio está diseñado para medir la función cerebral cognitiva en niños pequeños sanos y despiertos. Por lo tanto, los requisitos son algo diferentes a los que podrían encontrarse en otras situaciones en neuroimagen pediátrica.La aparición de sistemas de MEG pediátricos es un avance importante para la neurociencia cognitiva. Permitirá obtener mediciones de la función cerebral en un rango de edad en el que se están produciendo cambios fascinantes y dramáticos en la organización de la función cerebral. Actualmente, sabemos muy poco sobre estos procesos de desarrollo.Esperamos llenar este vacío estudiando la función cerebral de los niños utilizando MEG.

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Biología

Fuente: Papadelis, C., et al., Oscilaciones interictales de alta frecuencia detectadas con magnetoencefalografía y electroencefalografía simultáneas como biomarcador de epilepsia pediátrica. J. Vis. Exp.{{TAG_ 27}} (2016).  Este video muestra el método de uso de registros de electroencefalografía (EEG) y magnetoencefalografía (MEG) para identificar descargas epileptiformes interictales (IED) y oscilaciones de alta frecuencia (HFO) para localizar regiones propensas a convulsiones en el cerebro.

 Electroencefalografía y magnetoencefalografía simultáneas para identificar regiones cerebrales propensas a convulsiones 

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Las oscilaciones de alta frecuencia (HFO) han surgido como biomarcadores prequirúrgicos para la identificación de la zona epileptógena en pacientes pediátricos con epilepsia resistente a fármacos. Se presenta una metodología no invasiva para la grabación, la detección y localización de HFO con electroencefalografía cuero cabelludo simultánea (EEG) y magnetoencefalografía (MEG).

Interictales oscilaciones de alta frecuencia detectada con magnetoencefalografía simultánea y electroencefalografía como biomarcador de Epilepsia Pediátrica

Se describe un procedimiento experimental para cuantificar la excitabilidad e inhibición de la corteza de motor primaria durante una tarea de inhibición de la respuesta de motor mediante el uso de la estimulación magnética transcraneal en el curso de una tarea de señal de parada.

Protocolo de estimulación magnética transcraneal en línea para la medición de fisiología Cortical asociada con la inhibición de respuesta

Este artículo presenta un protocolo de investigación de niños diseñado para mejorar la calidad de los datos reduciendo el movimiento de la cabeza durante pediátrica Magnetoencefalografía (MEG). Familiarizar a las familias con el entorno de MEG, entrenar niños permanecen todavía utilizando un simulador de MEG, y corregir por artefactos de movimiento residual de la cabeza utilizando un sistema de detección de movimiento en tiempo real de la cabeza.

Estudiar la función cerebral en niños utilizando Magnetoencefalografía

Este artículo describe cómo configurar un experimento que permite detectar influencias pre-estímulo a nivel de fuente en la percepción de objetos utilizando magnetoencefalografía (MEG). Abarca material de estímulo, diseño experimental, registro MEG y análisis de datos.

Detectar efectos de nivel de fuente previos al estímulo en la percepción de los objetos con magnetoencefalografía

Este protocolo describe los métodos utilizados para examinar los mecanismos neuronales subyacentes a la consolidación de la memoria dependiente del sueño durante las siestas en la primera infancia. Incluye procedimientos para examinar el efecto del sueño en el rendimiento de la memoria conductual, así como la aplicación y el registro de la polisonografía y la actigrafía.

Medición de los mecanismos neuronales subyacentes a la consolidación de la memoria dependiente del sueño durante las siestas en la primera infancia

La magnetoencefalografía (MEG) y la electroencefalografía de alta densidad (HD-EEG) rara vez se registran simultáneamente, aunque proporcionan información confirmatoria y complementaria. En este artículo, ilustramos la configuración experimental para el registro simultáneo de MEG y HD-EEG y la metodología para analizar estos datos con el objetivo de localizar áreas cerebrales epileptógenas y elocuentes en niños con epilepsia resistente a los medicamentos.

Imágenes de fuente electromagnética en la evaluación prequirúrgica de niños con epilepsia resistente a los medicamentos

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Arnés personalizado impreso en 3D para estimulación eléctrica transcraneal multielectrodo

Este protocolo describe métodos utilizados para examinar la estructura y función cerebral en niños de 3 a 5 años. Incluye procedimientos para preparar a los niños para una sesión de resonancia magnética (RM), incluyendo materiales para enviar a las familias en preparación para la sesión, formación simulada con escáneres y métodos empleados durante la sesión.

Lo que se debe y no se debe hacer en el escaneo: Uso de imágenes por resonancia magnética en niños despiertos de entre 3 y 5 años para evaluar la estructura y función cerebral

Aprende magnetoencefalografía personalizada para estudiar el desarrollo cerebral en niños de 3 a 6 años. Este sistema no invasivo permite investigar los mecanismos de adquisición del lenguaje con alta resolución temporal.

La medición de la función cerebral neuromagnetic En Pre-escolar Niños con tamaño personalizado MEG

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