Name: Campo de neuroimaging métodos funcionales cerca espectroscopia infrarroja (NIRS) neuroimagen para estudiar el desarrollo Global del niño: zonas rurales de África subsahariana (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-02-02T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 10 s
Description: Aprende a utilizar la espectroscopia funcional de infrarrojo cercano (fNIRS) para estudiar el desarrollo cerebral infantil en entornos rurales de África subsahariana. Este método portátil permite investigar redes cognitivas en comunidades con recursos limitados.

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Esta investigación fue posible gracias a la beca de carrera temprana de la Fundación Jacobs a K. Jasinska (número de becas: 118455 2015). Los autores también desean reconocer Axel Blahoua, Fabrice Tanoh, Ariane Amon, Brice Kanga y Yvette Foto por su asistencia en la recopilación de datos y apoyo en el campo. Agradecimiento especial a las familias y niños de Moapé, Ananguié, Affery y Becouefin por su participación en este programa de investigación y la cálida hospitalidad de los pueblos.

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</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

Este papel presenta un protocolo de neuroimaging de campo adecuado para contextos de bajos recursos en lugares remotos. El avance clave de este protocolo de neuroimaging de campo es la capacidad de la primera vez para estudiar la función cerebral y su desarrollo en poco (o nunca-antes de que estudiado) contextos. Pasos críticos en este protocolo incluyen viajar con y creación de un laboratorio móvil adecuado para la recolección de datos de calidad en climas tropicales sin electricidad o instalaciones disponibles. Este pr...

La proyección de imagen portátil fNIRS ofrece la posibilidad de estudiar la función cerebral y el desarrollo fuera del laboratorio, en lugares previamente inaccesibles o con poblaciones escasamente. Mucho del conocimiento en el campo de la Neurociencia cognitiva proviene de estudios realizados en el hospital o Universidad de laboratorio, en los países occidentales predominante la proyección de imagen. Por diseño, esto contribuye a un problema rara vez de hablado en investigación: mucho de lo que se conoce acerca del cerebro se basa en estudios con participantes para cuales valores de laboratorio en los países occidentales (sobre todo) son accesibles. Es decir, neuroimaging investigación involucra a participantes que viven en proximidad razonable a un laboratorio de neuroimagen y tienen el tiempo y los recursos necesarios para participar en un estudio. Como disciplina, Neurociencia cognitiva tiene como objetivo entender el cerebro y los factores que dan forma a su desarrollo, incluyendo los poderosos efectos de medio ambiente del niño y sus primeros años de vida experiencias1,2,3. Métodos que promuevan la capacidad de campo para el estudio de desarrollo en una gama más completa de la experiencia humana pueden progresar considerablemente la comprensión de la compleja relación entre el desarrollo del cerebro y las experiencias de vida que forma.
Este papel presenta un protocolo para neuroimaging del campo, que fue desarrollado para su uso en zonas rurales de África subsahariana, específicamente sur Côte d ' Ivoire. El objetivo de este programa de investigación de neuroimaging de campo era comprender el desarrollo de lectura de los niños en un ambiente con un riesgo elevado de analfabetismo. Tasa de alfabetización de jóvenes (15-24 años) de Costa de Marfil es el 53%, a pesar de 93% primaria matrícula tasas4. Côte d ' Ivoire es la principal fuente mundial de cacao, y hay un estimado 1,3 millones niños trabajadores en el sector agrícola cacao5. Sin embargo, poco se sabe sobre el impacto del trabajo infantil en el desarrollo del cerebro y el aprendizaje, específicamente aprender a leer. Aplicar las últimas herramientas de la Neurociencia cognitiva, es decir, métodos de neuroimagen portátil, puede generar información valiosa en los resultados del aprendizaje de los niños. Por ejemplo, campo de neuroimagen con fNIRS puede permitir la identificación de los períodos del desarrollo neurológico durante la cual había dirigido programas educativos o intervenciones pueden tener máximos impactos en resultados de aprendizaje de los niños.
fNIRS neuroimagen es adecuado para la investigación de campo. Similar a la proyección de imagen de resonancia magnética funcional (fMRI), fNIRS medidas de respuesta hemodinámica del cerebro6. Sin embargo, fNIRS utiliza una serie de luz emitiendo optodes y detectores de luz en lugar de generar campos electromagnéticos. No existen restricciones sobre metal en o cerca del área de pruebas, y no hay blindaje eléctrico es necesario, como en el caso de la electroencefalografía (EEG). Una ventaja clave de fNIRS es su portabilidad (es decir, algunos sistemas pueden caber en una maleta) y facilidad de uso. fNIRS también es fácil de usar con los niños; el niño está cómodamente sentado en una silla durante el experimento y el sistema fNIRS tolera movimiento bien comparado con fMRI. Comparado con fMRI, fNIRS también proporciona medidas separadas de hemoglobina oxigenada (HbO) y desoxigenada (HbR) durante la grabación, en comparación con fMRI que da una medida de nivel de densidad (en negrilla) de oxígeno de sangre combinado. fNIRS tiene resolución temporal superior a fMRI: tasas de muestreo pueden variar entre ~ 7-15 Hz. fNIRS tiene buena resolución espacial: profundidad de la fNIRS de grabación en la corteza humana es menor que la fMRI, mide unos 3 a 4 cm de profundidad, que es adecuado para el estudio de funciones corticales, especialmente con los bebés y los niños que tienen cráneos más delgados que los adultos3,7,8,9,10.
Este protocolo de neuroimaging de campo describe consideraciones para viajar con y creación de un laboratorio de neuroimagen portátil en contextos de bajos recursos. El protocolo también pone de relieve la naturaleza esencial de colaboración significativa, a largo plazo con socios de Ciencia local y formas por las cuales este enfoque sirve para aumentar la capacidad de la ciencia local. El protocolo de neuroimagen para recopilar y analizar datos de cerebro fNIRS de una batería de lenguaje, la lectura y las tareas cognitivas, se demuestra incluyendo recomendaciones para la creación de procedimientos culturalmente apropiado consentimiento informado para la investigación de la proyección de imagen. Este protocolo está diseñado para la investigación del desarrollo cognitivo con los niños de edad escolar de primaria rural Côte d ' Ivoire, el protocolo es muy importante para cualquier estudio de neuroimagen de campo en entornos desafiantes, de bajos recursos y puede ser adaptado para la novela contextos.

<table><tbody><tr><td>Paquete de unidades principales LIGHTNIRS 120V</td><td>Shimadzu</td><td>292-34000-42</td><td>Componente del sistema fNIRS CONJUNTO DE</td></tr><tr><td>SOPORTE, TODO TIPO DE TAPA</td><td>Shimadzu</td><td>594-07618-01</td><td>Componente del sistema fNIRS</td></tr><tr><td>Cable de conexión LIGHTNIRS</td><td>Shimadzu</td><td>567-10976-11 Componente del</td><td>sistema fNIRS</td></tr><tr><td>Juego de fibras para LIGHTNIRS, 1m (8 juegos)</td><td>Sistema Shimadzu</td><td>567-11350-01</td><td>fNIRS componente</td></tr><tr><td>Dell Latitude Laptop</td><td>Shimadzu (de Dell)</td><td>220-97322-00</td><td>Ordenador principal para ejecutar aplicaciones fNIRS</td></tr><tr><td>PATRIOT SEU (System Electronics Unit)</td><td>POLHEMUS</td><td>1A0453-001</td><td>PATRIOT Componente del sistema</td></tr><tr><td>Fuente de alimentación</td><td>POLHEMUS</td><td>2C0809</td><td>PATRIOT Componente del sistema</td></tr><tr><td>Cable de alimentación</td><td>POLHEMUS</td><td>17500B-BLK</td><td>PATRIOT Componente del sistema</td></tr><tr><td>Cable de módem nulo RS-232</td><td>POLHEMUS</td><td>1C0288</td><td>Componente del sistema PATRIOT</td></tr><tr><td>Cable USB</td><td>POLHEMUS</td><td>1C0289</td><td>PATRIOT Componente del sistema</td></tr><tr><td>Sensor RX2 Cable de 10'</td><td>POLHEMUS</td><td>4A0492-20</td><td>PATRIOT Componente del sistema</td></tr><tr><td>TX2 Source Cable de 10'</td><td>POLHEMUS</td><td>4A0506-20</td><td>PATRIOT Componente del sistema</td></tr></tbody></table>

campo de neuroimaging métodos funcionales cerca espectroscopia infrarroja (nirs) neuroimagen para estudiar el desarrollo global del niño: zonas rurales de África subsahariana

Neuroimaging Field Methods Using Functional Near Infrared Spectroscopy (NIRS) Neuroimaging to Study Global Child Development: Rural Sub-Saharan Africa

Métodos de neuroimagen portátil proporcionan nuevos avances al estudio de la función cerebral y el desarrollo del cerebro con las poblaciones previamente inaccesibles y en lugares remotos. Este artículo presenta el desarrollo del campo cerca de la espectroscopia infrarroja (fNIRS) proyección de imagen funcional al estudio del niño lenguaje, lectura y desarrollo cognitivo en un entorno rural del pueblo de Côte d ' Ivoire. Innovación en los métodos y el desarrollo de protocolos de neuroimagen culturalmente apropiado permite una mirada de primera vez en el desarrollo del cerebro y los resultados del aprendizaje de los niños en entornos escasamente. Este documento muestra los protocolos para el transporte y creación de un laboratorio móvil, discute consideraciones para campo y laboratorio neuroimagen, y presenta una guía para el desarrollo de la neuroimagen consentimiento de procedimientos y edificio significativo a largo plazo colaboraciones con socios locales de gobierno y de la ciencia. Métodos en Neuroimagen portátil pueden utilizarse para el estudio de contextos de desarrollo infantil complejo, incluyendo el impacto de la pobreza significativa y la adversidad en el desarrollo del cerebro. El protocolo que presentamos ha sido desarrollado para su uso en Côte d ' Ivoire, la principal fuente mundial de cacao, y donde informes de niños trabajan en el sector del cacao son comunes. Sin embargo, poco se sabe sobre el impacto del trabajo infantil en el desarrollo del cerebro y el aprendizaje. Métodos en Neuroimagen campo tienen el potencial para producir nuevos conocimientos sobre las cuestiones urgentes y el desarrollo de los niños a nivel mundial.

Datos de posición de la sonda por el digitalizador 3D (figura 2) se pueden visualizar en una plantilla de cerebro estándar. Registrar canales fNIRS espacio MNI mediante registro independiente función25 de NIRS-SPM. La función de registro espacial genera coordenadas MNI, etiquetas anatómicas y las áreas de Brodmann máximo representadas por cada canal.
<img alt="Figure 2" class...

Métodos de neuroimagen portátil (funcional cerca espectroscopia infrarroja) proporcionan avances en el estudio del cerebro en regiones antes inaccesibles; aquí, rural Côte d ' Ivoire. Innovación en métodos y desarrollo de protocolos de neuroimagen culturalmente apropiada permite nuevo estudio de desarrollo del cerebro y los resultados del aprendizaje de los niños en entornos con la adversidad y la pobreza significativa.

Campo de neuroimaging métodos funcionales cerca espectroscopia infrarroja (NIRS) neuroimagen para estudiar el desarrollo Global del niño: zonas rurales de África subsahariana

Portable neuroimaging approaches provide new advances to the study of brain function and brain development with previously inaccessible populations and in ...

El objetivo general de este Protocolo de Neuroimagen de Campo es estudiar el desarrollo del cerebro de los niños y los resultados cognitivos y de aprendizaje, utilizando espectroscopia de infrarrojo cercano funcional portátil, conocida como FNIRS, en entornos remotos poco estudiados y de bajos recursos, como comunidades rurales empobrecidas, en África subsahariana. Este método puede ayudarnos a responder preguntas clave sobre el desarrollo del cerebro en entornos de alto riesgo. Por ejemplo, cómo se desarrolla la red cerebral para la lectura en comunidades con alto riesgo de analfabetismo.Este método también aborda cuestiones teóricas importantes en el desarrollo infantil global, con respecto a cómo tanto el desarrollo biológico como las experiencias diversas, y a menudo negativas, impactan el cerebro. Y puede revelar nueva información sobre los períodos sensibles del desarrollo. Para empezar, invertir en la formación de colaboraciones y brindar oportunidades, dentro del marco de la investigación, a los investigadores locales.Establecer alianzas con instituciones científicas locales con el propósito de la inclusión, ya que el reconocimiento de los pares a nivel local es importante

neuroimaging-field-methods-using-functional-near-infrared

Research

Investigación

JoVE Journal

Neuroscience

Neurociencia

Aquí se describe un método de recolección de datos y análisis de datos para funcionales espectroscopia de infrarrojo cercano (fNIRS), una novela de sistema no invasivo usa imágenes del cerebro en la neurociencia cognitiva, especialmente en el estudio del desarrollo del cerebro del niño. Este método proporciona un estándar universal de adquisición de datos y el análisis fundamental para la interpretación de datos y descubrimientos científicos.

Explorar las funciones cognitivas en bebés, niños y adultos con Espectroscopia de Infrarrojo Cercano

Fuente: Reindl, V., et al. Realización de experimentos de hiperbarrido con espectroscopia funcional de infrarrojo cercano. J. Vis. Exp. (2019) Este video demuestra el uso de la espectroscopia funcional de infrarrojo cercano (fNIRS) para medir la actividad cerebral durante las interacciones sociales. Los participantes participan en una tarea coordinada que aumenta la actividad en la corteza prefrontal, una región crítica para el comportamiento social, mientras que el sistema detecta cambios en...

Espectroscopia funcional de infrarrojo cercano para registrar la actividad cerebral durante las interacciones sociales

La monitorización de la actividad cerebral durante las tareas motoras verticales es de gran valor cuando se investiga la fuente neural de los trastornos del movimiento. Aquí, demostramos un protocolo que combina la espectroscopia funcional de infrarrojo cercano con el monitoreo continuo de la actividad muscular y cinemática durante 4 tipos de tareas motoras.

Funcional Espectroscopia de Infrarrojo Cercano de las Regiones sensoriales y motoras del cerebro con simultánea cinemática y EMG Supervisión Durante las tareas motoras

Monitoreo de la actividad cerebral fuera del laboratorio, sin limitaciones físicas presenta retos metodológicos. Un sin fibras, se utilizó el sistema portátil funcional Espectroscopia de Infrarrojo Cercano (fNIRS) para medir la actividad cerebral durante una tarea de memoria prospectiva ecológica. Se demostró que este sistema podría ser usado para monitorear la actividad cerebral durante los experimentos no basados ​​en laboratorio.

El uso sin fibras, fNIRS Wearable para monitorear la actividad cerebral en tareas cognitivas del mundo real

El presente Protocolo describe cómo realizar fNIRS hyperscanning experimentos y analizar la sincronía de cerebro a cerebro. Además, discutimos los retos y posibles soluciones.

Realización de experimentos de Hyperscanning con funcional espectroscopia del infrarrojo cercano

Se describe el análisis de onda continua funcional de espectroscopia de infrarrojo cercano experimento utilizando un diseño de bloques con una tarea sensoriomotora. Para aumentar la fiabilidad del análisis de los datos, se utilizó el mapeo paramétrico estadístico basado en modelos lineales generales cualitativos y los modelos mixtos jerárquicos comparativos para multicanales.

Análisis cualitativos y comparativos de datos de actividad cortical de un experimento funcional de espectroscopia de infrarrojo cercano aplicando el diseño de bloques

Se describe el protocolo para realizar experimentos de hiperescaneo fNIRS en díadas de aprendizaje colaborativo en un entorno de aprendizaje naturalista. Además, se presenta una tubería para analizar la sincronía intercerecere (SII) de las señales de hemoglobina oxigenada (Oxy-Hb).

Sincronización intercerebros en el aprendizaje colaborativo abierto: un estudio fNIRS-Hyperscanning

Presentamos un método para recolectar simultáneamente señales de fMRI y fNIRS de los mismos sujetos con cobertura de fNIRS en toda la cabeza. El protocolo ha sido probado con tres adultos jóvenes y puede adaptarse para la recopilación de datos para estudios de desarrollo y poblaciones clínicas.

Recopilación simultánea de datos de mediciones de fMRI y fNIRS utilizando una matriz de optodos de cabeza completa y canales de corta distancia

La coherencia de la transformada wavelet (WTC) es una metodología común para evaluar el acoplamiento entre señales que se utiliza en los estudios de hiperbarrido de espectroscopia funcional de infrarrojo cercano (fNIRS). En este trabajo se presenta una caja de herramientas para evaluar la direccionalidad de la interacción de la señal.

Nuevo marco para comprender la coherencia entre cerebros en estudios de hiperexploración de espectroscopia funcional de infrarrojo cercano (fNIRS)

El protocolo tiene como objetivo proporcionar una descripción detallada de la metodología para llevar a cabo un estudio de hiperescaneo fNIRS en asesoramiento psicológico. Esto incluye los preparativos para el experimento, el procedimiento para recopilar datos y el posterior proceso de análisis de datos.

Estudio funcional de espectroscopia de infrarrojo cercano con hiperbarrido en asesoramiento psicológico

Aprende a utilizar la espectroscopia funcional de infrarrojo cercano (fNIRS) para estudiar el desarrollo cerebral infantil en entornos rurales de África subsahariana. Este método portátil permite investigar redes cognitivas en comunidades con recursos limitados.

Campo de neuroimaging métodos funcionales cerca espectroscopia infrarroja (NIRS) neuroimagen para estudiar el desarrollo Global del niño: zonas rurales de África subsahariana (Video) | JoVE Journal

Campo de neuroimaging métodos funcionales cerca espectroscopia infrarroja (NIRS) neuroimagen para estudiar el desarrollo Global del niño: zonas rurales de África subsahariana

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