1 juillet 2015
L’électroencéphalographie à haute densité (dEEG) est de plus en plus utilisée pour étudier le développement et la plasticité du cerveau dans les premières années de la vie. Nous présentons ici une application de techniques d’analyse sophistiquées qui s’appuient sur l’enregistrement EEG traditionnel pour comprendre la dynamique oscillatoire du traitement auditif rapide dans le cerveau du nourrisson.
L’objectif global de cette procédure est d’estimer la dynamique des oscillations neuronales dans les structures cérébrales des nourrissons sur une courte échelle de temps. Pour ce faire, on applique d’abord un réseau de capteurs à haute densité sur la tête du nourrisson et on enregistre les ondes cérébrales pendant la présentation du stimulus. La deuxième étape consiste à prétraiter les données des ondes cérébrales pour créer des potentiels liés aux événements.
Ensuite, effectuez une analyse discrète de sources multiples projetée sur un modèle d’IRM pour nourrisson adapté à l’âge. La dernière étape est l’application du montage de la source et la décomposition du signal dans le domaine temps-fréquence. En fin de compte, l’analyse des oscillations cérébrales du nourrisson est utilisée pour montrer les changements dans la fonction cérébrale au cours du développement précoce.
Le principal avantage de cette technique par rapport à l’analyse ERP conventionnelle est qu’elle permet d’examiner les oscillations cérébrales avec des paramètres distincts de fréquence, d’amplitude d’occurrence et de durée mondiale. La démonstration visuelle de cette technique est essentielle car les étapes d’application du filet sont difficiles à apprendre car les actions des mains, du corps et des bras par rapport au nourrisson et à la personne qui s’occupe de l’enfant sont difficiles à décrire avec des mots. Theresa Alpe, qui est notre chef, technicienne EEG, et Jess, une autre personne EEG du laboratoire, l’assistera.
Pour commencer, escortez le nourrisson et la personne qui s’occupe de lui dans la chambre d’examen, asseyez-le sur le laboratoire de la personne qui s’occupe de lui et demandez à un assistant de jouer avec lui. Alors que la procédure d’application nette est expliquée. Mesurez le tour de tête du nourrisson au point le plus large de la tête et choisissez la taille de filet appropriée en fonction de cette mesure.
Ensuite, mesurez la nasion à nian et marquez le cuir chevelu à la moitié de la mesure totale. Faites ensuite de même pour la mesure d’une oreille à l’autre. Le dernier sommet entre ces deux mesures est le cz placer le filet sur la tête de l’enfant pendant que l’assistant tient le connecteur du filet et rassemble les fils derrière l’enfant.
Ajustez la position du filet en plaçant l’électrode CZ sur la marque du sommet du cuir chevelu. Positionnez chaque électrode en vous déplaçant de l’arrière vers l’avant pour vous assurer qu’il y a un angle droit entre chaque électrode et la surface de la tête. Enfin, branchez le connecteur du filet.
Mesurez l’impédance de l’électrode avec un seuil inférieur à 50 kilo ohms. Avant de commencer l’enregistrement, fournissez à la personne qui s’occupe de l’enfant des écouteurs pour éviter toute interférence avec l’enregistrement du nourrisson. Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en 10 minutes si elle est correctement exécutée.
Maintenant que le nourrisson est préparé pour l’instrument, commencez par présenter les stimuli auditifs à travers des haut-parleurs équidistants de la tête du nourrisson. Démarrez ensuite l’enregistrement EEG. Fournir un environnement calme et tranquille pour le nourrisson.
Pendant l’enregistrement, engagez le bébé à l’aide de jouets silencieux. Une fois l’expérience terminée, retirez le filet et séchez les cheveux et la tête du bébé. Commencez à traiter les données de l’ERP en inspectant visuellement la sortie brute.
Rejetez tous les segments avec un artefact d’amplitude élevée. Prenez les épopées moyennes pour chaque individu et chaque condition. Combinez ces moyennes en fonction du groupe et de la condition pour faire une grande moyenne.
Ensuite, co-enregistrez chaque fichier ERP individuel et moyen avec un modèle de résonance magnétique adapté à l’âge. Estimez ensuite le nombre et l’emplacement des sources sous-jacentes à ajuster aux données. Pour ce paradigme auditif, utilisez un dipôle gauche et droit avec localisation et rotation libres pour traiter les données de localisation source.
Commencez par choisir une fenêtre de temps d’intérêt dans le fichier ERP moyen qui correspond à un pic. Vérifiez la qualité de l’ajustement pour la solution du modèle dipôle. À l’aide de la sortie logicielle de la variance résiduelle, ajustez la fenêtre de temps pour minimiser la variance résiduelle.
Enfin, pour analyser les données temps-fréquence dans l’espace source, appliquez la solution du modèle DPO aux données EEG continues brutes non filtrées en transformant le signal source d’essai unique dans le domaine temporel en domaine temps-fréquence. Les résultats de cette étude EEG montrent une réponse ERP moyenne représentative de 23 nourrissons de 4 mois pour le contrôle et la condition de taux rapide. Un paradigme bizarre est utilisé pour déterminer si le cerveau d’un nourrisson peut reconnaître la différence entre deux tons différents.
Ici, les résultats des données localisées sources sont affichés pour le dipôle gauche et droit. Dans la condition de vitesse rapide, un pic important à 400 millisecondes est perceptible dans l’hémisphère droit pour la paire de tonalités variantes. De plus, ces tracés spectraux temporels indiquent les tonalités dans la condition de contrôle avec l’intervalle inter-stimulus de 300 millisecondes qui suscite des oscillations liées à des événements avec des changements de puissance dans la gamme delta thêta.
Suite à cette procédure, d’autres méthodes telles que le couplage de phase interfréquence ou la cohérence oscillatoire peuvent être effectuées afin de répondre à des questions supplémentaires sur le développement précoce du cerveau. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon d’enregistrer et d’analyser les réponses cérébrales du nourrisson dans les domaines temporel et temporel.
Cet article présente une méthode permettant d'estimer la dynamique des oscillations neuronales dans les structures cérébrales du nourrisson à l'aide d'une électroencéphalographie à haute densité (dEEG). Cette technique permet une analyse détaillée des oscillations cérébrales durant le traitement auditif chez le nourrisson, offrant ainsi des aperçus sur le développement cérébral précoce.
La compréhension du traitement auditif et des dynamiques cérébrales oscillatoires chez le nourrisson fournit une base mécanistique pour la découverte précoce de biomarqueurs en neurodéveloppement. Cette méthode permet une évaluation quantitative de la fidélité du traitement sensoriel, soutenant ainsi la validation de cibles dans la recherche sur les troubles du développement. L'approche présente une valeur prédictive pour identifier les nourrissons à risque de difficultés d'apprentissage liées au langage avant l'apparition de symptômes cliniques.
La méthode s'intègre aux flux de travail de biologie de la découverte en fournissant des biomarqueurs oscillatoires qui permettent de réduire les risques mécanistiques liés aux cibles du développement neurologique avant les efforts d'identification de composés leaders.