Méthodes de champ de la neuro-imagerie utilisation fonctionnelle près Neuroimaging spectroscopie infrarouge (NIRS) pour étudier le développement Global de l’enfant : zones rurales d’Afrique subsaharienne

L’objectif général de ce protocole de neuro-imagerie de terrain est d’étudier le développement du cerveau des enfants, ainsi que les résultats cognitifs et d’apprentissage, à l’aide de la spectroscopie fonctionnelle portable dans le proche infrarouge, connue sous le nom de FNIRS, dans des contextes éloignés sous-étudiés et à faibles ressources, tels que les communautés rurales pauvres, en Afrique subsaharienne. Cette méthode peut nous aider à répondre à des questions clés sur le développement du cerveau dans des environnements à haut risque. Par exemple, comment le réseau cérébral de lecture se développe dans les communautés à haut risque d’analphabétisme.

Cette méthode aborde également d’importantes questions théoriques dans le développement global de l’enfant, concernant l’impact du développement biologique et des expériences diverses et souvent négatives sur le cerveau. Et peut révéler de nouvelles informations sur les périodes sensibles du développement. Pour commencer, investissez dans la formation de collaborations et offrez des opportunités, dans le cadre de la recherche, aux chercheurs locaux.

Établir des partenariats avec des institutions scientifiques locales dans un but d’inclusion, car la reconnaissance des pairs au niveau local est importante pour communiquer les résultats de la recherche dans la région. Préparez-vous à des conditions climatiques pluvieuses, sur le terrain, car les conditions de température et d’humidité peuvent varier considérablement des paramètres de laboratoire, ce qui peut affecter le fonctionnement et la longévité de l’équipement, ainsi que le confort des participants. Lais Freitas, chercheuse invitée dans mon laboratoire, de l’Université fédérale de San Pallo, et Violet Kozloff, notre directrice de laboratoire, feront la démonstration de la procédure.

Commencez par suivre une procédure de consentement, dans la langue locale ou préférée du participant, qui est adaptée à la culture et qui permet de s’assurer que les participants, leurs familles et leurs communautés sont informés de la recherche et de leur décision de participer à l’étude. Ensuite, escortez les participants jusqu’à la salle de test et faites-les asseoir sur une chaise. Expliquez au participant qu’une mesure de la tête sera prise.

À l’aide d’un ruban à mesurer standard, mesurez les distances entre la nasion et l’inion autour de la tête, la nasion et l’inion au-dessus de la tête, à travers la ligne médiane centrale, ou CC, et la distance entre le tragus de l’oreille gauche et de l’oreille droite, au-dessus de la tête, à travers CC.Ensuite, placez le capuchon de support d’optode fNIRS sur la tête du participant, aligner le capuchon sur le système International 10-20, pour les emplacements du cuir chevelu. Fixez le capuchon avec la sangle. Une fois le capuchon positionné, demandez au participant de rester assis, pendant qu’un numériseur 3D mesure les positions clés du cuir chevelu du système 10 à 20, et chaque espace réservé à l’optode est pris.

Ensuite, disposez l’équipement du numériseur 3D, en plaçant un capteur sur la tête du participant, en CC, et fixé solidement, et en plaçant le deuxième capteur sur la table directement derrière la tête du participant. Déplacez le styliste du numériseur 3D à chaque emplacement de sonde et sur les 10 à 20 positions clés du système. Une fois les données du numériseur 3D collectées, demandez au participant de s’asseoir confortablement, devant l’ordinateur de présentation du stimulus.

À l’aide du logiciel intégré fNIRS, sélectionnez la disposition de la sonde qui correspond à la conception de l’expérience. Assurez-vous qu’il est placé de manière à recouvrir au maximum les zones de langage de l’hémisphère gauche et leurs homologues de l’hémisphère droit, ainsi que le lobe frontal. Assurez-vous que les sondes de l’émetteur et du détecteur sont numérotées conformément à la carte de disposition de la sonde.

En utilisant la carte des optodes et le logiciel intégré fNIRS comme guide, placez chaque optode dans son ouverture respective. Déplacez n’importe quel cheveu pour assurer le contact entre la pointe de l’optode et le cuir chevelu. Enfin, une fois que tous les optodes sont en place, vérifiez la qualité du signal à l’aide du logiciel intégré au système fNIRS.

Ajustez les sondes individuelles, si nécessaire, jusqu’à ce que la qualité du signal soit suffisante. Commencez par placer des écouteurs antibruit sur la tête du participant, en faisant attention de ne pas interférer avec le placement de la sonde fNIRS. Assurez-vous que les écouteurs délivrent des stimuli auditifs de la parole, le cas échéant, et bloquent tout bruit ambiant.

Demandez au participant de se fixer sur la croix, au milieu de l’écran. Demandez-leur de rester immobiles pendant l’expérience, pendant que les tâches expérimentales sont affichées. Tamisez les lumières et commencez à enregistrer le participant sur la caméra vidéo intégrée.

Lancez l’enregistrement des données fNIRS sur l’ordinateur de commande fNIRS et commencez les tâches sur l’ordinateur de présentation du stimulus. Surveillez les performances des participants, tout au long de toutes les tâches, et prévoyez des pauses entre les tâches et les courses. Assurez-vous que le déclenchement de l’ordinateur de présentation des stimuli expérimentaux est reçu par l’ordinateur de commande fNIRS.

Enfin, à la fin de toutes les tâches, arrêtez de collecter des données vidéo et fNIRS. Une fois l’expérience terminée, retirez chaque optode du capuchon du support d’optode. Sans perturber la position du capuchon du porte-optode sur la tête du participant, dirigez le participant vers une position permettant d’obtenir une deuxième mesure du numériseur 3D.

Répétez la mesure du numériseur 3D, pour vous assurer que toute perturbation des positions de la sonde du cuir chevelu pendant l’expérience peut être détectée, en comparant les deux fichiers de position. Enfin, une fois la mesure répétée terminée, retirez le capuchon du porte-optode de la tête du participant. Les données de position 3D et les données de conception expérimentale ont été combinées avec des données de séries chronologiques fNIRS, pour analyse afin de cartographier les modèles d’activation neuronale significatifs liés à l’expérience sur un modèle de cerveau standard.

Ce sujet a montré une plus grande activation dans le gyrus temporal supérieur de l’hémisphère gauche, lors des essais de rimes par rapport au repos. De plus, une plus grande activation pour les versets non rimés essais, dans l’hémisphère gauche est montrée. Par exemple, le sujet 1 a montré une plus grande activation dans le gyrus frontal inférieur gauche, et le sujet 2 a montré une plus grande activation dans le gyrus temporal supérieur gauche.

À la suite de cette procédure, d’autres méthodes telles que l’évaluation des compétences cognitives et verbales peuvent être effectuées afin de répondre à des questions supplémentaires sur l’association entre l’activité cérébrale et les capacités des enfants. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension des considérations importantes en neuroimagerie de terrain, telles que les partenariats locaux avec les communautés et les chercheurs, ainsi qu’une compréhension technique de la façon de positionner le capuchon fNIRS, de placer les optodes et de collecter des données avec ce système. N’oubliez pas que travailler dans des endroits éloignés peut être dangereux, avec des risques de maladie, de criminalité et d’instabilité politique.

Et des précautions telles que les médicaments, les vaccinations et la surveillance des conseils aux voyageurs doivent toujours être prises lors de l’exécution de cette procédure.