Name: 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 (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-02-02T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 10 s
Description: Découvrez la neuro-imagerie fonctionnelle par spectroscopie infrarouge (fNIRS) pour étudier le développement cérébral des enfants en milieu rural africain. Cette méthode portable évalue l'impact environnemental sur les fonctions cognitives.

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Cette recherche a été rendue possible par l’intermédiaire de la bourse de carrière précoce la Fondation Jacobs à K. Jasinska (nombre de bourses : 2015 118455). Les auteurs souhaitent également remercier Axel Blahoua, Fabrice Tanoh, Ariane Amon, Brice Kanga et Yvette Foto pour leur aide dans la collecte de données et de soutien sur le terrain. Merci pour les familles et les enfants de Moapé, Ananguié, Flintwinch et Becouefin pour leur participation à ce programme de recherche et un accueil chaleureux des villages.

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<li>Jasińska, K. K., Petitto, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+neural+systems+for+reading+in+the+monolingual+and+bilingual+brain%3A+new+insights+from+functional+near+infrared+spectroscopy+neuroimaging%5BTitle%5D)+AND+%22Dev+Neuropsychol%22%5BJournal%5D)">Development of neural systems for reading in the monolingual and bilingual brain: new insights from functional near infrared spectroscopy neuroimaging.</a> Dev Neuropsychol. 39 (6), 421-439 (2014).</li>
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<li>Ye, J. C., Tak, S., Jang, K. E., Jung, J., Jang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((NIRS-SPM%3A+statistical+parametric+mapping+for+near-infrared+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">NIRS-SPM: statistical parametric mapping for near-infrared spectroscopy.</a> Neuroimage. 44 (2), 428-447 (2009).</li>
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<li>Huppert, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Commentary+on+the+statistical+properties+of+noise+and+its+implication+on+general+linear+models+in+functional+near-infrared+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Neurophotonics%22%5BJournal%5D)">Commentary on the statistical properties of noise and its implication on general linear models in functional near-infrared spectroscopy.</a> Neurophotonics. 3 (1), 010401(2016).</li>
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</ol>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Cet article a présenté un protocole de neuro-imagerie champ adapté aux contextes de faibles ressources en régions éloignées. L’avance clé du présent protocole de neuro-imagerie du champ est la capacité de la première fois d’étudier le fonctionnement du cerveau et son développement en sous-étudiées (ou jamais-avant étudié) contextes. Des étapes cruciales dans le présent protocole sont voyageant avec et mise en place d’un laboratoire mobile approprié pour la collecte de données de qualité dans les climats tropicaux sans él...

Imagerie fNIRS portable offre la possibilité d’étudier le fonctionnement du cerveau et du développement à l’extérieur du laboratoire, dans les paramètres précédemment inaccessibles ou avec des populations peu étudiées. Une grande partie des connaissances dans le domaine des neurosciences cognitives vient d’imagerie des études menées dans des situations de laboratoire universitaire ou à l’hôpital, dans les pays majoritairement occidentaux. Par sa conception, ce qui contribue à un problème rarement parlé de recherche : une grande partie de ce que l'on connaît sur le cerveau repose sur des études avec les participants pour lesquels des paramètres de laboratoire dans les pays occidentaux (surtout) sont accessibles. Autrement dit, la plupart des recherches de neuro-imagerie implique des participants qui vivent à proximité raisonnable à un laboratoire de neuro-imagerie et ont le temps et les ressources nécessaires pour participer à une étude. En tant que discipline, la neuroscience cognitive vise à comprendre le cerveau et les facteurs qui façonnent son développement — y compris les puissants effets de l’environnement de l’enfant et leur début de vie expériences1,2,3. Méthodes favorisant la capacité du champ à étudier le développement dans une gamme plus complète de l’expérience humaine peuvent considérablement avancer la compréhension de la relation complexe entre le développement du cerveau et les expériences de vie qui la façonnent.
Cet article présente un protocole de terrain neuroimagerie, qui a été développé pour une utilisation en Afrique subsaharienne rurale, plus précisément du Sud Côte d’Ivoire. L’objectif de ce programme de recherche de neuro-imagerie de champ était de comprendre le développement de lecture des enfants dans un environnement avec un risque élevé d’analphabétisme. Taux d’alphabétisation des jeunes (15-24 ans) de la Côte d’Ivoire est de 53 %, malgré 93 % école primaire inscription taux4. Côte d’Ivoire est la principale source mondiale de cacao, et il y a un environ 1,3 millions enfants travailleurs dans le secteur agricole cacao5. Pourtant, on connaît mal l’impact du travail des enfants sur le développement du cerveau et l’apprentissage, spécifiquement, apprentissage de la lecture. Appliquer les outils les plus récents des neurosciences cognitives, c'est-à-dire les méthodes de neuro-imagerie portable, peut donner une compréhension valable des résultats d’apprentissage des enfants. Par exemple, neuro-imagerie de champ avec fNIRS peut permettre l’identification du développement neurologique des périodes au cours desquelles ciblée des programmes éducatifs ou des interventions peuvent avoir des impacts maximales sur les apprentissages des enfants.
fNIRS neuroimaging est adapté pour la recherche sur le terrain. Semblable à l’imagerie de résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), fNIRS mesure réponse hémodynamique6 du cerveau. Cependant, fNIRS utilise une série de lumière émettant des optodes et des détecteurs de lumière plutôt que de générer des champs électromagnétiques. Il n’y a aucune restriction sur le métal à ou près de la zone d’essai et aucun blindage électrique n’est nécessaire, comme c’est le cas pour l’électroencéphalographie (EEG). Un avantage majeur de fNIRS est sa portabilité (par exemple, certains systèmes peuvent tenir dans une valise) et la facilité d’utilisation. fNIRS est aussi facile à utiliser avec les enfants ; l’enfant est confortablement assis sur une chaise pendant l’expérience et le système fNIRS tolère mouvement bien par rapport à l’IRMf. En comparaison avec l’IRMf, fNIRS prévoit également des mesures distinctes de désoxygéné (HbR) et l’hémoglobine oxygénée (HbO) pendant l’enregistrement, par rapport à l’IRMf, ce qui donne une mesure de densité de niveaux (BOLD) combiné sang oxygène. fNIRS a une résolution temporelle supérieure d’IRMf : taux d’échantillonnage peuvent varier entre ~ 7-15 Hz. fNIRS a bonne résolution spatiale : profondeur de le fNIRS de l’enregistrement dans le cortex humain est inférieur à l’IRMf, mesurant environ 3 à 4 cm de profondeur, ce qui est bien adapté pour l’étude fonctions corticales, surtout avec les nourrissons et les enfants qui ont des crânes plus minces que les adultes3,7,8,9,10.
Ce protocole de neuro-imagerie du champ donne un aperçu des considérations pour voyager avec et mettre en place un laboratoire de neuro-imagerie portable dans des contextes de faibles ressources. Le protocole met également en évidence la nature essentielle des collaborations significatives, à long terme avec des partenaires scientifiques locaux et les moyens par lesquels cette approche sert à renforcer les capacités locales de science. Le protocole de neuro-imagerie et d’analyse des données de cerveau fNIRS par une batterie du langage, de lecture et de tâches cognitives, témoigne notamment des recommandations pour la création des procédures de consentement culturellement appropriées pour la recherche en imagerie. Alors que ce protocole est conçu pour la recherche sur le développement cognitif avec des enfants âgé de l’école primaire en milieu rural Côte d’Ivoire, le protocole est très important pour toute étude de neuro-imagerie de champ dans des environnements difficiles, pauvres en ressources et peut être adapté pour roman contextes.

<table><tbody><tr><td>LIGHTNIRS Main Unit Pack 120V</td><td>Shimadzu</td><td>292-34000-42</td><td>Composant du système fNIRS</td></tr><tr><td>HOLDER ASSY, ALL- CAP</td><td>Shimadzu</td><td>594-07618-01</td><td>Composant du système fNIRS</td></tr><tr><td>Câble de raccordement LIGHTNIRS</td><td>Shimadzu</td><td>567-10976-11</td><td>Composant du système fNIRS</td></tr><tr><td>Jeu de fibres pour LIGHTNIRS, 1m (8 sets)</td><td>Shimadzu</td><td>567-11350-01</td><td>système fNIRS composant</td></tr><tr><td>Dell Latitude Laptop</td><td>Shimadzu (de Dell)</td><td>220-97322-00</td><td>Ordinateur maître pour exécuter des applications FNIRS</td></tr><tr><td>PATRIOT SEU (System Electronics Unit)</td><td>POLHEMUS</td><td>1A0453-001</td><td>PATRIOT Composant du système</td></tr><tr><td>Bloc d’alimentation</td><td>POLHEMUS</td><td>2C0809</td><td>PATRIOT Composant du système</td></tr><tr><td>Cordon d’alimentation</td><td>POLHEMUS</td><td>17500B-BLK</td><td>PATRIOT Composant du système</td></tr><tr><td>Câble null modem RS-232</td><td>POLHEMUS</td><td>1C0288</td><td>Composant du système PATRIOT</td></tr><tr><td>Câble USB</td><td>POLHEMUS</td><td>1C0289</td><td>Composant du système PATRIOT Câble</td></tr><tr><td>RX2 Sensor 10'</td><td>POLHEMUS</td><td>4A0492-20</td><td>Composant du système PATRIOT</td></tr><tr><td>TX2 Source Câble 10'</td><td>POLHEMUS</td><td>4A0506-20</td><td>Composant du système PATRIOT</td></tr></tbody></table>

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

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

Les approches de neuro-imagerie portable offrent nouvelles avancées à l’étude du fonctionnement du cerveau et le développement du cerveau avec les populations jusque-là inaccessibles et dans des endroits éloignés. Ce document montre le développement de l’imagerie près spectroscopie infrarouge (fNIRS) fonctionnelle de domaine à l’étude des enfants langue, lecture et développement cognitif dans un village rural de la Côte d’Ivoire. L’innovation dans les méthodes et l’élaboration de protocoles de neuroimagerie adaptés permettent un regard de la première fois dans le développement du cerveau et des résultats d’apprentissage des enfants dans des environnements peu étudiées. Cet article montre les protocoles pour le transport et mise en place d’un laboratoire mobile, discute des considérations pour champ versus laboratoire neuro-imagerie, et présente un guide pour le développement neuro-imagerie consentir les procédures et le renforcement significatif à long terme collaborations avec des partenaires locaux de gouvernement et de la science. Méthodes portable de neuro-imagerie peuvent être utilisées pour étudier les contextes de développement enfant complexes, y compris l’impact significatif de la pauvreté et l’adversité sur le développement du cerveau. Le protocole présenté ici a été développé pour une utilisation en Côte d’Ivoire, la principale source mondiale de cacao, et où les rapports d’enfant travaillent dans le secteur du cacao sont fréquentes. Pourtant, on connaît mal l’impact du travail sur le développement du cerveau et l’apprentissage des enfants. Méthodes de neuro-imagerie de terrain ont le potentiel d’apporter de nouvelles connaissances sur ces questions urgentes et le développement des enfants dans le monde.

Sonde les données de position obtenues par le digitaliseur 3D (Figure 2) peuvent être visualisées sur un modèle standard de cerveau. S’inscrire à fNIRS canaux d’espace INM à l’aide enregistrement autonome fonction25 de SPM-NIRS. La fonction d’inscription spatiale génère des coordonnées de l’INM, étiquettes anatomiques et aires de Brodmann au maximum représentées par chaque canal.
<p class="jove_content" fo:keep-together.within-page...

Approches neuro-imagerie portables (fonctionnels près spectroscopie infrarouge) fournissent des avances à l’étude du cerveau dans des régions jusque-là inaccessibles ; ici, Côte d’Ivoire rurale. L’innovation dans les méthodes et le développement des protocoles de neuroimagerie adaptés permet de nouvelle étude de développement du cerveau et de résultats d’apprentissage des enfants dans des environnements avec l’adversité et significatif de la pauvreté.

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

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

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’

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Nous décrivons ici une méthode de collecte de données et d'analyse des données fonctionnelles Proche spectroscopie infrarouge (fNIRS), un roman non-invasive du système d'imagerie cérébrale utilisées en neurosciences cognitives, en particulier dans l'étude du développement du cerveau des enfants. Cette méthode fournit un standard universel d'acquisition de données et d'analyse indispensable à l'interprétation des données et la découverte scientifique.

L&#39;exploration des fonctions cognitives chez les bébés, enfants et adultes avec la spectroscopie proche infrarouge

Source : Reindl, V.,  et al. Réalisation d’expériences d’hyperbalayage avec la spectroscopie proche infrarouge fonctionnelle. (2019) Cette vidéo montre l’utilisation de la spectroscopie proche infrarouge fonctionnelle (fNIRS) pour mesurer l’activité cérébrale pendant les interactions sociales. Les participants s’engagent dans une tâche coordonnée qui augmente l’activité dans le cortex préfrontal, une région essentielle au comportement social, tandis que le système détecte les changements...

Spectroscopie fonctionnelle proche infrarouge pour l’enregistrement de l’activité cérébrale pendant les interactions sociales

La surveillance de l’activité cérébrale pendant les tâches motrices debout est d’une grande valeur pour l’étude de la source neuronale des troubles du mouvement. Ici, nous démontrons un protocole qui combine la spectroscopie proche infrarouge fonctionnelle avec la surveillance continue de l’activité musculaire et cinématique pendant 4 types de tâches motrices.

Près fonctionnelle spectroscopie infrarouge des régions sensorielles et motrices cérébrales avec simultanée cinématique et EMG surveillance Pendant tâches motrices

Suivi de l'activité du cerveau à l'extérieur du laboratoire sans contraintes physiques présente des défis méthodologiques. Un fiberless, système portable fonctionnelle spectroscopie proche infrarouge (fNIRS) a été utilisé pour mesurer l'activité du cerveau pendant une tâche de mémoire prospective écologique. Il a été démontré que ce système pourrait être utilisé pour surveiller l'activité cérébrale au cours d'expériences sur la base non-laboratoire.

Utilisation fiberless, fNIRS Wearable pour surveiller l&#39;activité cérébrale dans des tâches cognitives monde réel

Le présent protocole décrit comment effectuer des expériences de hyperscanning fNIRS et analyser le cerveau-à-cerveau synchronie. De plus, nous discutons les défis et les solutions possibles.

Des expériences de Hyperscanning avec la spectroscopie proche infrarouge fonctionnelle

Nous décrivons l’analyse de l’expérience fonctionnelle continue-onduleuse de spectroscopie proche infrarouge utilisant une conception de bloc avec une tâche sensorimotrice. Pour accroître la fiabilité de l’analyse des données, nous avons utilisé la cartographie statistique paramétrique qualitative générale basée sur un modèle linéaire et les modèles mixtes hiérarchiques comparatifs pour les canaux multiples.

Analyses qualitatives et comparatives des données d’activité corticale à partir d’une expérience de spectroscopie fonctionnelle dans le proche infrarouge appliquant la conception de blocs

Le protocole pour mener des expériences d’hyperscan fNIRS sur des dyades d’apprentissage collaboratif dans un environnement d’apprentissage naturaliste est décrit. En outre, un pipeline pour analyser la synchronisation inter-cerveau (IBS) des signaux d’hémoglobine oxygénée (Oxy-Hb) est présenté.

La synchronisation inter-cerveaux dans l’apprentissage collaboratif ouvert : une étude fNIRS-Hyperscanning

Nous présentons une méthode permettant de collecter simultanément des signaux IRMf et fNIRS chez les mêmes sujets avec une couverture fNIRS de la tête entière. Le protocole a été testé auprès de trois jeunes adultes et peut être adapté à la collecte de données pour des études de développement et des populations cliniques.

Collecte simultanée de données de mesures IRMf et NIRS f à l’aide d’un réseau d’optodes à tête entière et de canaux à courte distance

La cohérence de la transformée en ondelettes (WTC) est une méthodologie courante d’évaluation du couplage entre les signaux utilisée dans les études d’hyperbalayage par spectroscopie fonctionnelle proche infrarouge (fNIRS). Une boîte à outils permettant d’évaluer la directionnalité de l’interaction du signal est présentée dans ce travail.

Nouveau cadre pour la compréhension de la cohérence intercérébrale dans les études d’hyperbalayage par spectroscopie fonctionnelle dans le proche infrarouge (fNIRS)

Le protocole vise à fournir une description détaillée de la méthodologie de réalisation d’une étude d’hyperbalayage fNIRS en conseil psychologique. Cela comprend les préparatifs de l’expérience, la procédure de collecte des données et le processus d’analyse des données qui s’ensuit.

Étude d’hyperbalayage par spectroscopie proche infrarouge fonctionnelle en conseil psychologique

Découvrez la neuro-imagerie fonctionnelle par spectroscopie infrarouge (fNIRS) pour étudier le développement cérébral des enfants en milieu rural africain. Cette méthode portable évalue l'impact environnemental sur les fonctions cognitives.

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 (Vidéo) | JoVE Journal

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

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