方法論記事

ターゲット応答の作業中に事象関連電位片側脳性麻痺児の上肢利用の認知プロセスを研究するために

DOI：

10.3791/53420

⸱

2016年1月11日

 ,  ,  ,  , 
1Behavioural Science Institute, Radboud University Nijmegen, 2School of Psychology, Australian Catholic University, 3Department of Pediatric Rehabilitation, Sint Maartenskliniek

この記事について

サマリー

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

片側性脳性麻痺の何人かの子供たちは、患部の上肢の保存された能力を無視しているようです。この発達的軽視は文献で広く説明されていますが、関連する認知プロセスは研究されていません。上肢制御の根底にある認知因子を研究するために、イベント関連のポテンシャルプロトコルが開発されました。

要約

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片側脳性麻痺（CP）は、小児期における障害の非常に一般的な原因である神経発達障害です。それはしばしば上肢に支配される片側運動障害によって特徴付けられます。影響を受けた上肢の削減運動能力に加えて、一方的なCPにはいくつかの子供たちは、その手足の残りの運動能力の低下した認識を示します。罹患した上肢の保存容量を無視するこの現象は、定期的に発達無視（DD）と呼ばれます。別の理論は、DD、治療のために各示唆若干異なるガイドラインを説明するために仮定されています。それでも、さらに一方的なCPの小児では、DDに寄与している可能性が認知プロセスは、直接に研究されていませんでした。現在のプロトコルは、DDとない一方的なCP児の上肢制御に関与する認知的側面を研究するために開発されました。これは、イベントに関連するPを記録することによって行いましたotentials（ERP）は、手の動きの応答を求め、目標応答作業中に進行中の脳波から抽出されました。 ERPのは、それらのそれぞれが明確に定義された認知プロセスに関連する、いくつかのコンポーネントから構成され（ 例えば 、初期の注意プロセスとN1、認知制御とN2と認知的負荷と精神的な努力とP3）。その優れた時間分解能に、ERPの技術は明白な運動反応の前に、いくつかの秘密の認知過程を研究することができ、したがって、DDの現象に寄与している可能性が認知プロセスへの洞察を可能にします。このプロトコルを使用すると、既存の行動研究に説明の新しいレベルを追加し、子供の発達移動制限の認知的側面に関する研究のより広範な実施に新たな道が開かれます。

概要

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脳性麻痺（CP）が開発し、胎児や乳児の脳1に乱れによって引き起こされる動きと姿勢の障害に関連する神経発達障害のグループとして定義されます。これらの障害は、非プログレッシブであっても、それらは生涯障害1,2に関連しています。 CPの最も一般的なサブタイプの一つは、すべてのケース3の三分の一以上を占め、一方的なCPです。これは、しばしばより顕著上肢1,3である本体の一方の側に顕著な運動障害によって特徴付けられます。次の影響を受ける上肢の削減運動能力に、一方的なCPにはいくつかの子供たちも自然に日常生活4-8にその影響を受けた手の残りの容量を使用することができないように見えます。一方的なCPで影響を受けた上肢の残容量のこの無視は頻繁に発達無視（DD）4-11と呼ばれています。

内容は">別に行動補強理論4に基づいてDDの伝統的な説明から、より多くの最近の研究では、DD 5,9-11を理解するための認知的要因の重要性を強調してきた。これらの理論が考えに基づいていること子供の特定の運動障害を持ちます一方的なCPは、実際に成功した目標指向運動行動のために必要である機能不全の認知プロセスによってではなく、移動制限自体によって引き起こされます。DDはvisuo-空間的注意を示唆し、脳卒中後モータ無視の現象と比較されている。この点に関して赤字9、11,12は、。、また、それが重要な発達期間中に影響を受けた手の使用の欠如が唯一の運動発達に影響を与えないことが提案されているだけでなく、運動行動5に関連した認知過程の遅延と関連しています10。

DDは、広く文献に記載されているが、別の理論が直接一方的なCPに研究されていなかった目標指向運動行動に関連する変更された認知過程5,9-11、これらの認知過程の寄与の可能性を強調してきました。現在のプロトコルは、一方的なCP児の上肢制御に関連する認知の側面を評価するために開発されました。プロトコルは、手動の目標応答作業中に進行中の脳波から抽出された事象関連脳電位（ERP）の使用を記載しています。

ERPは、時間明白な応答に関連する個別の処理段階にロックされている神経応答を測定するためのユニークな機会を提供しています。すなわち、それらは、そのような応答の選択、反応の準備、および応答阻害法としてゴール指向モータ応答に関連する種々の認知プロセスを研究することが可能です。また、ERPは、それらのそれぞれは、（異なる認知プロセスに関連する例えば 、いくつかのコンポーネントから構成され、早期attentioとN1n個のプロセス、認知制御とN2と認知的負荷と精神的な努力とP3）。同様に、簡単なマニュアル目標応答タスク中のERPを使用すると、直接DDとない一方的なCP児の上肢制御の異なる処理段階に関連する別の認知過程を研究することを可能にします。

プロトコル

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この実験デザインを使用して、異なる実験の承認は、（登録番号ラドバウド大学から社会科学学部（ECSW）のローカル倫理委員会からだけでなく、地域の医学研究倫理委員会、CMOアーネム - ナイメーヘンによって得た：2012 / 049; NL NR：39607.091.12）。

1.参加

  1. のみ専門医（ すなわち 、神経科医、小児科医）によって診断として一方的CPと診断された子どもたちが含まれています。
    注：上肢モータ制御の基礎となる認知的側面を評価するためのERPプロトコルは、一方的なCPを持つ子どものために開発されているが、このグループだけに限定されるものではありません。
  2. のみ10,11 5歳以上のお子様が含まれます。
    注：以下のお子様は、全体の手順中のタスクに注意を払うことができない場合があります。
  3. 重度の視覚と聴覚障害を持つ子供たちを除外します。
    注意：それは彼らがタスクを実行することができます視覚障害の有無に関わらず参加する子どもたちに比べて応答速度や精度に関しては何の違いを示していない場合にのみわずかな視覚と聴覚障害を持つ子供たちを含めることをお勧めします。しかし、可能な障害が後でレポートで指定され、場合によっては、最終的な分析でのために制御する必要があります。
  4. 最後に、原因の可能認知障害および/または行動障害にタスクに準拠することができない子どもたちを除外します。
  5. 脳波測定に先立ち、訓練を受けた作業療法士および/ ​​または理学療法士が影響を受けた手13と同様に、DDの存在の可能性の手動能力（MACS）を基準にして子を評価しています。
    1. DDを評価するために、影響を受けた手の使用の典型的な量を比較する指標を計算し、理想的な条件（容量）の下に手/腕スキルの品質で自発的な日々の活動（パフォーマンス）の間にアーム14,15 。これを行うには手の能力と手のパフォーマンスの16を評価するための有効かつ信頼性の高いテストを使用しています。推奨事項：以前に使用され、好ましくは14,15を検証しています使用インデックス。このタスクの心理統計学が14を公開されているとしてDDを決定するためのVOAA-DDD-Rの使用を強くお勧めします。
    2. マニュアル能力だけでなく、DDが経時的に変化してもよい（ 例えば 、原因療法の結果に）ので、直前または（好ましくは同じ週以内）脳波測定後、この評価をスケジュールします。
  6. また、子供の人口統計データを収集する（ 例えば 、年齢、性別、薬と発作歴）がアカウントにこれらの変数を取ることができるようにする（ 例えば 、グループに一致するか、結果を解釈するとき）。

2.視標応答タスクを開発

  1. コンピュータ化された視標応答タスクのスクリプトを記述します。補足コードを参照してください。例えば、スクリプトのファイル。
    1. コンピュータの画面上で視覚刺激を提示するには、刺激が提示されるたびにEEG信号に時間ロックされたマーカーを送信するのに十分な時間に正確で刺激の配信と実験制御プログラムを使用します。応答を登録するには、時間に正確な（1ミリ秒）、ボタンが押されたことを登録し、脳波コンピュータに関連した刺激マーカーを提供するデバイスを使用する（材料の表を参照のこと）。
    2. 視覚刺激が認識しやすい（例は形状や単純なオブジェクトである）とを区別するのが容易である白地に提示明確な形状を使用します（ 例えば 、色、形、大きさに基づいて）の場合。代わりに写真のような複雑な刺激のシンプルなグラフィックデザインをお勧めします。
    3. 子供のためのERP実験を設計するには、以下の推奨事項に従ってください。注意：子供たちは長い間、繰り返し実験に準拠する限られた能力を有することができるので、子供のための設計のERP実験は、しばしば困難です。
      1. 十分な大きさである本の刺激は簡単に子（：7×7センチメートル推奨サイズ）によって認識されます。
      2. さらに、好ましくは、子供たちは、タスク（例えば、スマイリーの）に子供の注意を維持するのは魅力的で刺激を使用しています。1ディスプレイに簡単な手の動きの間に異なる認知過程を研究するために幼児に使用することができる実験プロトコルを図 。
    4. 左側の移動開始対右のため明らかに異なる刺激を含めるようにしてください。これは、影響を受けたと一方的なCPの小児にはあまり影響を受けた手の両方の動きに関わる個別の処理段階を比較することができます。これは、対象内のデザイン参加子供が（あまり影響手対の影響を受ける）、独自の制御参加者として機能することができます。
      1. 推奨事項：左またはそれぞれ左または右の手の動きを誘導するには、画面の右側に現在の刺激。 COに刺激定位のためのntrolは、画面の反対側の背景刺激が含まれます。
    5. あまり影響を受けた側の影響を受けるように刺激の同じ量を提示。事象関連電位11の平均化を可能にするために刺激カテゴリごとに20回の繰り返しの最小値を使用します。しかし、子供たちは長い作業手順に出席できないことがありますように、実験の長さが10分を超えないようにしてください。 4.5と10分10,11,17,18の間のCPレポートプロトコルと子供の初期のERP研究。長いプロトコルが使用されている場合、子供は10分後に休憩を取ると、その後継続することができます。
  2. かなりの運動制限のある子供でも簡単に対応することが可能であることを確認するために非常に低い応答力の要件を：;（5.5センチメートル：直径、高さ9.5センチメートル推奨）提示刺激に対する応答を記録するために、二つの大きな応答ボタンを提供しています。
  3. ADAP興味の認知過程を測定し、データが別の説明を排除する研究パラダイムトン。
  4. 頭出しゴー/のNogoタスク（ 図1）：実験計画の例
    1. 現在の応答選択を研究するきっかけと行く/ NOGOタスク、応答の準備だけでなく、応答阻害、四つの異なる視覚刺激のタイプの場合：左の背景-刺激（視覚刺激処理の基準指標として実装）、キュー刺激と左右のための（刺激の選択プロセスを研究するために実装された）右側に行くに/標的刺激左右およびNOGO-刺激（応答準備プロセスを研究するために実装された）（反応阻害プロセスを研究するために実施さ）。
    2. 推奨事項：現状背景 - 1000ミリ秒のためのキューの刺激。現在の目標の刺激応答が行われるまで。 1500ミリ秒のための本NOGO-刺激。 cue-とターゲット/ NOGO間の刺激間間隔（ISI）をキープ-stimuli固定（推​​奨：1,000ミリ秒）。目標以下の各正しい応答の後、ISIを維持するか（推奨：1000〜1500ミリ秒の間）は、ランダムな刺激を行きます。
    3. 等確率的に交絡変わり者活動、現在の標的 - およびNOGO-刺激を避けるために。
      注：このパラダイムは、NOGO-刺激19の阻害の影響を減少させるが、それは標的-およびNOGO-刺激の両方によって誘発されるERPのより直接的な比較を可能にします。
    4. ターゲット刺激またはNOGO-刺激に対する正しい阻害した応答に対する各正しい応答の後、フィードバックをやる気のある形（ 例えば 、短い笑い音）を提示。

3.データ収集システム

注：お子様の測定のためのモバイル脳波ラボを強くお勧めします。モバイルラボは子供によく知られた環境での研究（ 例えば 、学校、リハビリセンター、ホーム）を実施できます。モバイル脳波の設定が使用できない場合は、子供がテスト環境と快適であることを確認してください。脳波の準備中に、それは子供のためのいくつかの気晴らし/エンターテイメントを持つことが推奨されます（ 例えば、映画を見て）。

  1. 脳波を記録し、デジタル化する刺激と第二コンピュータを提示する1：2のコンピュータを使用してください。ある種のイベント（ 例えば 、刺激、応答）を発生するたびに、そのイベントコードが脳波デジタル化コンピュータに送信できるようにコンピュータを接続します。
  2. 電極 - アンプシステムを選択する場合、信号対雑音比を減少させるために活性電極システム（強く推奨）を使用します。
    注：増幅の最初の段階は、このようにノイズ信号を介在の影響を最小限に抑え、電極のサイトで行われるため、アクティブ電極は、信号対雑音比を改善します。この活性電極システムの大きな利点は、電気的に絶縁されたチャンバができるように脳波記録中の必要がないことですほぼすべての環境で測定します。
    1. でも活性電極システムと、電気的又は機械装置の近くに測定することがないように注意してください。
  3. 研究課題と研究集団に基づいて、電極の数を選択してください。 （一緒に32チャンネル脳波アンプ付き）32チャネル電極システムは、子供の上肢制御の異なる処理段階に関連するほとんどの認知過程を研究するのに十分です。

4.電気生理学的記録

  1. 参照電極はインピーダンス（：オフラインリンクmastoidsに再参照するための左乳様突起の骨と右乳様突起の骨で別のアクティブ電極上の場所参照電極を推奨）を低減するように配置された位置で皮膚を洗浄して起動します。
    1. 死んだ皮膚細胞を除去し、油状のサブを除去するために、アルコールでそれをきれいに優しくスクラブクリームを適用することにより、基準​​電極の配置で肌をきれいにスタンス。
    2. また、額とEOG（眼電位）電極（ステップ4.6でEOGの録音についての詳細）のために、目の周囲の皮膚をきれいに。顔をスクラブするときは注意してください、ここでは皮膚は非常に敏感であり得ます。
  2. 参加者の頭の上にキャップを置く前に、キャップのサイズを決定するために、頭囲を測定します。円周を決定するには、ちょうど耳の上に、ヘッドの最も広い部分の周りに巻尺を置きます。
  3. 対応するサイズのキャップを適用し、それが正しい位置にあるかどうかを確認してください。
    1. これを行うには、イニオン（頭蓋骨の後部に後頭骨の一部を膨らんだ）とナジオン（鼻の上部が額の尾根を満たしている点）との間の左右両耳間のくぼみの間の距離を測定。これらの距離のちょうど50％にCzに電極を配置します。キャップを使用すると、確実Czが正しく、他のすべてのエル中央頂点の上に配置されている場合ectrodesは自動的に国際10-20システム20によれば 、標準的な位置に配置されています。
  4. キャップと電極上に数字を使用することにより、国際10-20システム20によれば 、電極を配置します。
    1. 5正中サイト（Fzは、FCZ、Czを、Pzのとオズ）と24横サイト（FP1 / 2、F7 / 8、F3 / 4、FC5 / 6、FC1 ​​/ 2、C3 / 4、CP5 / 6の電極の位置を確認し、 CP1 / 2、P7 / 8、P3 / 4、T7 / 8、01/2）（ 図2参照）は 、オフラインデータ処理中に関心のERP成分の空間的な最大値を求める頭皮分布の推定を可能にします。
    2. 基準電極は、左の乳様突起の骨の上に配置されている場合、リンクされた基準記録のための右の乳様突起骨上の一以上の電極を配置します。 AFZ（電極配置の概略については、図2を参照）に接地電極を配置します。
  5. 電極を介して鈍針を挿入することにより、導電性ゲルを有する電極を埋めます。 T彼ゲルは、皮膚との接触を最大化し、電極の可鍛性延長として機能します。インピーダンスを下げるために、穏やかに電極下の皮膚を研磨。ゲルは、このように信号を歪め、隣接する電極のゲルに接触し得るかもしれないとしてあまりにも多くの導電性ゲルを適用しないように注意してください。
  6. オフラインデータ処理時に眼球運動のためのEEG信号を補正するためにEOGを共同登録。
    注：特に子供にだけ命令を介して眼球運動アーチファクトを回避することは困難です。したがって、非常にこれらの参加者のために推奨された目に​​よって生成された電気的活動のために、その後正しいこのEOG信号を、共同登録。
    1. この目的のために、子どもたちの目の周りのEOG電極を配置します。
    2. 子供の皮膚は非常に敏感であるように、4 EOG電極の配置を避けるようにしてください。その代わりに、外装缶に右目下の活性電極の一方と、いずれかを使用して場所の2つだけEOG電極このように右目の。オフラインのデータ処理中に眼補正を適用する場合、EOG記録用の参照電極としてF7及びFP2の電極を使用します。
  7. 電極を装着しながら、インピーダンス計を用いて20kΩの下の電極インピーダンスを維持します。
    注：これは、組み込み関数としてこれを持って増幅系を使用することをお勧めします。
  8. 製造元の指示に従ってEEG信号をデジタル化し、記録するためにデジタル化ソフトウェアを使用してください。記録のために、以下の推奨設定を使用してください：0.016と250 Hzの間で千サンプル/秒とオンラインフィルタでデジタル化します。

5.脳波記録中のターゲット応答タスクを実行します

  1. 子供の前で約40センチメートルラップトップまたはコンピュータの画面を配置します。ノートパソコンのキーボードの横に2つの赤いボタン、右側に1つずつと、左側に1つの位置を確認します。 POSSを回避するために30センチメートルでボタンの間の距離を保ちます間違った手がボタンを押すのに使用されIBILITY。少しテーブルの上に載って肘を持つ2つの赤いボタンの上の子供の手の位置を確認します。
  2. 子供がターゲット刺激（右刺激提示のための右ボタン、左刺激提示のための左ボタン）の横にある赤いボタンを押して、ターゲット刺激に可能な限り迅速に対応するために指示します。 NOGO-刺激が含まれる場合、NOGO-刺激が提示されるたびにそれらの応答を阻害するために子供を指示します。
  3. 短いトライアルセッションを実施。実験に使用されているすべての刺激がこの試験セッション中に少なくとも一度表示されていることを確認します。しかし、プロトコルの後の疲労を誘発防止することができる（不必要な繰り返しのない約1分）と短いこのトライアルセッションを保持します。

6.オフラインデータ処理

  1. 行動データ処理
    1. 行動変数を定義します（ たとえば 、エラー、REACEEGデータを処理する前化回）。これは、ERPデータが（正しい応答を持つ唯一の試験は平均したERPのために使用されていること、 など ）行動データに対応することが重要です。
    2. 推奨：偽ヒットとしてエラーを定義します（。 例えば 、応答2000ミリ秒以内にcue-とNOGO-刺激以下）、省略次ターゲット刺激（推奨：2000ミリ秒以内に応答がない）だけでなく、誤った応答（間違ったボタン、または両方のボタンを押します同時に）。研究課題に応じて、研究者らは、RTとERPデータでこれらのエラーを除外したいと思うかもしれません。
  2. ERPの分析のための電気生理学的データ処理（推奨手順）
    注：特定の研究の質問に答えるを目指してデータを分析するのに適したデータ解析システムを選択します。異なるシステムは、（ 例えば 、ERPは周波数分析対分析）の目的を分析異なるためのより良い適しています。それは独立することが可能ですLYプログラムこのソフトウェアだけでなく、商業的な脳波解析システムを使用して。以下に提供される指示はBrainVisionアナライザに特異的です。 BrainVisionアナライザを使用すると、ERPデータを分析するために一つだけ多くの利用可能なオプションのうちです。
    1. リンクされた基準記録が（参照電極は、乳様突起骨の一つであり、他の乳様突起骨上に配置された別の活性電極上に配置された）を選択した場合は、再参照リンクmastoidsへのすべてのEEG電極の信号。新基準チャネルとして右乳様突起骨上に配置されたチャネルを選択して、新たな基準（変換 - >チャネル前処理 - >新しい参照）の計算に暗黙的な参照が含まれています。
    2. 垂直および水平EOGチャネル（ 例えば 、Gratton＆コールズ21）から記録された信号を用いて眼の補正を適用します。 > Ocul - 2つだけEOGチャネルが使用された場合、（変換EOGチャネルのための基準電極としてF7及びてFp2電極を使用AR補正）。
    3. 適切なフィルタを適用します（変換 - >データのフィルタリング - > IIRフィルタ）。子供に記録されたERPのためには、0.5 Hzから40 Hzのを超えていないローパスフィルタのカットオフを有する高域通過フィルタを使用することをお勧めします。
    4. セグメント別のマーカー位置に基づいて、同じセグメントエポックに異なる刺激に関連した信号（変換 - >セグメント分析機能 - >セグメンテーション - >マーカー位置に基づいて、新しいセグメントを作成します）。視覚刺激の提示を次のERPのための刺激（推奨）した後、少なくとも750ミリ秒まで前刺激に250ミリ秒からのセグメントを使用しています。さらに、ブール選択によって誤った裁判（偽ヒット＆不作為）のエポックを除外します。
    5. 信号のドリフトを補正するために信号をトレンド除去（変換 - >セグメント分析機能 - > DCトレンド除去）。
    6. モータの各セグメントをスクリーニングするアーティファクト除去を適用しますそして、このような高周波筋活動などの眼アーティファクトは、150μV±超える成果物を含むセグメントを削除します。勧告は：（>半自動セグメント選択 - - >アーティファクト除去変換）で除去されるデータへのより多くの洞察力を持っている半自動モードを使用します。
    7. 適切なベースライン補正を適用します（変換 - >セグメント分析機能 - >ベースライン補正）。推奨事項：ERPのために視覚刺激の提示の後には、-250ミリ秒から刺激のプレゼンテーションまで、ベースライン補正を使用しています。
    8. 刺激の種類と手ごとのセグメント（以下、影響を受けた対の影響を受ける）（ - >セグメント分析機能 - >平均の変換）の平均。
    9. 最後に、輸出は、関心のある様々なピーク（ - >エリア情報のエクスポート）のための振幅を意味します。推奨：ブラインド得点を許す固定レイテンシウィンドウ内の平均値を定義します。以下のための適切な待ち時間のウィンドウを決定するために、研究グループは、すべての子どもたちの壮大な平均のERPへの関心のピークの最大値を検索し、ピークの前と後に、この値の50％に達し、ウィンドウを定義します。すべての個々の参加者22は、このコンポーネントのウィンドウの平均値をエクスポートするには、このウィンドウを使用します。
    10. 推奨：現在の研究プロトコルは、情報処理及び認知能力の違いを研究に向けられているように、正中線電極からのデータを含みます。情報処理や認知能力の違いを反映した内因性のコンポーネントが原因で信号の広範な活動やまみれ頭皮の地形にはっきりと見えると頂点の上に識別可能です。
      注：データは10,11を分析するために、このプロトコルを使用して、以前の研究では、Fzは、FCZ、およびCzは電極からのデータを使用しました。

結果

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

記載されているプロトコルは、一方的な脳性麻痺（CP）10,11と子どもの発達を無視（DD）の現象に寄与し、基礎となる認知的要因を研究し、以前に発表された研究で使用されています。わずかに異なる2つのプロトコルは、ターゲットに向けて目標指向手の応答に関与する別の認知過程を解きほぐすためにこれらの刊行物に使用されています。両方の記事ではグループ（DDとNODD）間の認知過程における有意差は正中線電極（Fzは、FCZ、CZ）でのプレゼンテーション刺激ターゲットにする反応で発見されました。代表的な結果は、したがって、DDとない一方的なCPの小児にターゲット刺激（ 図1に示すように、ゴー/ NOGOタスクにおいて誘発）によって誘発される事象関連脳電位（ERP）を示します。記載されている数値は、5と11歳の間の一方的なCPと24人の子供の記録に基づいています。

図3のERPコンポーネント図に提示されるような（視覚ターゲット刺激に応答して一方的CPと24人の子供の壮大平均ERPのを示しています。試験および参加者全体で平均する正と負のたわみの一連の構成ERP波形を生成1）。 図3Aは、異なる電位の詳細ビューのFCZ電極位置での壮大な平均のERPを示しています。これは、影響を受ける側（AS）へと影響の少ない側（LAS）への刺激提示のための別々の電位を示している。 図3Bは potentialsacross頭皮の表現を示します。これらの壮大平均ERPは、影響を受けた（AS）と少なく、影響を受ける側（LAS）、平均反応が両側に提示刺激に示します。 図3Aおよび 3Bに示すグラン平均は明らかN1およびP2成分を含みます。代わりに、古典的なP3の、緯度電子待ち時間陰性成分（NC）は、標的刺激以下の前頭中央頭皮位置で観察されます。子どもたちのこの前頭中心的な負の波は、大人20で古典的なP3の波に匹敵することが以前に報告され、繰り返し一方的なCP 10,11と子どもたちに目標応答タスクで観察されています。

図4は 、DDとない一方的なCPと子の間のERPのグループの違いを示している。 図4（a）は、両群（DDとNODD）のための壮大な平均のERPを示し、各側面（影響を受け、あまり影響を受けた側）を別々に。両方のグループの場合、N1とP2のコンポーネントだけでなく、後半待ち時間陰性成分を観察することができます。しかし、P3領域で負の波がDD群（P <0.05）で有意に大きいです。また、N1成分の振幅との間の有意差は群間で観察することができます。統計について固定遅延のウィンドウ内の平均値を分析した分析。 図4Bに示すように、有意な差を示すように、棒グラフは、頻繁に使用されます。 2群間の差を解釈するには、特定の認知操作に各ERPコンポーネントに関する豊富な文献があります。重要な群差が検出されるたびに既存の文献には、これらの違いの意味を適切に解釈するために使用されるべきです。これらの代表的な結果の知見は研究課題に関連する解釈されているどのように対応する出版物10,11に記載されています。

ERPの記録から得られたデータに加えて、異なる目標応答タスクは、さらなる分析のために使用することができる行動データを生成します。反応時間（ターゲットプレゼンテーションからボタンを押すまでの時間）とエラー（ 例えば 、省略次のターゲット-STIMUリー）は、別の追加の従属変数として使用することができます。 図5に示すように一方的なCP（あまり影響を受け対影響を受ける）両手の間の反応時間の差を持つ子供を研究する際には、10,11を期待することができるが、事象関連電位に差が観察されている場合でも、その行動の測定値が示すことが可能ですグループ10の間には違いありません。

別個の次元として反応時間とエラースコアを使用する別の可能性は、逆効率スコア（IES）を計算することにより、複合スコアを使用することです。 IESは23ミリ秒で表現さ正解応答の割合で割った平均反応時間によって決定されます。この方法は、低い（<10％）誤り率2と作業において特に有用であると考えられます。現在のプロトコルは、非常に簡単に目標対応手順を示唆するように、低エラーレートが予想され、文書となっています前発表された研究10,11で編。

figure-results-1
幅広い年齢層に適した目標応答タスク実験の図1の例。例では、白の背景に提示スマイリー数字のペアの視覚刺激で構成されています。試験の2つのタイプが示されています。ターゲット・トライアルを右手（右）用右手（左）とNOGO-試験のために。両試験は背景-とcue-刺激を含んでいる。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

figure-results-2
国際10-20システムに基づいて、電極配置の図2の回路図。白色電極を適用placemanの複数形を表しますリンクされた乳様突起の基準配置と活性電極32とEOG測定のために使用される2つの活性電極のT。オレンジの電極は基準電極を表します。灰色の電極は接地電極を表している。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

figure-results-3
一方的なCP時間でターゲット刺激 24人の子供のグランド平均ERP波形を、次の図3.代表壮大平均ERPは、-刺激をターゲットにロック。 （A）FCZ電極位置でグランド平均ERPの。実線はあまり影響を受けた側（LAS）にターゲット刺激提示を次のERPを表します。破線は、影響を受ける側（AS）にターゲット刺激提示次のERPを表します。時間ウィンドウは、ARound関心の異なるコンポーネント（N1、P2、およびP3 / NC）の最大値が強調表示されます。 （B）、頭皮全体の壮大平均ERPの表現。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

figure-results-4
2群間の差を表示するターゲット刺激以下の図4.代表壮大平均のERP。（A）、 図3に示すように一方的なCPと同じ24人の子供のグランド平均ERP波形は、時間が-刺激をターゲットにロック。十二人の子供は、DDを持つものとして分類されました。 （; = N 12 NODD）青い線は、DDずに一方的CP児の事象関連電位を表します。オレンジ色の線は、DDを持つ子どものためのERPを表す（; N = 12 DD）。連続線が表します以下患側（LAS）へのERP次のターゲット刺激提示。破線は、影響を受ける側（AS）にターゲット刺激提示次のERPを表します。関心の異なる成分の最大値の周りの時間窓（N1、P2、およびP3 / NC）をハイライト表示さ​​れます。 （B）   P3 / NC振幅（±SEMμVを意味する）を標的-刺激に、図3（a）に示すように。青いバーは、DDのない子供たちのためにP3 / NC振幅の平均値を表します。オレンジ色のバーは、DDの小児用P3 / NC振幅の平均値を表します。明確なバーはあまり影響を受けた側（LAS）の結果を示しています。縞模様のバーは、患側（AS）の結果を示しています。アスタリスクは、P3 / NC振幅に関する両群間に有意な（P <0.05）差を示している。 このFの拡大版を表示するには、こちらをクリックしてくださいigure。

figure-results-5
影響を受けたとあまり影響を受けた手の間の差異を表示図5。代表的な反応時間データ。描かは、SEMの±手段です。灰色のバーは、その影響を受けにくいの手で一方的なCPと24人の子供の-刺激をターゲットに、平均反応時間を示しています。黒いバーは、その影響を受けた手で同じ子供の-刺激をターゲットに、平均反応時間を示している。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。

ディスカッション

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この記事では、直接、一方的な脳性麻痺（CP）と発達無視（DD）の小児における単純な上肢の動きの間、移動制御に関連する認知プロセスを評価するために開発したプロトコルを提示します。片側CPは主として上肢1,3に影響を及ぼす 、身体の片側に移動欠損によって特徴付けられる非進行性の神経発達障害です。 DD児が自発的な日常活動5時の彼らの影響を受けた手の保存容量の無視を示しています。現在のプロトコルは、これらの子どもたちのための既存の更生手続の改善を目的としたDDの現象に寄与している可能性が関連する認知のメカニズムを解明するために開発されました。このプロトコルを使用することにより、貴重な新しい洞察は、DD 10,11の小児における単純な上肢の動きに関連した基礎となる認知プロセスについて得られました。

このプロトにクリティカルcolが非常に簡単に実行可能な目標応答タスク時の事象関連脳電位（ERP）の使用です。タスクを行うシンプルさは、移動制限のある幼児を含めることが可能になります。タスク中のERPを記録する高い時間分解能で神経活動を測定する強力な非侵襲的ニューロイメージング技術として使用されます。このプロトコルを使用すると、一方的なCP児の上肢制御の別個の処理段階に関連する認知面の研究を可能にします。このように、神経生理学的レベルに行動試験を拡張します。また、プロトコルは簡単に別の刺激を提示することによって適合させることができる（ 例えば 、キューの刺激、NOGO-刺激）または適応刺激提示時間だけでなく、刺激間間隔。これは、直接上肢の制御に関与する種々の認知プロセスを評価することが可能である（ 例えば 、応答阻害対応答製剤）。

次の一方的なCPの小児における特定の運動障害が実際に機能不全の認知過程に起因しているという考えに、DDと子供の観察運動障害に貢献するかもしれないもう一つの重要な側面は、可能な感覚欠損18です。原因特定の視床皮質とcorticocortical経路への損傷に一方的CPといくつかの子供たちは、彼らの動きを24から正確な感覚フィードバックを受け取りません。今度はこれが影響を受けた手の十分に活用しない、 すなわち、DDにつながることが提案されています。現在のプロトコルは、直接これを可能に感覚欠損を評価しません。運動障害を持つ子供の異なる感覚処理の詳細な評価のために、私たちは支配人とキー（2014）25の作業を参照してください。

正確かつ有効な結果を確実にするために、心に留めておくべきいくつかの重要なポイントがあります。脳波実験を開始する前に、関連LIMを理解するために、すべての重要なの最初のものですこの技術のitations。比較的低い空間分解能、ならびに皮質下の活動を推測することの難しさは、考慮すべき重要な課題です。調査の質問は、神経解剖学的には、上肢制御中に特定のプロセスを局在化することを目的としている場合、代わりの神経画像法を考慮すべきである（ 例えば 、（f）はMRI）。しかし、それは明らかに、EEGの非侵襲性だけでなく、子供によく知られている場所で測定するために、モバイルラボを使用する可能性が他の技術の上に多大な利点を提供することを記載すべき。

脳波測定の悪い空間分解能の隣に、点滅し、筋活動によって導入されるノイズも不利です。特に子供には、これらのアーチファクトを低減するための適切な指示を与えることは非常に困難です。それは子供たちの注意を保持し、時間がかかりすぎるしないプロトコルを使用することが非常に重要です。

現在のPRotocolは、一方的なCP 10,11の小児におけるDDの現象に寄与し、基礎となる認知プロセスに新しい経験的な洞察を提供しています。これらの洞察は、DDのさらなる理解のためだけでなく、現在の療法を個別化するためにだけでなく、高い価値があるかもしれません。また、このプロトコルの機能は、直接子どもたちに運動の発展に関連する認知的側面に関する研究のための可能なより広範な実施を引き起こす可能性が上肢制御の基礎となる認知的要因を評価しました。

開示事項

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著者らは、競合する金銭的利益はないと宣言している。

謝辞

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この研究は、Hersenstichting Nederland、Johanna KinderFonds、Stichting Rotterdams Kinderrevalidatie Fonds Adraanstichting、Phelps Stichting voor Spastici、およびRevalidatie fondsからの助成金によって支援された博士論文の一部です。

材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
神経科学のための刺激送達・実験制御プログラム「プレゼンテーション」NeuoBehavioralSystems 会社の Web アドレス: http://www.neurobs.com/index_html
代替刺激presenationソフトウェアは
、時間accurate(1ms)ボタンプレス登録TSG、ラドバウド大学ナイメーヘン会社のウェブアドレス:http://tsgdoc.socsci.ru.nl/
index.php?title=ButtonBoxes
代替ボタンを押す登録デバイスは
、BUA 128 USBインターフェース
S / N:AMP13061963DC、 BUA128-1302289、EIB13010349		MedCaT B.V.BP-01100会社のWebアドレス:http://www.medcat.nl/Research/acticap.htm
子供との測定には、モバイルEEGラボが強く推奨
Acticap 32チャンネル標準キャップセット
S / N:aCAP11101664、aEB13032942		MedCaT B.V.BP-04200会社のWebアドレス:http://www.medcat.nl/Research/acticap.htm
アクティブ電極システム
BrainVision Recorderソフトウェアライセンスの使用を強くお勧めします
USBドンゲル：UR11471
&
BrainVision Analyzer ソフトウェア ライセンス
USB Dongel: U12512		Brain 製品BP00020


&
BP00120		会社の Web アドレス: http://www.brainproducts.com/
Alteranteの記録および分析ソフトウェアは
、NuPrepMedCatSupplies10-30会社のWebアドレスを使用することができます:http://www.medcat.nl/supplies/
代替の皮膚製剤の角質除去剤を使用することができます
皮膚コンダクタンス電極ペーストMedCatSuppliesTD-246会社のウェブアドレス: http://www.medcat.nl/supplies/
代替EEG導電性電極ゲルは、
鈍い針
および
シリンジキット		MedCatSuppliesJG161.5
&を使用することができます。
30xxxx		会社の Web アドレス: http://www.medcat.nl/supplies/
針とシリンジキットは、アクティブ電極用のEEGキャップActicapホルダーに埋め込まれた電極に導電性ゲルを塗布し

ステッカーMedCatSupplies		BP-04244
&;
Z85-10x		会社の Web アドレス: http://www.medcat.nl/supplies/
Acticapホルダーとステッカーは、EOG電極の固定に使用されます
、

参考文献

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  1. Rosenbaum, P., et al. A report: the definition and classification of cerebral palsy April 2006. Dev Med Child Neurol. Supplement. 109, 8-14 (2007).
  2. Aisen, M. L., et al. Cerebral palsy: clinical care and neurological rehabilitation. Lancet Neurol. 10, 844-852 (2011).
  3. Odding, E., Roebroeck, M. E., Stam, H. J. The epidemiology of cerebral palsy: incidence, impairments and risk factors. Disabil Rehabil. 28, 183-191 (2006).
  4. Taub, E., Ramey, S., DeLuca, S., Echols, K. Efficacy of constraint-induced movement therapy for children with cerebral palsy with asymmetric motor impairment. Pediatrics. 113, 305-312 (2004).
  5. Houwink, A., Aarts, P., Geurts, A., Steenbergen, B. A neurocognitive perspective on developmental disregard in children with hemiplegic cerebral palsy. Res Dev Disabil. 32, 2157-2163 (2011).
  6. Deluca, S., Echols, K., Law, C., Ramey, S. Intensive pediatric constraint-induced therapy for children with cerebral palsy: randomized, controlled, crossover trial. J Child Neurol. 21, 931-938 (2006).
  7. Hoare, B., Wasiak, J., Imms, C., Carey, L. Constraint-induced movement therapy in the treatment of the upper limb in children with hemiplegic cerebral palsy. Cochrane Database Syst Rev. (2), (2007).
  8. Boyd, R., et al. INCITE: A randomised trial comparing constraint induced movement therapy and bimanual training in children with congenital hemiplegia. BMC Neurol. 10, 4(2010).
  9. Sutcliffe, T., Logan, W., Fehlings, D. Pediatric constraint-induced movement therapy is associated with increased contralateral cortical activity on functional magnetic resonance imaging. J Child Neurol. 24, 1230-1235 (2009).
  10. Zielinski, I. M., Jongsma, M. L., Baas, C. M., Aarts, P. B., Steenbergen, B. Unravelling developmental disregard in children with unilateral cerebral palsy by measuring event related potentials during a simple and complex task. BMC Neurol. 14, 6(2014).
  11. Zielinski, I. M., Steenbergen, B., Baas, C., Aarts, P., Jongsma, M. Neglect-like characteristics of developmental disregard in children with cerebral palsy revealed by event related potentials. BMC Neurol. 14, 221(2014).
  12. Saevarsson, S. Motor Response Deficits of Unilateral Neglect: Assessment, Therapy, and Neuroanatomy . Appl Neuropsychol Adult. , (2013).
  13. Eliasson, A. C., et al. The Manual Ability Classification System (MACS) for children with cerebral palsy: scale development and evidence of validity and reliability. Dev Med Child Neurol. 48, 549-554 (2006).
  14. Houwink, A., Geerdink, Y., Steenbergen, B., Geurts, A., Aarts, P. Assessment of upper-limb capacity, performance, and developmental disregard in children with cerebral palsy: validity and reliability of the revised Video-Observation Aarts and Aarts module: Determine Developmental Disregard (VOAA-DDD-R). Dev Med Child Neurol. 55, 76-82 (2013).
  15. Sutcliffe, T., Logan, W., Fehlings, D. Pediatric constraint-induced movement therapy is associated with increased contralateral cortical activity on functional magnetic resonance imaging. J.Child Neurol. 24 (10), 1230-1235 (2009).
  16. Klingels, K., Jaspers, E., Van de Winkel, A. A systematic review of arm activity measures for children with hemiplegic cerebral palsy. Clin Rehabil. 24 (10), 887-900 (2010).
  17. Maitre, N. L., et al. Feasibility of event-related potential methodology to evaluate changes in cortical processing after rehabilitation in children with cerebral palsy: a pilot study.J Clin Exp Neuropsyc. 36 (7), 669-679 (2014).
  18. Maitre, N. L., Barnett, Z. P., Key, P. F. Novel Assessment of Cortical Response to Somatosensory Stimuli in Children With hemiparetic Cerebral Palsy. J Child Neurol. 27 (10), 1276-1283 (2012).
  19. Lavric, A., Pizzagalli, D. A., Forstmeier, S. When 'go' and 'nogo' are equally frequent: ERPcomponents and cortical tomography. Eur J Neurosci. 20, 2483-2488 (2004).
  20. Sharbrough, F., et al. American Encephalographic Society guidelines for standard electrode position nomenclature. J Clin Neurophysiol. 8, 200-202 (1991).
  21. Gratton, G., Coles, M., Donchin, E. A new method for off-line removal of ocular artifact. Electroen Clin Neuro. 55 (4), 468-484 (1983).
  22. Picton, T. W. The P300 wave of the human event-related potential. J Clin Neurophysiol. 9, 456-479 (1992).
  23. Bruyer, R., Brysbaert, M. Combining Speed and Accuracy in Cognitive Psychology: Is the Inverse Efficiency Score (Ies) a Better Dependent Variable Than the Mean Reaction Time (Rt) and the Percentage of Errors (Pe)? Psychol Belg. 51, 5-13 (2011).
  24. Auld, M. L., Ware, R. S., Boyd, R. N., Moseley, G. L., Johnston, L. M. Reproducibility of tactile assessments for children with unilateral cerebral palsy. Phys Occup Ther Pediatr. 32 (2), 151-166 (2012).
  25. Maitre, N. L., Key, A. P. Quantitative assessment of cortical auditory-tactile processing in children with disabilities. J Vis Exp. 29 (83), (2014).

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