Name: カスタムサイズのMEGと就学前のお子様でNeuromagnetic脳機能の計測 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-02-19T17:10:00.000+00:00
Duration: 14 min 15 s
Description: 学ぶ 就学前児童向けカスタムMEGシステムを用いた脳機能計測法。子供の言語習得と認知発達の神経メカニズムを非侵襲的に解明する手法です。

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この作品は、オーストラリア研究評議会リンケージインフラ機器と設備グラントLEO668421とオーストラリア研究評議会の連携プロジェクト無償LP0669471によってサポートされていました。作者は感謝してKIT -マッコーリー脳研究所設立に金沢工業大学と横河電機の協力を認める。

これらのガイドラインは、脳磁図（MEG）を使用して、未就学児の認知脳機能を測定するための装置と手順を説明します。最初に、私たちは子どもたちの認知機能の実験的なテストを実行する際に考慮しなければならない一般的なガイドラインと問題点を話し合う。第二に、我々は、4歳児の動機づけと行動の容量を持つMEGデータ収集の要件を調整するために開発されたプロトコルについて説明します。 1。 MEG幼い子供を研究するための一般的な考慮事項目を覚まし健康な子供を扱うときMEGの研究者が固有の課題の数に直面している。最初に、荒涼と機能的な実験室環境では、若い子供たちを威嚇または怖がらせる可能性があります。第二に、実験的脳研究の基本的な要件は、動きの制限を含め、積極的に、長時間の作業に多くの大人は、退屈、不快見つけることが条件に参加。子供を勉強するときに、それは子どもの能力や限界に実験手順を適応させることが不可欠となる。このセクションでは、我々は、データ収集のセッションに参加する被験者の準備に関与する最初の手順を説明します。 1.1ゼーション/研修会：就学前児童のための習熟/トレーニングセッションが前に実際のデータ収集のセッションが予定されている。このセッションでは、子どもが自分のペースで環境や研究者に精通することができます。我々は研究者に子と親を紹介し、ラボ環境とルーチンでそれらを理解。入門セッションの終わりまでに親と子は、参加に関わるすべての手順を理解し、彼らはデータの記録時に期待すべきかを理解する。最初の訪問の間に、子供は恥ずかしがり屋や不安が表示される場合、それらをより快適に感じるまで、我々は再生時間の周期を持っている。その後、我々はすべてのステップの導入を進める。 1.2環境を説明：子にMEGの環境を説明するために、我々は周囲のための子供向けの正当化を提供するテーマを採用しています。例えば、MEGシステムは、いくつかのなじみのないイベントが発生する可能性のある宇宙の冒険に子供を取るのを待っている宇宙船です。研究室では、壁のステッカーやおもちゃ（図1）で飾られている、そしてそれは、専用のプレイルームを持っています。子供に話すとき、私たちは子どもたちが容易にそのような代わりに"マーカーコイルキャップ"の代わりに"最小限の動き"の"凍結"、そして"宇宙飛行士のヘルメット"として理解できる言語を使用してください。 1.3子どもへ、両親への手順を説明する：私たちは、子と親の子は磁気シールドルーム（MSR）の内部に入る前に取られるステップを示しています。最初のステップの一つは、被験者の頭の上の5つのマーカーコイルキャップを取付けてであり、これらのコイルは、MEGのヘルメットの中に被写体の頭の位置を示します。子供の助けを借りて、我々デジタル化する人形の頭部の形状、そしてその後、我々は、子供とMSR /宇宙船に人形を伴うために親を招待。一度MSRの内側、我々は映画を鑑賞するためにヘルメットの内部に人形の頭を置く。彼らは人形と一緒に映画を鑑賞する場合に我々は、その子を求める。子供は快適でリラックスであり、彼らの親が私達のプロトコルに満足している場合、我々は彼らが宇宙船の内部に、私たちの研究室を訪問、次回のゲームをプレイするために招待。 1.4ワークブック：私たちは、子どもたちは、テストセッション中に行われる手順を示して宇宙の冒険のテーマに基づいて、ワークブックを持っている。子どもたちは家庭を取ると次の訪問の準備のために両親とそれらを介して動作するようにこれらのworksbooksを与えられている。ワークブックの目的は、テストするには、3つの主要な要件の重要性を強調するためである。a）MSR内の任意の鉄系材料の回避、b）の正確なデータの共同登録とcを確保するためのマーカーのコイルキャップの配置）とデジタル化とデータ収集中にまだ残っていることの重要性。 2。就学前年齢の子どもからMEG信号を測定するためのプロトコル データ収集と実験的なタスクの実行中に使用される2.1機器 マーカーコイルキャップ：主題の構造情報（例えばMRIまたはデジタル化された頭部の形状）、五コイルのセットでMEGのデータを整列するためには、子供がMEGヘルメットの内部に身に着けている水泳キャップに配置されます。これらのコイルは基準点として機能し、その位置は、被験者の頭部は、買収時に移動しているどの程度を測定するタスクの前後に比較されます。 デジタイザ：データ収集に先立ち、五マーカーのコイルと被験者の頭部の形状の位置は、Polhemus社のFを使用してデジタル化されるastrak ®デジタイザ（コルチェスター、バーモント州）。デジタイザは、ペンデジタイザ、3つのレシーバ、トランスミッタ、モーショントラッキングのユニットで構成されています。このプロセスは、コイルの位置を測定します。後でこれらの場所は、取得した磁気データとヘッドの形状を揃えるためにMEGで得られる位置情報と照合されます。 子MEGシステム ：データ収集は全頭子MEGシステム（KIT、金沢、日本）[2]を使用して行われます。データは0.03 Hzから200Hzの間でオンラインのバンドパスフィルタと、1000Hzのサンプリングレートで連続的に取得されます。マーカのコイルの位置は、ヘッドの移動を測定するための録音の前後に取得されます。ヘッドの移動は5mmより大きい場合、データは拒否されます。 MEGシステム周辺機器：実験刺激は、プレゼンテーション®（神経行動学的システム、バニー、CA）を使用してPCで制御されます。視覚的な入力は、MSRの外に座っているとMSRの画面上に反映されているプロジェクターによって配信されます。聴覚刺激は、赤ちゃんサイズの泡のイヤホン（Etymotic Research社、エルクグローブヴィレッジ、イリノイ州）を装着したEtymotic研究モデルER - 30インサートイヤホンによって配信されます。子は常に閉じた回路のカメラによって監視され、実験者がマイクを使って子供と連通している。 2.2データ収集：データのレコーディングセッションでは、次の段階を伴います。 ステージI：前の子供の到着に 早く子供が到着する実験を開始する準備がすべてのコンピュータ、ソフトウェアや機器を持つことが重要です。子と親が研究室にいる間一般的な推奨事項として、2つの経験豊富な研究者が存在する必要があります。研究者、親と子の間に明確なコミュニケーションは、実験の成功にとってきわめて重要である。 ステージII：子どもが到着した後、 <ol><li>同意書に署名し、親が質問がある場合は、実験者はチェックされています。 </li><li>子供が最初の会議中、または小冊子で導入されたすべての手順を記憶し、記憶されているものを再導入した場合実験者がチェックします。デジタル化とデータ収集中に動きを凍結または最小化の重要性が強調されている。これは、人形を使って実証することができます。 </li><li>子供が（グリッターパッチ付き衣類、ジュエリー、ポケット内部に忘れおもちゃ、ヘアピンなど）を、鉄系材料を運んでいるならば、、実験者がチェックします。彼らは鉄系材料を含んでいる衣類の一部を実行する場合、我々は、MEG安全な衣類を提供してください。親が実験中に子どもを同行することを望む場合、我々は、彼らがまた、鉄鋼材料を除去することを確認してください。 </li></ol> ステージIII：MSR内のタスクを実行するために子供が準備 <ol><li>実験者は、5マーカーコイルを保持するキャップに適合します。 </li><li>実験者は、マーカーのコイルの位置と子供の頭部の形状をデジタル化。固定位置で頭を維持するために、我々は3つのレシーバを装着されている首の支柱を使用してください。良好なヘッド形状を得るために定期的に運動や"凍結"を最小限にするという考えを補強することが重要です。子は"凍結"で良い仕事を行うためのステッカーで報われることがあります。 </li><li>子は、MSRを入力するように招待されている。イヤホンが挿入され、子は、仰臥位でMEGデュワーのヘルメットに配置される。 </li><li>子供がMEGヘルメット内部の頭で快適に横になってされると、マーカのコイルは、その電源ユニットに接続され、MSRのドアが閉じている。一つの実験は、全体のセッションの間にお部屋で（必要に応じても、親、）のまま。 </li><li>セットアップ中およびデータ収集のブロック間の娯楽のために、映画や漫画は、MSRの逆投影スクリーン上に投影することができます。 </li></ol> ステージIV：実験の実行 <ol><li> MSRのドアが閉じられると、イカが従事し、データ収集が開始されています。 </li><li>子供が映画を観るように、coregistrationの事前テストは、MEGの信号がデジタル化された頭部の形状にcoregisteredできることを確認するために行われている。このプレテストは、MEGのシステムで示す位置にデジタル化の間に得られたマーカのコイルの位置と一致するで構成されています。 </li><li>いったん最初のテストでは、子供の頭が正しくヘルメットの内側に配置され、研究者が実験を開始できることを示しています：（a）の映画がミュートされ、彼らは"ゲームをプレイ"する準備ができている場合（b）の研究者は、子を要求します。ゲームが開始されると（c）に、実験者は、定期的にフィードバックを持つ子を提供します。例えば、子供は文のシリーズに耳を傾け、そしてできるだけ早く彼らはそれを聞くと、"チーズ"などのターゲットの単語を繰り返すよう求められる場合があります。これらのターゲットの単語がキャッチトリのサブセットに埋め込まれていますALSは、そのプローブは、タスクへの気配りを続けたが、最終的な分析に含まれていません。 </li><li>タスクが完了すると、別のマーカーのコイルの測定は、頭の位置と動きを監視するために実行されます。 </li><li> SQUIDのが外れると、MSRの扉が開かれ、子供は彼らが良い仕事のための賞を選ぶことができるプレイルームに招待されている。 </li></ol> 3。代表的な結果我々の研究室における代表的な研究は、子どもの言語のロジックの開発を研究するためにこのプロトコルを使用していました。 3-4年熟成二十六の子供（4歳と5ヶ月の平均では）少なくとも一つの取得のセッションに参加した。これらの子供たちのうち17秒のテストセッションに返され、5人が第三のテストセッションのために来た。平均的なヘッドの動きがよく5ミリメートルしきい値内未満3.7ミリメートル（SD 3.1ミリメートル）であった。 5mm以上大きな動きは、5.5ミリメートルから15ミリメートル（= 8.6ミリメートル、SD = 2.5 mmの平均）に至るまで変化して、セッションの4.5％に発生しました。 <img src="/files/ftp_upload/1693/1693fig1.jpg" alt="図1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="図1"> 図1：MSRとMEGのヘルメットは、ステッカーやぬいぐるみで飾られています。 <img src="/files/ftp_upload/1693/1693fig2.jpg" alt="図2" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="図2"> 図2。成人サイズのMEG（左）の四歳の少女。運動と頭部とヘルメットの間の距離を最小限に抑えるために彼女の頭の上部にあるパディングに注意してください。右の画像は、子のMEGで同じ女の子を示しています。

<ol><li>Hämäläinen, M., Hari, R., Ilmoniemi, R. J., Knuutila, J., Lounasmaa, O. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetoencephalography-+theory%2C+instrumentation%2C+and+applications+to+noninvasive+studies+of+the+working+human+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Mod.+Physics%22%5BJournal%5D)">Magnetoencephalography- theory, instrumentation, and applications to noninvasive studies of the working human brain.</a> Rev. Mod. Physics. 65 (2), 413-497 (1993).</li>
<li>Johnson, B. W., Crain, S., Thornton, R., Tesan, G., Reid, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+brain+function+in+pre-school+children+using+a+custom+sized+whole-head+MEG+sensor+array%5BTitle%5D)+AND+%22Clin.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Measurement of brain function in pre-school children using a custom sized whole-head MEG sensor array.</a> Clin. Neurophysiol. , (2009).</li>
<li>Kado, H., Higuchi, M., Shimogawara, M., Haruta, Y., Adachi, Y., Kawai, J., Ogata, H., Uehara, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetoencephalogram+system+developed+at+KIT%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Appl.+Supercond%22%5BJournal%5D)">Magnetoencephalogram system developed at KIT.</a> IEEE Trans. Appl. Supercond. 9, 4057-4062 (1999).</li>
<li>Uehara, G., Adachi, Y., Kawai, J., Shimogawara, M., Higuchi, M., Haruta, Y., Ogata, H., Kado, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-Channel+SQUID+Systems+for+Biomagnetic+Measurement%5BTitle%5D)+AND+%22IEICE+Trans.+Electr%22%5BJournal%5D)">Multi-Channel SQUID Systems for Biomagnetic Measurement.</a> IEICE Trans. Electr. E86-C, 43-54 (2003).</li>
</ol>

このプロトコルは、健康と目を覚まし4歳の子供の認知脳機能の測定を容易にするために設計されています。我々は、就学年齢の子どもの頭に合うように設計されたカスタムサイズのMEGシステムを使用してください。このシステムでは、子供向けの実験室の環境、および機能と子どもたちの動機に適応protocolは、我々は非常に少ないデータが現在存在するする年齢層に認知の脳機能を測定することができます。 KIT -マッコーリーシステムは、就学前年齢の子どもで使用するためのサイズの第一全体のヘッド方式のカスタムです。子どもたちを研究するためのカスタマイズされたヘルメットデュワーの3つの主要な利点があります。最初に、センサーの設定の半径は、子供の頭のneuromagnetic信号の範囲にSQUIDセンサをもたらします。第二に、小さなヘルメットはデュワーに子供の頭を完全に挿入することができます。完全な挿入は、お子様をお連れの肩の距離（図2参照）に小さい王冠の成人デュワーのヘルメットに阻止される。 neuromagnetic信号は距離と共に急速に減衰するため、これら二つの要因は、脳磁図を用いた脳活動を記録するの基本です。第三に、カスタマイズされた子のヘルメットのヘッドの左右対称の位置に補助とは、デュワー内で子供の頭の動きの自由度を制限。これらの機能は大幅にセットアップ、ポジショニング、そして子供からのMEG信号の測定を容易にします。 カスタムサイズの子MEGシステムの出現は、認知神経科学のための重要な前進です。放射性医薬品や強い磁場を用いる代替機能的神経イメージング技術は、小さなお子様連れルーチンの使用に適しているとは限りません。 MEGは、完全に受動的な計測手法であるため、組織を開発するためには、考えられる危険性はありません。従来の大人のMEGシステムは、子どもたちと一緒に使用するのに適していないので、健康な就学前の年齢の子供たちからは非常に少ないMEGのデータは、現在ありません。子MEGシステムは、認知機能の正常と病理学的発展に新たな洞察を提供し、私たちは脳の活動の劇的な構造が発生している年齢でで脳機能を研究することができます。

<table><tbody><tr><td>小児用全頭MEG</td><td>金沢工業大学（金沢）および横河電機株式会社（東京）</td><td>モデル PQ1064R-N2m</td><td></td></tr><tr><td>磁気シールドルーム</td><td>株式会社藤原製作所</td><td></td><td></td></tr><tr><td>デジタイザー</td><td>Polhemus (Colchester, VT)</td><td>Fastrack</td><td></td></tr><tr><td>実験制御ソフトウェア</td><td>Neurobehavioral Systems</td><td>Presentation</td><td></td></tr><tr><td>イヤホン</td><td>Etymotic Research Inc.</td><td>ER-30</td><td></td></tr></tbody></table>

カスタムサイズのmegと就学前のお子様でneuromagnetic脳機能の計測

Measurement Of Neuromagnetic Brain Function In Pre-school Children With Custom Sized MEG

脳磁図は、皮質の活動[1]に関連する磁場を検出する技術です。脳の電気生理学的活性は、電界を生成する - とその付随する磁場 - - 脳波を脳波（EEG）を使用して記録することができるMEGで検出された。 MEGの信号は、量子干渉素子（SQUIDのを）超伝導と呼ばれる特殊なセンサーによって検出されています。超電導センサーは-270で液体ヘリウムで冷却℃を必要とする彼らは、液体で満たされているデュワーと呼ばれるvacumm絶縁ヘルメット、内部に含まれています。 SQUIDのは、ヘリウム冷却材中のヘルメットデュワー内の固定位置に配置され、被験者の頭部は、MEGの測定のためにヘルメットデュワー内に配置されます。ヘルメットデュワーは反対の制約を満たすサイズにする必要があります。明らかに、それは、ほとんどまたはすべての調査される人口の頭のに合わせて十分な大きさでなければなりません。しかし、ヘルメットはまた、測定するためであることが小さな脳分野の範囲内にSQUIDセンサのほとんどを保つために十分に小さくなければならない。従来の全頭MEGシステムは、成人の頭の90％以上を収容するように設計されています。しかし、成人のシステムはよくその頭大人より数cm小さい半径を有する就学前童車での脳機能を測定するには適していません。マッコーリー大学のKIT -マッコーリー脳研究所では、就学前の子どもたちの頭に合わせてサイズMEGシステムのカスタムを使用しています。この子システムが50mmのベースラインを持つ64の一次軸勾配計を持っている[2]と、従来の成人サイズのMEGシステムと一緒に磁気シールドルーム（MSR）の中に含まれている[3,4]。子どもたちを研究するためのカスタマイズされたヘルメットデュワーの3つの主要な利点があります。最初に、センサーの設定の半径は、子どもたちの頭のneuromagnetic信号の範囲にSQUIDセンサをもたらします。第二に、小さなヘルメットはデュワーに子供の頭を完全に挿入することができます。完全な挿入は、お子様をお連れの肩の距離に小さい王冠の成人デュワーのヘルメットに阻止される。 neuromagnetic信号は距離と共に急速に減衰するため、これら二つの要因は、脳磁図を用いた脳活動を記録するの基本です。第三に、カスタマイズされた子のヘルメットのヘッドの左右対称の位置に補助とは、デュワー内で子供の頭の動きの自由度を制限。子どもたちの動機や行動能力とデータ収集の要件を整列プロトコルで使用する場合、これらの機能は大幅にセットアップ、ポジショニング、およびMEG信号の測定を容易にします。

幼児用サイズのMEGシステムの出現は、脳の発達を研究するために重要な新しい機会を開きます。新システムは、一緒に子供たちの能力で実験的な要件を揃えプロトコルと3〜6歳の健康、目を覚まし子どもの認知と言語のプロセスを研究するために使用することができます。

カスタムサイズのMEGと就学前のお子様でNeuromagnetic脳機能の計測

磁気脳波計（MEG）は、皮質活動に伴う磁場を検出する技術である [1]。脳の電気生理学的活動は...

こんにちは、スティーブン・クレーンです。私はKITマッコーリー脳研究ラボの共同ディレクターを務めています。当ラボは、オーストラリアのシドニーにあるマッコーリー大学のマッコーリー認知科学センターの一部です。こんにちは、マッコーリー大学のマッコーリー認知科学センターで研究員のイラ・デッサンです。こんにちは、同じくマッコーリー認知科学センターのメラニー・リードです。マッコーリー大学では、脳磁計（MEG）を用いて、2歳から6歳までの子供における言語の急速な習得を支える脳メカニズムについて研究しています。MEGは脳皮質によって生成される磁場を測定します。MEGを用いることで、言語処理中にどの脳領域が活性化しているか、また、それらの異なる領域がどのように相互作用しているかを観察できます。あらゆる脳画像システムを用いて幼児を対象に研究を行う場合、2つの課題があります。第一に、一般的な研究室の環境は子供にとって親しみやすいものではありません。第二に、MEG研究に参加するためには、子供たちに動きを最小限に抑えるよう指示しなければならず、また長期間にわたってタスクに集中することが求められます。そのため、MEGを使用しながら、同時に子供たちが楽しめるようなプロトコルを開発することが重要でした。とはいえ、MEGのメリットは課題をはるかに上回ります。MEGは極めて高い時間分解能と優れた空間分解能を備えているため、小児の脳機能を測定するための貴重なツールであり、また完全に非侵襲的であるため、小児の神経組織に想定されるリスクはありません。MEGとは対照的に、他の神経画像診断技術では強力な磁場や放射性医薬品が使用されており、幼い子供にとってリスクとなる可能性があります。当社の小児用MEGシステムの大きな特徴の一つは、幼い子供たちが使用できるように特別に設計されている点です。このカスタムサイズのシステムは、金沢工業大学および横河電機株式会社との共同開発により実現しました。以下のビデオでは、なぜ子供向けにカスタマイズされたMEGシステムを開発する必要があったのかを説明し、MEGシステムで測定を行うための子供たちの準備手順についてご紹介します。それでは、これから数分間、私たちの研究室をご案内します。子どもたちが研究への参加を楽しく感じられるように、私たちが講じた工夫について説明します。この研究室には、同じ磁気遮蔽室の中に2台のMEGシステムが設置されています。成人用システムは、頭部全体をカバーするMEGヘルメット内部に均等に配置された160個のセンサーで構成されています。小児用MEGシステムも同様のレイアウトですが、センサー数は64個でヘルメットがより小型になっており、未就学児や乳幼児に最適です。脳磁図（Magnetoencephalography）またはイメージングは、神経活動を直接的に測定するニューロイメージング技術です。MEGは、脳皮質の数千個の活性化ニューロンによって生成される微弱な磁場を検出し、増幅することができます。これらの微弱な磁場の検出は、SQUID（超伝導量子干渉計）として知られる特殊なセンサーによって容易に達成されます。MEGシステムの運用には、超伝導技術が必要です。センサーにはマイナス 270 °C の液体ヘリウムによる冷却が必要です。以下のシーケンスでは、週に一度行う必要がある液体ヘリウムの補充作業を示しています。液体ヘリウムは、MEG システムの運用コストの大部分を占めています。脳から発生する磁場は、現代の研究室にあるあらゆる装置から発生する磁場に比べて極めて微弱です。そのため、MEGシステムは磁気シールドルームに設置する必要があります。当研究室のシールドルームは、3層のパーロと1層の銅で構成されています。室の重量は約8.5トンあり、その重量を支えるために研究室の床面を特別に補強する必要がありました。磁気シールド室の費用は、MEGシステムの設備投資コストの3分の1から2分の1を占めます。室の側面には多数のポートが設けられており、視覚刺激を室内に投影したり、光ファイバーケーブルを介して他の種類の装置を操作したりすることが可能です。MEGは、脳の活性化した細胞から発生する磁場を測定します。関連技術である脳波計（EEG）は、これらの磁場の電気的成分を測定します。EEGははるかに簡便で低コストな技術ですが、MEGのような脳内活動の局在化能力は備えていません。年長の子供や成人を対象とした研究では、多くの場合、EEG（脳波）とMEG（脳磁図）を同時に記録します。しかし、就学前児童の場合、EEGのセットアップに最も長い時間を要するため、通常は現実的ではありません。MEGは液体ヘリウムに浸されたセンサーを使用しているため、センサーは真空密閉された断熱ヘルメットドア内の固定位置に配置されています。標準的な成人用MEGシステムのヘルメットは、成人の頭部の約95%に適合するように設計されています。つまり、非常に大きい頭部や小さい頭部の方は、成人用ヘルメットにうまく適合しないことを意味します。これは未就学児にとって特に問題となります。なぜなら、子供の頭部の半径は成人の頭部よりも2〜3cmほど小さいためです。MEG信号は距離に応じて非常に急速に減衰します。つまり、成人のヘルメットに搭載されている多くのセンサーは、子供の脳からの信号を測定するのに効果的ではないことを意味します。もう一つの課題は、測定セッション中に、子供が大きなヘルメットの中で頭を動かしやすいことです。これにより、MEG信号の劣化が生じます。このクリップでは、成人用システムのMEGセンサを示しています。子供の頭部と比較すると、多くのセンサが頭部表面からかなり離れていることがわかります。そのため、未就学児の頭部サイズに合わせたカスタムサイズのMEGヘルメットを作製することが重要です。このクリップでは、当社の小児用MEGシステムのセンサーがすべて頭部表面に非常に近い位置にあることがわかります。実験を開始する前に、いくつかの手順を完了させる必要があります。MSR内で、子供が磁性体（フェリス材）でできたものを身に付けていないか確認します。ポケットの中に何か入っていますか？いいえ。そして、2人目を確認します。5つのマーカーコイルが組み込まれたキャップを子供に装着させます。次に、子供の頭部の形状をデジタル化するか、あるいは我々が「頭部の描画」と呼ぶ作業を行います。その後、タイ（結び目）の準備をしている間に、子供をMSR（または「宇宙船」）の中に入れてゲームができる状態にします。MSR内では、被験者が選択した映画を上部のスクリーンで上映します。被験者が心地よく横になったら、ドアを閉めてデータ収集を開始します。実験時間は通常、約20分間です。子どもたちに、音声を消した映画を見せながら、宇宙船の中でゲームをすることを勧めます。今回のケースでは、子どもたちは一連の文章を注意深く聞き、「チーズ」という言葉が聞こえた瞬間にその言葉を繰り返します。「猿のバックパックからチーズの匂いがする（The cheese smell from the monkeys backpack）。」よくできました。ニンジンチーズですね、素晴らしいです。子供の胸に見えるプラスチックチューブを通じて、音声などの音響刺激を子供の耳に届けます。チューブを耳に適合させるために、子供用サイズのフォーム製イヤーピースを使用します。データ収集の間、子供はクローズド回路ビデオを通じて継続的にモニターされ、実験者はマイクを通じて子供とコミュニケーションを取ることができます。MEG測定の前に、5つのマーカーコイルをスイミングキャップに固定し、それを子供の頭に被せます。MEG測定中、これらを用いてデータ収集全般における頭部の位置と動きを測定およびモニターします。研究者と、希望する場合は保護者が、常に遮蔽室内で子供に付き添います。これは、子供がリラックスし、身体の動きを最小限に抑えるためです。実験の終了後、タスクを正しく遂行した子供には報酬として景品が与えられます。では、どのステッカーを選びますか？「ここにひとつ」、「あそこにひとつ」という感じです。未就学児に慣れている方なら、子供たちが磁気遮蔽室の中でじっと横になることを、自ら進んで選ばないことはご存じでしょう。環境とプロセスの両方を子供にとって親しみやすいものにするために、いくつかの手法を用いています。研究室には、子供向けに親しみやすいステッカーやぬいぐるみが配置されています。検査は、研究室への3回から5回の訪問にわたって行われます。初回面接は通常、子どもに研究者を紹介し、MEGの環境に慣れさせるために行われます。子どもに、おもちゃや動物（クマなど）、またはカーミット（カエル）を見せます。これから行うすべての手順を説明してください。検査セッションにテーマを導入します。MEGシステムは、子供たちを宇宙の冒険へ連れて行くための宇宙船であると伝えます。このテーマに基づいたワークブックを用意し、これから行う手順を説明した上で、クレヨンでその周りに絵を描いてもらいます。あなたの頭の絵を描くのと似ています。デジタル化とテストの両方を行っている間、子供たちがじっと動かずにいられることが非常に重要です。それでは、じっとしていてくださいね。このように静止できますか？子供たちに、どのように静止するかを見せてくれるようお願いして、これを伝えます。よくできました。非常に良好です。凍結。凍結できることの重要性は、ラボへの訪問時に毎回強調されます。また、子どもたちが実験の各ステップを理解していることを確認することも重要です。子どもたちが理解できる言葉を使って、手順を説明します。例えば、マーカーコイルが入ったキャップを「宇宙飛行士のヘルメット」と呼びます。「もう宇宙飛行士になった気分かな？」そして、デジタル化することを「頭の写真を撮ること」と説明します。子供が恥ずかしがっていたり不安そうだったりする場合は、実験の内容を説明するためにパペットを使用することがよくあります。また、これから何を行うのかをより良く理解してもらうために、子供たちに手伝いを依頼します。子どもたちは通常、パペットを磁気遮蔽室に案内することに喜んで協力してくれます。もし子どもが依然として磁気遮蔽室に入りたがらない場合は、安心するまで単純に遊び時間を設けます。子どもたちがプロトコルのすべての手順に慣れたところで、MSR内で行う実験タスクを導入します。うーん。それで、繰り返さなければならなかった魔法の言葉を覚えていますか？聞こえなかったのですが、もう一度いいですか？もう一度言ってもらえますか？はい。チーズです。例えば、「先日公園に行ったとき、チーズの塊を見かけました」と言ったとします。あなたはどうしますか？見ての通り、子どもを対象とした脳機能イメージング研究を実施するには専用の技術が必要であり、成人を対象とした研究で通常用いられる以上の手順が求められます。まず、子どもの頭部に適合させ、頭部の動きを制限するように設計されたカスタムサイズのMEGヘルメットを開発しました。次に、壁画やぬいぐるみを用いて、研究室を子どもにとって親しみやすい環境に整備しました。私たちは、幼児のニーズと意欲に合わせて調整した手法を採用しています。当研究室は、健康で覚醒状態にある幼児の認知脳機能を測定するように設計されています。したがって、その要件は、小児神経画像診断において一般的に遭遇するものとは多少異なります。小児用MEGシステムの登場は、認知神経科学における重要な進展です。これにより、脳機能の魅力的かつ劇的な構造化が起こっている年齢層において、脳機能の測定が可能になります。現在、これらの発達プロセスについて分かっていることはほとんどありません。私たちは、MEGを用いて子供の脳機能を研究することで、この空白を埋めたいと考えています。

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Research

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Biology

生物学

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脳磁図法(MEG)と高密度脳波法(HD-EEG)が同時に記録されることはめったにありませんが、確認的で補完的な情報が得られます。ここでは、MEGとHD-EEGを同時に記録するための実験設定と、薬剤耐性てんかんの小児のてんかん原性および雄弁な脳領域の局在化を目指したこれらのデータの解析方法を紹介します。...

薬剤耐性てんかん小児の術前評価における電磁源イメージング

当社の特許取得済みのパーソナライズされた3Dプリントヘッドギアは、オフィス内および遠隔で配信される多電極経頭蓋電気刺激(ME-tES)を迅速かつ確実に提供します。...

多電極経頭蓋電気刺激のためのパーソナライズされた3Dプリントヘッドギア

このプロトコルは、3歳から5歳の子どもの脳構造と機能を調査するために用いられる方法を説明しています。このプログラムには、子どもたちが磁気共鳴画像(MRI)セッションに備えるための手順、セッション準備のために家族に送るための資料、模擬スキャナーのトレーニング、スキャンセッション中に用いられる方法が含まれています。...

スキャンの注意点:3歳から5歳の覚醒児における磁気共鳴画像法の利用による脳構造と機能の評価

学ぶ 就学前児童向けカスタムMEGシステムを用いた脳機能計測法。子供の言語習得と認知発達の神経メカニズムを非侵襲的に解明する手法です。

カスタムサイズのMEGと就学前のお子様でNeuromagnetic脳機能の計測

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