Name: 近赤外線分光法 (NIRS) ニューロ イメージングを使用してグローバル発達を研究する神経イメージング研究フィールドのメソッド: サハラ以南アフリカの農村 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-02-02T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 10 s
Description: 学ぶ：携帯型fNIRSを用いたサハラ以南アフリカの農村地域における子どもの脳発達と認知・学習成果の神経イメージング手法。現地協働と文化的配慮を含むフィールド研究の実践的知見を得る。

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この研究は k. Jasinska にジェイコブス財団初期キャリア親睦を通じて可能になった (交わり数: 2015 118455)。著者はまたデータ収集およびフィールド ・ サポートのアクセル Blahoua、ファブリス Tanoh、アリアン アモン、ブライス カンガ、イヴェット フォトを確認したいです。この研究プログラムと村の温かいおもてなしに参加するための Moapé、Ananguié、Affery、および Becouefin の児とその家族に感謝します。

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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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</ol>

著者が明らかに何もありません。

この論文では、遠隔地の低リソース コンテキストに適したフィールド イメージング プロトコルを発表しました。このフィールド イメージング プロトコルのキーの前進は脳機能を研究する初めて能力とその開発けいこ (または決して-前に勉強した) コンテキスト。このプロトコルの重要なステップは連れなど電気や利用可能な設備がない熱帯気候で品質データ収集に適したモバイル研究所を設定します。このプロトコルは、ローカル科学的な教育機関、および政府機関と強いパートナーシップを形成するための一般的なガイドを提供して我々 は成功した長期的なパートナーシップを結んでいるときに発生する相互知識の伝達を強調表示ローカルおよび訪問の科学者。文化的に適切なインフォームド・コンセントの手順とテスト プロトコルの開発のためのガイドラインは、複数文化の研究方法の視点を組み込むことを目的と説明します。最後に、このプロトコルは、フィールド データ収集とデータ分析のための詳細な手順を提供します。
地域の科学婚約とキャパシティ ・ ビルディングのための機会:
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ポータブル fNIRS イメージング脳機能と開発研究所、以前はアクセスできない設定や流集団外を調査する機能を提供します。認知神経科学の領域における知識の多くは主に西欧諸国の大学や病院の研究室の設定で調査をイメージングから来ています。設計上、これは研究のほとんど話されての問題に貢献する: 脳について知られているものの多くは欧米諸国 (主に) で研究室設定がアクセスできる人の参加者と研究に基づいています。つまり、ほとんどのニューロ イメージング研究には、参加者在住ニューロ イメージング研究室に近接で、時間とリソースの研究に参加する必要があるが含まれます。学問として認知神経科学脳とその開発を形成する要因を理解することを目的-1,2,3を経験する子供の環境と彼らの早い生命の強力な効果を含みます。人間の経験の完全な範囲の開発を研究する分野の能力を進める方法は劇的に脳の発達とそれを形作る生活体験の複雑な関係の理解を進めることができます。
農村のサハラ以南のアフリカ、特に南部のコートジボワールで使用するために開発されたフィールドのニューロ イメージングのためのプロトコルを提案する.このフィールド神経イメージング研究プログラムの目的は、非識字の危険性が高い環境で子供の読解力を理解することでした。コートジボワールの青年 (15-24 歳) リテラシー率 93% 小学校入学率4にもかかわらず、53% です。コートジボワールは世界のココアの主なソースとココア農業セクター5の児童労働、推定 130 万があります。まだ、少しは脳の発達と学習、特に読むことを学習に児童労働の影響について知られています。すなわち、ポータブル神経画像診断法、認知神経科学の最新のツールを適用する貴重な洞察を子どもたちの学習の成果をもたらすことができます。たとえば、fNIRS のフィールド イメージング神経発達期間を識別対象の教育プログラムや介入が子供たちの学習成果に最大影響可能性がありますを許可できます。
fNIRS 脳は、フィールド研究に最適です。機能的磁気共鳴画像 (fMRI) と同様に、fNIRS 脳の血行力学的応答6を測定します。ただし、fNIRS は電磁界を生成するのではなく、バイオケミカル、光検出器の出力光のシリーズを使用します。金属またはテストの領域の近くに制限がない、電気シールドは脳波 (EEG) の場合と同様に、必要ありません。FNIRS の主な利点は、その移植性 (すなわち、いくつかのシステムは、スーツケースに収まることができる) と使いやすさです。fNIRS は子供で使いやすいも子供は実験中に椅子に座って快適と fNIRS システムよく fMRI と比較して運動を大目に見る。FMRI に比べ、fNIRS も対策を提供します個別脱酸素化 (HbR) と酸化ヘモグロビン (HbO) の録音中は、組み合わせて、血液の酸素レベル密度 (太字) の測定を生成する fMRI と比較して。fNIRS は fMRI を優れた時間分解能: サンプリング レートによって異なります 〜 7-15 Hz fNIRS は空間分解能: 人間の皮質の記録の fNIRS の深さが fMRI、勉強に適していますの深さ約 3 に 4 cm 未満。皮質機能、特に乳児と大人3,7,8,9,10より薄く頭蓋骨を持つ子どもたち。
このフィールドのニューロ イメージング プロトコルは、連れと低リソースのコンテキストでポータブルのニューロ イメージング研究室のセットアップに関する考慮事項をについて説明します。プロトコルはまたローカル科学パートナーと地域の科学の能力を構築するのに役立つこのアプローチ、方法、意味のある、長期的なコラボレーションの本質を強調します。イメージング研究の文化的に適切なインフォームド・コンセントの手順を作成するための推奨事項を含む言語、読書、および認知課題のバッテリーから fNIRS 脳データ収集および分析のためのニューロ イメージング プロトコルが示されています。このプロトコルは、農村コートジボワール歳小学校児童の認知発達研究のために設計されています、プロトコルは挑戦的な低リソース環境である任意フィールドの脳機能イメージング研究の関連性の高いと小説の適応することができます。コンテキストです。

<table><tbody><tr><td>LIGHTNIRS本体パック 120V</td><td>島津</td><td>製作所 292-34000-42</td><td>fNIRSシステム部品</td></tr><tr><td>ホルダーASSY、オールキャップ</td><td>島津製作所</td><td>594-07618-01</td><td>fNIRSシステム部品</td></tr><tr><td>LIGHTNIRS接続ケーブル</td><td>島津製作所</td><td>567-10976-11</td><td>fNIRSシステム部品</td></tr><tr><td>LIGHTNIRS用ファイバーセット 1m(8セット)</td><td>島津製作所</td><td>567-11350-01</td><td>fNIRSシステムコンポーネント</td></tr><tr><td>Dell Latitude ラップトップ</td><td>島津製作所 (デル製)</td><td>220-97322-00</td><td>fNIRSアプリケーションを実行するマスターコンピュータ</td></tr><tr><td>PATRIOT SEU(システムエレクトロニクスユニット)</td><td>POLHEMUS</td><td>1A0453-001</td><td>PATRIOTシステムコンポーネント</td></tr><tr><td>電源</td><td>POLHEMUS</td><td>2C0809</td><td>PATRIOTシステムコンポーネント</td></tr><tr><td>電源コード</td><td>POLHEMUS</td><td>17500B-BLK</td><td>パトリオット システムコンポーネント</td></tr><tr><td>RS-232ヌルモデムケーブル</td><td>POLHEMUS</td><td>1C0288</td><td>PATRIOT システムコンポーネント</td></tr><tr><td>USBケーブル</td><td>POLHEMUS</td><td>1C0289</td><td>PATRIOTシステムコンポーネント</td></tr><tr><td>RX2 センサー 10フィートケーブル</td><td>POLHEMUS</td><td>4A0492-20</td><td>PATRIOTシステムコンポーネント</td></tr><tr><td>TX2 ソース 10フィートケーブル</td><td>POLHEMUS</td><td>4A0506-20</td><td>PATRIOTシステムコンポーネント</td></tr></tbody></table>

近赤外線分光法 (nirs) ニューロ イメージングを使用してグローバル発達を研究する神経イメージング研究フィールドのメソッド: サハラ以南アフリカの農村

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

ポータブル神経イメージング研究のアプローチは、脳機能と脳の発達以前にアクセスできない人口および遠隔地での研究に新たな進歩を提供します。本稿はコートジボワールの田舎の村の設定で子供の研究にフィールド機能的近赤外分光 (fNIRS) イメージングの開発言語、読書と認知発達を示します。方法と文化的に適切な神経イメージング研究プロトコルの開発の革新は、脳の発達と流環境で子どもたちの学習の成果に初めて見てを許可します。ニューロ イメージングの開発ガイド プレゼント同意プロシージャおよび意味のある建物と本稿を転送するためのプロトコルを示すし、研究所脳病態対フィールドに関する考慮事項携帯電話の研究を設定する長期地元の政府と科学のパートナーと連携。ポータブル神経画像診断法は、複雑な子開発コンテキスト、大幅な貧困と脳の発達に逆境の影響などを研究する使用ことができます。ここで提示されたプロトコルは、コートジボワール、ココアの世界の一次ソースで使用するため発展しており、子のレポートがココアのセクターの労働が多い。まだ、少しは脳の発達と学習に関する児童労働の影響について知られています。フィールド神経画像診断法には、世界的にこのような緊急の問題と子どもの発達に新しい洞察力をもたらす可能性があります。

標準脳テンプレートには、3 D デジタイザー (図 2) によって得られるプローブ位置データを視覚化できます。FNIRS MNI 空間放医研 SPM のスタンドアロン登録関数25を使用してチャネルを登録します。MNI 座標、解剖学的ラベル、および最大限に各チャンネルによって表されるブロードマンの領域空間の登録関数を生成します。
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57165/57165fig2.jpg"> 図 2。データ収集します。(A) 参加者の頭と 3 D デジタイザーを使用して位置データのコレクションに fNIRS キャップの配置。(B) 国際 10-2...

ポータブル イメージング手法 (機能的近赤外分光) 提供以前はアクセスできない領域では、脳の研究の進歩ここでは、農村のコートジボワール。メソッドおよびニューロ イメージングの文化的に適切なプロトコルの開発の技術革新は重要な貧困と逆境環境で脳の発達と子どもの学習成果の小説研究を許可します。

近赤外線分光法 (NIRS) ニューロ イメージングを使用してグローバル発達を研究する神経イメージング研究フィールドのメソッド: サハラ以南アフリカの農村

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

このフィールドニューロイメージングプロトコルの全体的な目標は、サハラ以南のアフリカの貧しい農村コミュニティなど、遠隔地の研究が進んでいない、資源の少ない環境で、FNIRSとして知られるポータブル機能的近赤外分光法を使用して、子供の脳の発達、認知および学習成果を研究することです。この方法は、リスクの高い環境での脳の発達に関する重要な質問に答えるのに役立ちます。例えば、非識字のリスクが高いコミュニティで、読書のための脳のネットワークがどのように発達するかなどです。この方法は、生物学的発達と多様でしばしば否定的な経験の両方が脳にどのように影響するかという、グローバルな子供の発達における重要な理論的問題にも対処します。そして、発達期、敏感な時期に関する新しい情報を明らかにすることができます。まず、共同研究の形成に投資し、研究の枠組みの中で地元の研究者に機会を提供します。包括性を目的として、地元の科学機関とのパートナーシップを確立する。これは、地域レベルでの研究成果を伝達する上で、地域レベルの仲間からの認識が重要であるためです。温度と湿度の条件は実験室の設定によって大きく異なる可能性があるため、現場での雨の気候条件に備えてください。これは、機器の機能と寿命、および参加者の快適さに影響を与える可能性があります。この手順を実演するのは、私の研究室の客員研究員であるサンパロ連邦大学のLais Freitas氏と、研究室マネージャーのViolet Kozloff氏です。まず、参加者の現地語または優先言語で、文化的に適切な同意手続きを行い、参加者、その家族、およびコミュニティに研究と研究への参加の決定について確実に通知されるようにします。その後、参加者を試験室まで案内し、椅子に座らせます。頭部の測定が行われることを参加者に説明します。標準の巻尺を使用して、頭の周りの鼻と陰イオンの間の距離、頭のてっぺん上の鼻と陰イオン、正中線中央またはCCを介して、および左右の耳珠間の距離を、頭のてっぺんを超えて、CCを介して測定します次に、fNIRSオプトホルダーキャップを参加者の頭に置きます。 頭皮の位置について、キャップをInternational 10-20システムに合わせます。キャップをストラップで固定します。キャップが配置されたら、参加者にじっと座っているように指示し、主要な10-20システムの頭皮の位置と各オプトデプレースホルダーの3Dデジタイザー測定を行います。次に、3Dデジタイザー機器を配置し、1つのセンサーを参加者の頭のCCに配置してしっかりと固定し、2番目のセンサーを参加者の頭のすぐ後ろのテーブルに配置します。3Dデジタイザースタイリストを各プローブ位置に移動し、主要な10〜20のシステム位置を横切って移動します。3Dデジタイザーデータが収集されたら、参加者に刺激提示コンピューターの前に快適に座るように指示します。fNIRSに内蔵されているソフトウェアを使用して、実験のデザインに対応するプローブの配置を選択します。左半球の言語領域、それらの右半球の相同体、および前頭葉を最大限に重ねるように配置されていることを確認します。エミッタープローブと検出器プローブの両方に、プローブ配置マップに従って番号が付けられていることを確認します。オプトデマップとfNIRS内蔵ソフトウェアをガイドとして使用して、各オプトをそれぞれの開口部に配置します。オプトードの先端と頭皮が接触するように、髪の毛を動かします。最後に、すべてのオプトードが所定の位置に配置されたら、ソフトウェアに組み込まれたfNIRSシステムを使用して信号品質を確認します。必要に応じて、十分な信号品質が得られるまで個々のプローブを調整します。まず、ノイズキャンセリングヘッドホンを参加者の頭に装着し、fNIRSプローブの配置を妨げないように注意します。ヘッドホンが参加者に該当する場合は聴覚的な音声刺激を配信し、周囲のノイズをブロックしていることを確認します。参加者に、画面の中央にある十字架に固執するように指示します。実験タスクが表示される間、実験中はじっとしているように依頼します。ライトを暗くし、内蔵のビデオカメラで参加者の録画を開始します。fNIRSコマンドコンピュータでfNIRSデータ記録を開始し、刺激提示コンピュータでタスクを開始します。すべてのタスクを通じて参加者のパフォーマンスを監視し、タスクと実行の間に休憩を設けます。実験刺激提示コンピューターからのトリガーが fNIRS コマンド コンピューターによって受信されることを確認します。最後に、すべてのタスクの終了時に、ビデオとfNIRSデータの収集を停止します。実験が完了したら、各オプトをオプトホルダーキャップから取り外します。参加者の頭の上のオプト ホルダー キャップの位置を乱すことなく、参加者を所定の位置に座らせるように指示して、2 番目の 3D デジタイザー測定値を取得します。3Dデジタイザーの測定を繰り返し、2つの位置ファイルを比較することにより、実験中に頭皮プローブの位置に乱れが生じた場合に検出できることを確認します。最後に、繰り返し測定が完了したら、参加者の頭からオプトデスホルダーキャップを取り外します。3D位置データと実験デザインデータをfNIRS時系列データと組み合わせて分析し、実験に関連する重要な神経活性化パターンを標準的な脳テンプレートにマッピングしました。この被験者は、韻を踏む試験中に、安静時と比較して、左半球の上側頭回でより大きな活性化を示しました。さらに、左半球では、韻を踏まない対韻を踏む試行のより大きな活性化が示されています。例えば、被験者1は左下前頭回でより大きな活性化を示し、被験者2は左上側頭回でより大きな活性化を示しました。この手順に続いて、認知能力や言語能力の評価などの他の方法を実行して、脳活動と子供の能力との関連に関する追加の質問に答えることができます。このビデオを見れば、コミュニティや研究者との地域パートナーシップなど、フィールドニューロイメージングにおける重要な考慮事項を十分に理解できるだけでなく、このシステムでのfNIRSキャップの配置方法、オプトードの配置方法、データ収集方法についての技術的な理解も得られるはずです。遠隔地で働くことは、病気、犯罪、政情不安のリスクを伴う危険な場合があることを忘れないでください。また、この手順を実行する際には、投薬、予防接種、旅行勧告の監視などの予防措置を常に講じる必要があります。

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JoVE Journal

Neuroscience

神経科学

ここでは、特に子供の脳の発達を研究するには、赤外分光法（fNIRS）、認知神経科学で使用される新規非侵襲的脳機能イメージングシステムの近くに機能するためのデータ収集とデータ分析の方法を説明します。このメソッドは、データ収集およびデータの解釈と科学的発見に不可欠な分析の普遍的な標準を提供します。...

近赤外分光法で赤ちゃん、子供と大人の認知機能を探る

出典:Reindl, V., et al.機能的近赤外分光法によるハイパースキャニング実験の実施。J. Vis. Exp. (2019)...

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本稿では、全頭fNIRSカバレッジで同一被験者からfMRI信号とfNIRS信号を同時に収集する方法を提示する。このプロトコルは、3人の若年成人でテストされており、発達研究や臨床集団のデータ収集に適応させることができます。...

全頭部オプトードアレイと短距離チャンネルを用いたfMRIとfNIRSの同時測定データ収集

ウェーブレット変換コヒーレンス(WTC)は、機能的近赤外分光法(fNIRS)ハイパースキャニング研究で使用される信号間の結合を評価するための一般的な方法です。この作業では、信号の相互作用の方向性を評価するためのツールボックスが提示されています。...

機能的近赤外分光法(fNIRS)ハイパースキャニング研究における脳間コヒーレンスを理解するための新しいフレームワーク

このプロトコルは、心理カウンセリングにおける fNIRS...

心理カウンセリングにおける機能的近赤外分光法ハイパースキャニング研究

学ぶ：携帯型fNIRSを用いたサハラ以南アフリカの農村地域における子どもの脳発達と認知・学習成果の神経イメージング手法。現地協働と文化的配慮を含むフィールド研究の実践的知見を得る。

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