Name: Neuroimaging veld methoden met behulp van functionele in de buurt van infrarood spectroscopie (NIRS) Neuroimaging te bestuderen van Global Child Development: landelijke sub-Sahara Afrika (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-02-02T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 10 s
Description: Ontdek hoe fNIRS-neuroimaging wordt toegepast om hersenontwikkeling en cognitieve uitkomsten bij kinderen in landelijke, kansarme gebieden in Sub-Saharisch Afrika te bestuderen.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit onderzoek werd mogelijk gemaakt door de Jacobs Stichting vroege carrière Fellowship aan K. Jasinska (Fellowship nummer: 2015 118455). De auteurs wil Axel Blahoua, Fabrice Tanoh Ariane Amon, Brice Kanga en Yvette Foto erkennen voor hun hulp bij het verzamelen van gegevens en veld ondersteuning. Speciale dank aan de families en de kinderen van Moapé, Ananguié, Affery en Becouefin voor hun deelname aan dit onderzoeksprogramma en de dorpen warme gastvrijheid.

<ol><li>Dawson, G., Ashman, S. B., Carver, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+early+experience+in+shaping+behavioral+and+brain+development+and+its+implications+for+social+policy%5BTitle%5D)+AND+%22Dev+Psychopathol%22%5BJournal%5D)">The role of early experience in shaping behavioral and brain development and its implications for social policy.</a> Dev Psychopathol. 12 (4), 695-712 (2000).</li>
<li>Blair, C., Raver, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Poverty%2C+Stress%2C+and+Brain+Development%3A+New+Directions+for+Prevention+and+Intervention%5BTitle%5D)+AND+%22Acad+Pediatr%22%5BJournal%5D)">Poverty, Stress, and Brain Development: New Directions for Prevention and Intervention.</a> Acad Pediatr. 16 (3 Suppl), S30-S36 (2016).</li>
<li>Jasińska, K. K., Petitto, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+age+of+bilingual+exposure+can+change+the+neural+systems+for+language+in+the+developing+brain%3A+A+functional+near+infrared+spectroscopy+investigation+of+syntactic+processing+in+monolingual+and+bilingual+children%5BTitle%5D)+AND+%22Dev+Cogn+Neurosci%22%5BJournal%5D)">How age of bilingual exposure can change the neural systems for language in the developing brain: A functional near infrared spectroscopy investigation of syntactic processing in monolingual and bilingual children.</a> Dev Cogn Neurosci. 6c, 87-101 (2013).</li>
<li>Statistics, U. I. f <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aStatistics%2C+UIf+%22C%C3%B4te+d%27Ivoire%22">Côte d'Ivoire</a>. , (2017).</li>
<li>University, T. <a target="_blank" href="http://www.childlaborcocoa.org/index.php/2013-14-final-report">2013/14 Survey Research on Child Labor in West African Cocoa Growing Areas</a>. , School of Public Health and Tropical Medicine. (2015).</li>
<li>Cui, X., Bray, S., Bryant, D. M., Glover, G. H., Reiss, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+quantitative+comparison+of+NIRS+and+fMRI+across+multiple+cognitive+tasks%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">A quantitative comparison of NIRS and fMRI across multiple cognitive tasks.</a> Neuroimage. 54 (4), 2808-2821 (2011).</li>
<li>Quaresima, V., Bisconti, S., Ferrari, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+brief+review+on+the+use+of+functional+near-infrared+spectroscopy+%28fNIRS%29+for+language+imaging+studies+in+human+newborns+and+adults%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Lang%22%5BJournal%5D)">A brief review on the use of functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) for language imaging studies in human newborns and adults.</a> Brain Lang. 121 (2), 79-89 (2012).</li>
<li>Jasińska, K. K., Berens, M. S., Kovelman, I., Petitto, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bilingualism+yields+language-specific+plasticity+in+left+hemisphere%27s+circuitry+for+learning+to+read+in+young+children%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychologia%22%5BJournal%5D)">Bilingualism yields language-specific plasticity in left hemisphere's circuitry for learning to read in young children.</a> Neuropsychologia. 98, 34-45 (2016).</li>
<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>
<li>Petitto, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+%22Perceptual+Wedge+Hypothesis%22+as+the+basis+for+bilingual+babies%27+phonetic+processing+advantage%3A+new+insights+from+fNIRS+brain+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Lang%22%5BJournal%5D)">The "Perceptual Wedge Hypothesis" as the basis for bilingual babies' phonetic processing advantage: new insights from fNIRS brain imaging.</a> Brain Lang. 121 (2), 130-143 (2012).</li>
<li>Jasper, H. H. <a target="_blank" href="http://www.clinph-journal.com/article/0013-4694(58)90053-1/abstract">Report of the Committee on Methods of Clinical Examination in Electroencephalography.</a> Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 10 (2), 370-371 (1958).</li>
<li>Shalinsky, M. H., Kovelman, I., Berens, M. S., Petitto, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exploring+Cognitive+Functions+in+Babies%2C+Children+%26+Adults+with+Near+Infrared+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+visualized+experiments%22%5BJournal%5D)">Exploring Cognitive Functions in Babies, Children & Adults with Near Infrared Spectroscopy.</a> Journal of visualized experiments. (29), (2009).</li>
<li>Tadel, F., Baillet, S., Mosher, J. C., Pantazis, D., Leahy, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brainstorm%3A+a+user-friendly+application+for+MEG%2FEEG+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Comput+Intell+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Brainstorm: a user-friendly application for MEG/EEG analysis.</a> Comput Intell Neurosci. 2011, 879716(2011).</li>
<li>Tak, S., Ye, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Statistical+analysis+of+fNIRS+data%3A+A+comprehensive+review%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Statistical analysis of fNIRS data: A comprehensive review.</a> Neuroimage. 85, Part 1 (0), 72-91 (2014).</li>
<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>
<li>Huppert, T. J. T. J., Diamond, S. G. S. G., Franceschini, M. A. M. A., Boas, D. A. D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((HomER%3A+a+review+of+time-series+analysis+methods+for+near-infrared+spectroscopy+of+the+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Opt%22%5BJournal%5D)">HomER: a review of time-series analysis methods for near-infrared spectroscopy of the brain.</a> Appl Opt. 48 (10), D280-D298 (2009).</li>
<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>
<li>Rosso, A. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuroimaging+of+an+attention+demanding+dual-task+during+dynamic+postural+control%5BTitle%5D)+AND+%22Gait+Posture%22%5BJournal%5D)">Neuroimaging of an attention demanding dual-task during dynamic postural control.</a> Gait Posture. 57, 193-198 (2017).</li>
<li>Jang, K. E. K. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wavelet+minimum+description+length+detrending+for+near-infrared+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Wavelet minimum description length detrending for near-infrared spectroscopy.</a> Journal of Biomedical Optics. 14 (3), 034004-034004 (2009).</li>
<li>Worsley, K. J., Friston, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+fMRI+time-series+revisited--again%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Analysis of fMRI time-series revisited--again.</a> Neuroimage. 2 (3), 173-181 (1995).</li>
<li>Friston, K. J., Josephs, O., Rees, G., Turner, R. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9438436">Nonlinear event-related responses in fMRI.</a> Magn Reson Med. 39 (1), 41-52 (1998).</li>
<li>Sun, J. Y. <a target="_blank" href="https://www.jstor.org/stable/2244750">Tail Probabilities of the Maxima of Gaussain Random-Fields.</a> The Annals of Probability. 21 (1), 34-71 (1993).</li>
<li>Sun, J. Y., Loader, C. R. <a target="_blank" href="https://www.jstor.org/stable/2242228">Simultaneous Confidence Bands for Linear-Regression and Smoothing.</a> The Annals of Statistics. 22 (3), 1328-1345 (1994).</li>
<li>Molfese, P. J., Glen, D., Mesite, L., Pugh, K., Cox, R. <a target="_blank" href="https://www.humanbrainmapping.org/i4a/pages/index.cfm?pageID=3625">Organization of Human Brain Mapping</a>. , Honolulu Hawaii. (2015).</li>
<li>Singh, A. K., Okamoto, M., Dan, H., Jurcak, V., Dan, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+registration+of+multichannel+multi-subject+fNIRS+data+to+MNI+space+without+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Spatial registration of multichannel multi-subject fNIRS data to MNI space without MRI.</a> Neuroimage. 27 (4), 842-851 (2005).</li>
<li>Cui, X. Handy programs to visualize NIRS data (6): plotAverage. , Available from:
 <a target="_blank" href="http://www.alivelearn.net/?p=1533">http://www.alivelearn.net/?p=1533</a> (2013).</li>
<li>Krosin, M. T., Klitzman, R., Levin, B., Cheng, J., Ranney, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Problems+in+comprehension+of+informed+consent+in+rural+and+peri-urban+Mali%2C+West+Africa%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Trials%22%5BJournal%5D)">Problems in comprehension of informed consent in rural and peri-urban Mali, West Africa.</a> Clinical Trials. 3, (2006).</li>
<li>Leach, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+evaluation+of+the+informed+consent+procedure+used+during+a+trial+of+a+Haemophilus+influenzae+type+B+conjugate+vaccine+undertaken+in+The+Gambia%2C+West+Africa%5BTitle%5D)+AND+%22Soc+Sci+Med%22%5BJournal%5D)">An evaluation of the informed consent procedure used during a trial of a Haemophilus influenzae type B conjugate vaccine undertaken in The Gambia, West Africa.</a> Soc Sci Med. 48, (1999).</li>
<li>Molyneux, C. S., Peshu, N., Marsh, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Understanding+of+informed+consent+in+a+low-income+setting%3A+three+case+studies+from+the+Kenyan+Coast%5BTitle%5D)+AND+%22Soc+Sci+Med%22%5BJournal%5D)">Understanding of informed consent in a low-income setting: three case studies from the Kenyan Coast.</a> Soc Sci Med. 59, (2004).</li>
<li>Oduro, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Understanding+and+retention+of+the+informed+consent+process+among+parents+in+rural+northern+Ghana%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Med+Ethics%22%5BJournal%5D)">Understanding and retention of the informed consent process among parents in rural northern Ghana.</a> BMC Med Ethics. 9 (1), 1-9 (2008).</li>
<li>Tindana, P. O., Kass, N., Akweongo, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Informed+Consent+Process+in+a+Rural+African+Setting%3A%3A+A+Case+Study+of+the+Kassena-Nankana+District+of+Northern+Ghana%5BTitle%5D)+AND+%22IRB%22%5BJournal%5D)">The Informed Consent Process in a Rural African Setting:: A Case Study of the Kassena-Nankana District of Northern Ghana.</a> IRB. 28 (3), 1-6 (2006).</li>
<li>Lloyd-Fox, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.fasebj.org/content/30/1_Supplement/1149.18">fNIRS in Africa & Asia: an Objective Measure of Cognitive Development for Global Health Settings.</a> The FASEB Journal. 30 (1 Supplement), (2016).</li>
<li>Storrs, C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aStorrs%2C+C+%22Nature+News%22">Nature News</a>. , Nature Publishing Group. (2018).</li>
<li>Lloyd-Fox, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+near+infrared+spectroscopy+%28fNIRS%29+to+assess+cognitive+function+in+infants+in+rural+Africa%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Functional near infrared spectroscopy (fNIRS) to assess cognitive function in infants in rural Africa.</a> Sci Rep. 4, 4740(2014).</li>
<li>Papademetriou, M. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+imaging+of+brain+activation+in+Gambian+infants%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Exp+Med+Biol%22%5BJournal%5D)">Optical imaging of brain activation in Gambian infants.</a> Adv Exp Med Biol. 812, 263-269 (2014).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Deze paper gepresenteerd een veld neuroimaging protocol geschikt voor lage-resource contexten op externe locaties. De belangrijkste vooruitgang van dit veld neuroimaging protocol is de eerst mogelijkheid te bestuderen van de hersenfunctie en haar ontwikkeling in understudied (of nooit-vóór studeerde) contexten. Kritische stappen in dit protocol opnemen met reizen en het opzetten van een mobiel laboratorium geschikt voor het verzamelen van de gegevens van de kwaliteit in tropische klimaten zonder elektriciteit of beschikb...

Draagbare fNIRS imaging biedt u de mogelijkheid te bestuderen van de hersenfunctie en ontwikkeling buiten het laboratorium, in eerder ontoegankelijk instellingen of met understudied populaties. Veel van de kennis in het domein van de cognitieve neurowetenschappen komt uit imaging onderzoeken in universiteit of ziekenhuis laboratorium instellingen in voornamelijk westerse landen. Door ontwerp, dit draagt bij aan een probleem zelden-gesproken-of in het onderzoek: veel van wat is bekend over de hersenen is gebaseerd op studies met deelnemers voor wie laboratorium instellingen in (meestal) de landen van de westelijke toegankelijk zijn. Dat wil zeggen omvat de meeste neuroimaging onderzoek deelnemers die wonen in de nabijheid van de redelijke naar een laboratorium neuroimaging en heb de tijd en de middelen die nodig zijn om deel te nemen in een studie. Als een discipline, cognitieve neurowetenschappen is gericht op het begrijpen van de hersenen en de factoren die de ontwikkeling vorm — waaronder de krachtige effecten van de woonomgeving van het kind en het hun vroege-leven ervaringen1,2,3. Methoden die verder van het veld capaciteit te bestuderen van de ontwikkeling in een vollediger bereik van de menselijke ervaring kunnen dramatisch het begrip van de complexe relatie tussen de ontwikkeling van de hersenen en de levenservaringen die vorm het verder.
Dit document stelt een protocol voor het veld neuroimaging, die werd ontwikkeld voor gebruik in landelijke sub-Sahara Afrika, specifiek zuidelijke Côte d'Ivoire. Het doel van dit onderzoeksprogramma van veld neuroimaging was om te begrijpen van de ontwikkeling van kinderen lezen in een omgeving met een hoog risico van analfabetisme. Ivoorkust van bedraagt jongeren (15-24 jaar) geletterdheid 53%, ondanks 93% lagere school inschrijving tarieven4. Ivoorkust is's werelds belangrijkste bron van cacao, en er zijn naar schatting 1.3 miljoen arbeiders van het kind in de cacao agrarische sector-5. Nog, er is weinig bekend over de gevolgen van kinderarbeid op ontwikkeling van de hersenen en leren, speciaal leren lezen. Toepassing van de meest recente hulpprogramma's cognitive Neuroscience, d.w.z., draagbare neuroimaging methoden, kan waardevolle inzichten in Kinder leerresultaten opleveren. Veld neuroimaging met fNIRS kunnen bijvoorbeeld de identificatie van neurologische periodes gedurende welke gericht educatieve programma's of interventies maximale gevolgen kunnen hebben voor kinderen leerresultaten.
fNIRS neuroimaging is goed geschikt voor veldonderzoek. Gelijkaardig aan functionele magnetische resonantie imaging (fMRI), fNIRS meet6hemodynamische reactie van de hersenen. Echter fNIRS maakt gebruik van een reeks van licht dat optodes en licht detectoren in plaats van het genereren van elektromagnetische velden. Er zijn geen beperkingen op metaal in of dichtbij de testen gebied, en geen elektrische afscherming nodig is, zoals in het geval voor elektro-encefalografie (EEG). Een belangrijk voordeel van fNIRS is zijn draagbaarheid (dat wil zeggen, sommige systemen in een koffer passen kunnen) en gebruiksgemak. fNIRS is ook makkelijk te gebruiken met kinderen; het kind zit comfortabel in een stoel tijdens het experiment en het fNIRS systeem tolereert beweging goed ten opzichte van fMRI. Vergeleken met fMRI, fNIRS biedt ook afzonderlijke maatregelen van gedeoxygeneerd (HbR) en zuurstofrijk hemoglobine (HbO) tijdens het opnemen, in vergelijking met fMRI die een gecombineerde bloed zuurstof niveau dichtheid (BOLD) maatregel levert. fNIRS heeft superieure temporele resolutie aan fMRI: bemonsteringsfrequentie kan variëren tussen ~ 7-15 Hz. fNIRS heeft goede ruimtelijke resolutie: de fNIRS diepte van opname in de menselijke cortex is minder dan fMRI, meten van ongeveer 3 tot 4 cm diepte, die goed geschikt voor de studie is corticale functies, vooral met baby's en kinderen hebben een dunnere schedels dan volwassenen3,7,8,9,10.
Dit veld neuroimaging protocol schetst overwegingen voor reizen met en het opzetten van een draagbare neuroimaging laboratorium in lage-resource contexten. Het protocol heeft ook gewezen op het essentiële karakter van betekenisvolle en langdurige samenwerkingen met lokale wetenschap partners en manieren waarop deze benadering dient om de capaciteitsopbouw van de lokale wetenschap. Het neuroimaging protocol voor het verzamelen en analyseren van fNIRS gegevens van de hersenen van een batterij van taal, lezen en cognitieve taken, wordt aangetoond met inbegrip van aanbevelingen voor het maken van cultureel passend geïnformeerde toestemming procedures voor imaging-onderzoek. Terwijl dit protocol is bedoeld voor onderzoek van de cognitieve ontwikkeling met basisschool leeftijd kinderen in landelijke Ivoorkust, het protocol is zeer relevant voor elk veld neuroimaging studie in uitdagende, lage-resource omgevingen, en kan worden aangepast voor roman contexten.

<table><tbody><tr><td>LIGHTNIRS Main Unit Pack 120V</td><td>Shimadzu</td><td>292-34000-42</td><td>Component van het fNIRS-systeem</td></tr><tr><td>HOLDER ASSY, ALL- CAP</td><td>Shimadzu</td><td>594-07618-01</td><td>Component van het fNIRS-systeem</td></tr><tr><td>LIGHTNIRS verbindingskabel</td><td>Shimadzu</td><td>567-10976-11</td><td>fNIRS systeem component</td></tr><tr><td>Vezelset voor LIGHTNIRS, 1m (8 sets)</td><td>Shimadzu</td><td>567-11350-01</td><td>fNIRS systeem component</td></tr><tr><td>Dell Latitude Laptop</td><td>Shimadzu (van Dell)</td><td>220-97322-00</td><td>Mastercomputer om fNIRS-applicaties uit te voeren</td></tr><tr><td>PATRIOT SEU (System Electronics Unit)</td><td>POLHEMUS</td><td>1A0453-001</td><td>PATRIOT Systeem component</td></tr><tr><td>Voeding</td><td>POLHEMUS</td><td>2C0809</td><td>PATRIOT Systeem component</td></tr><tr><td>Voedingssnoer</td><td>POLHEMUS</td><td>17500B-BLK</td><td>PATRIOT Systeem component</td></tr><tr><td>RS-232 null modem kabel</td><td>POLHEMUS</td><td>1C0288</td><td>PATRIOT Systeem component</td></tr><tr><td>USB kabel</td><td>POLHEMUS</td><td>1C0289</td><td>PATRIOT Systeem component</td></tr><tr><td>RX2 Sensor 10' kabel</td><td>POLHEMUS</td><td>4A0492-20</td><td>PATRIOT Systeem component</td></tr><tr><td>TX2 Source 10' kabel</td><td>POLHEMUS</td><td>4A0506-20</td><td>PATRIOT Systeem component</td></tr></tbody></table>

neuroimaging veld methoden met behulp van functionele in de buurt van infrarood spectroscopie (nirs) neuroimaging te bestuderen van global child development: landelijke sub-sahara afrika

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

Draagbare neuroimaging benaderingen bieden nieuwe voorschotten aan de studie van hersenfunctie en ontwikkeling van de hersenen met een bevolking die eerder ontoegankelijk en op externe locaties. Deze paper toont de ontwikkeling van veld, functionele beeldvorming-in de buurt van infraroodspectroscopie (fNIRS) aan de studie van kind taal, lezen, en cognitieve ontwikkeling in een landelijk dorp instelling van Ivoorkust. Innovatie in de methodes en de ontwikkeling van cultureel passend neuroimaging protocollen toestaan een eerste blik in de ontwikkeling van de hersenen en kinderen van leerresultaten in understudied omgevingen. Deze paper toont protocollen voor het vervoer en opzetten van een mobiel laboratorium, overwegingen voor veld versus laboratorium neuroimaging bespreekt en presenteert een gids voor de ontwikkeling van neuroimaging toestemming procedures en zinvolle gebouw op lange termijn samenwerkingen met lokale partners van de regering en de wetenschap. Draagbare neuroimaging methoden kunnen worden gebruikt om studiecontexten complexe kind ontwikkeling, inclusief de invloed van aanzienlijke armoede en tegenspoed op de hersenontwikkeling. Het protocol hier gepresenteerd is ontwikkeld voor gebruik in Ivoorkust,'s werelds belangrijkste bron van cacao, en waar rapporten van kind arbeid in de cacaosector zijn gemeenschappelijk. Nog, er is weinig bekend over de gevolgen van kinderarbeid op de ontwikkeling van de hersenen en leren. Veld neuroimaging methoden hebben het potentieel om het opleveren van nieuwe inzichten in deze dringende kwesties, en de ontwikkeling van kinderen wereldwijd.

Positiegegevens van de sonde verkregen door de 3D digitizer (Figuur 2) kunnen worden gevisualiseerd op een standaard hersenen sjabloon. Registreer fNIRS kanalen tot de MNI ruimte met NIRS-SPM zelfstandige registratie functie25. De ruimtelijke registratie-functie genereert MNI coördinaten, anatomische labels en gebieden van Brodmann maximaal vertegenwoordigd door elk kanaal.
<...

Draagbare neuroimaging benaderingen (functionele in de buurt van infraroodspectroscopie) verstrekken voorschotten aan de studie van de hersenen in eerder ontoegankelijke gebieden; hier, landelijke Ivoorkust. Innovatie in methoden en ontwikkeling van neuroimaging cultureel aangepaste protocollen toestaat nieuwe studie van de ontwikkeling van de hersenen en kinderen van leerresultaten in omgevingen met aanzienlijke armoede en tegenspoed.

Neuroimaging veld methoden met behulp van functionele in de buurt van infrarood spectroscopie (NIRS) Neuroimaging te bestuderen van Global Child Development: landelijke sub-Sahara Afrika

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

Het algemene doel van dit veldneuro-imagingprotocol is om de hersenontwikkeling van kinderen en cognitieve en leerresultaten te bestuderen, met behulp van draagbare functionele nabij-infraroodspectroscopie, bekend als fNIRS, in afgelegen, onderbelichte, omgevingen met weinig middelen zoals verarmde landelijke gemeenschappen, in Sub-Saharaans Afrika. Deze methode kan ons helpen sleutelvragen te beantwoorden over hersenontwikkeling in risicovolle omgevingen. Bijvoorbeeld, hoe het netwerk van de hersenen voor lezen zich ontwikkelt in gemeenschappen met een hoog risico op analfabetisme.Deze methode behandelt ook belangrijke theoretische kwesties in de wereldwijde ontwikkeling van kinderen, met betrekking tot hoe zowel biologische ontwikkeling als diverse, en vaak negatieve ervaringen, de hersenen beïnvloeden. En kan nieuwe informatie onthullen over gevoelige periodes van ontwikkeling. Om te beginnen, investeren in de vorming van samenwerkingen, en bieden van kansen, binnen het onderzoekskader, aan lokale onderzoekers.Sluit partnerschappen met lokale, wetenschappelijke instellingen aan voor inclusiviteit, aangezien erkenning van leeftijdsgenoten op lokaal niveau belangrijk is bij het communiceren van onderzoeksresultaten in de regio. Bereid je voor op regenachtige klimatologische omstandigheden, in het veld, aangezien temperatuur en vochtigheidsomstandigheden aanzienlijk kunnen variëren van laboratoriumomstandigheden, wat de werking en levensduur van apparatuur en het comfort van de deelnemers kan beïnvloeden. Het demonstreren van de procedure zal door Lais Freitas worden gedaan, een bezoekend geleerde in mijn laboratorium, van de Federale Universiteit van San Pallo, en Violet Kozloff, onze laboratoriummanager.Begin door een toestemmingsprocedure te ondergaan, in een lokale of voorkeurstaal van de deelnemer, die cultureel passend is, en ervoor zorgt dat deelnemers, hun families en gemeenschappen worden geïnformeerd over onderzoek en hun beslissing om deel te nemen aan de studie. Begeleide vervolgens de deelnemers naar de testkamer, en laat ze op een stoel zitten. Leg aan de deelnemer uit dat er een hoofdmaat zal worden genomen.Gebruik een standaard meetlint om de afstanden tussen de nasion en inion rond het hoofd te meten, de nasion en inion over de bovenkant van het hoofd, door het middelste centrale punt, of CC, en de afstand tussen de linker en rechter oortragus, over de bovenkant van het hoofd, door CC. Plaats vervolgens de fNIRS optode houder kap op het hoofd van de deelnemer, en richt de kap uit op het International 10-20 systeem, voor locatie op de schedel. Bevestig de kap met de riem. Zodra de kap is gepositioneerd, instrueer de deelnemer om stil te zitten, terwijl een 3D-digitizer meting van de belangrijkste 10-20 systeem schedel posities, en elke optode plaatshouder wordt genomen.Regel vervolgens de 3D-digitizer apparatuur in, door één sensor op het hoofd van de deelnemer te plaatsen, bij CC, en stevig te bevestigen, en de tweede sensor op de tafel direct achter het hoofd van de deelnemer te plaatsen. Beweeg de 3D-digitizer stylist naar elke sonde locatie, en over de belangrijkste 10-20 systeem posities. Nadat de 3D-digitizer gegevens zijn verzameld, wijs de deelnemer aan om comfortabel te zitten, voor de stimulus presentatie computer.Gebruik de ingebouwde fNIRS software om de sonde arrangement te selecteren die overeenkomt met het ontwerp van het experiment. Zorg ervoor dat het maximaal overeenkomt met taalgebieden van de linker hersenhelft, en hun rechter hersenhelft homoloog, evenals de frontale kwab. Zorg ervoor dat zowel de zender als detector sondes zijn genummerd volgens de sonde arrangement kaart.Gebruik de optode kaart en de ingebouwde fNIRS software als een gids, plaats elke optode in zijn respectieve opening. Beweeg eventueel haar om contact tussen de punt van de optode en schedel te verzekeren. Controleer ten slotte, nadat alle optodes op hun plaats zijn, de signaalkwaliteit, met behulp van de ingebouwde fNIRS systeem software.Pas individuele sondes aan, indien nodig, tot voldoende signaalkwaliteit is bereikt. Begin door ruisonderdrukkende koptelefoons op het hoofd van de deelnemer te plaatsen, wees voorzichtig om de fNIRS sonde plaatsing niet te verstoren. Zorg ervoor dat de koptelefoons auditieve spraakstimuli leveren, indien van toepassing op de deelnemer, evenals het blokkeren van eventuele omgevingsgeluiden.Instrueer de deelnemer om te fixeren op het kruis, in het midden van het scherm. Vraag hen om stil te blijven tijdens het experiment, terwijl de experimentele taken worden weergegeven. Dim de lichten, en begin met het opnemen van de deelnemer op de ingebouwde videocamera.Begin met het opnemen van fNIRS gegevens, op de fNIRS commando computer, en start taken op de stimulus presentatie computer. Bewaak de prestaties van de deelnemer, gedurende alle taken, en bied pauzes tussen taken en runs. Zorg ervoor dat de activering, van de experimentele stimuli presentatie computer, wordt ontvangen door de fNIRS commando computer.Ten slotte, aan het einde van alle taken, stop het verzamelen van video en fNIRS gegevens. Nadat het experiment is voltooid, verwijder elke optode van de optode houder kap. Zonder de positie van de optode houder kap op het hoofd van de deelnemer te verstoren, wijs de deelnemer aan om in een positie te zitten, om een tweede 3D-digitizer meting te verkrijgen.Herhaal de 3D-digitizer meting, om ervoor te zorgen dat eventuele verstoringen van de schedel sonde posities tijdens het experiment kunnen worden gedetecteerd, door de twee positiebestanden te vergelijken. Ten slotte, nadat de herhaalde meting voltooid is, verwijder de optode houder kap van het hoofd van de deelnemer. De 3D-positiegegevens en experimentele ontwerp gegevens, werden gecombineerd met fNIRS tijdsreeksen gegevens, voor analyse om experiment gerelateerde, significante neurale activeringspatronen op een standaard hersentemplate in kaart te brengen.Dit onderwerp toonde grotere activering in de superieure temporale gyrus van de linker hersenhelft, tijdens rijmproeven vergeleken met rust. Verder, grotere activering voor niet-rijmende verzen vergeleken met rijmproe

neuroimaging-field-methods-using-functional-near-infrared

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

Hier beschrijven we een dataverzameling en data-analyse methode voor functionele Near Infrared Spectroscopy (fNIRS), een nieuwe niet-invasieve beeldvorming van de hersenen dat gebruikt wordt in de cognitieve neurowetenschappen, met name in het bestuderen van kind ontwikkeling van de hersenen. Deze methode biedt een universele standaard van de data-acquisitie en-analyse van vitaal belang om gegevens te interpreteren en wetenschappelijke ontdekkingen.

Het verkennen van cognitieve functies bij baby&#39;s, Kinderen &amp; Volwassenen met Near Infrared Spectroscopy

Source: Reindl, V., et al. Conducting Hyperscanning Experiments with Functional Near-Infrared Spectroscopy. J. Vis. Exp. (2019) This video demonstrates the use of functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) to measure brain activity during social interactions. Participants engage in a coordinated task that increases activity in the prefrontal cortex, a region critical for social behavior, while the system detects changes in light absorption due to blood oxygenation. By analyzing the synchrony...

Functional Near-Infrared Spectroscopy for Recording Brain Activity During Social Interactions

Het monitoren van hersenactiviteit tijdens rechtopstaande motorische taken is van grote waarde bij het onderzoeken van de neurale bron van bewegingsstoornissen. Hier demonstreren we een protocol dat functionele nabij-infraroodspectroscopie combineert met continue monitoring van spier- en kinematische activiteit tijdens 4 soorten motorische taken.

Functionele Near Infrared Spectroscopy van de sensorische en motorische gebieden van de hersenen met Gelijktijdig kinematische en EMG Monitoring Tijdens Motor Taken

Monitoring hersenactiviteit buiten het lab zonder fysieke beperkingen presenteert methodologische uitdagingen. Een fiberless werd wearable functionele Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) systeem gebruikt om de hersenactiviteit tijdens een ecologische prospectief geheugen taak te meten. Er werd aangetoond dat dit systeem kan worden gebruikt om hersenactiviteit tijdens niet-laboratorium gebaseerde experimenten volgen.

Met behulp van fiberless, Wearable fNIRS hersenactiviteit in real-world cognitieve taken Monitor

Dit protocol wordt beschreven hoe fNIRS hyperscanning experimenten uitvoeren en analyseren van de hersenen-aan-hersenen synchronie. Verder bespreken we uitdagingen en mogelijke oplossingen.

Hyperscanning experimenten met functionele nabij-infrarood spectroscopie

We beschrijven de analyse van continugolf functioneel near-infrared spectroscopie experiment met behulp van een blokontwerp met een sensorimotorische taak. Om de betrouwbaarheid van de data-analyse te verhogen, gebruikten we de kwalitatieve algemene lineaire modelgebaseerde statistische parametrische mapping en de vergelijkende hiërarchische gemengde modellen voor multi-kanalen.

Kwalitatieve en vergelijkende corticale activiteit data-analyses van een functionele near-infrared spectroscopie experiment toepassen blok ontwerp

Het protocol voor het uitvoeren van fNIRS hyperscanning experimenten op collaboratieve leren dyads in een naturalistische leeromgeving wordt geschetst. Verder wordt een pijplijn gepresenteerd om de Inter-Brain Synchrony (IBS) van zuurstofhoudende hemoglobine (Oxy-Hb) signalen te analyseren.

Inter-Brain Synchrony in Open-Ended Collaborative Learning: een fNIRS-Hyperscanning Studie

We presenteren een methode voor het gelijktijdig verzamelen van fMRI- en fNIRS-signalen van dezelfde proefpersonen met fNIRS-dekking van het hele hoofd. Het protocol is getest met drie jongvolwassenen en kan worden aangepast voor gegevensverzameling voor ontwikkelingsstudies en klinische populaties.

Gelijktijdige gegevensverzameling van fMRI- en fNIRS-metingen met behulp van een optode-array voor het hele hoofd en kanalen over korte afstand

Wavelet transform coherence (WTC) is een veelgebruikte methodologie voor het beoordelen van de koppeling tussen signalen die wordt gebruikt in hyperscanningstudies met functionele nabij-infraroodspectroscopie (fNIRS). In dit werk wordt een toolbox gepresenteerd voor het beoordelen van de directionaliteit van de signaalinteractie.

Nieuw raamwerk voor het begrijpen van cross-brain coherentie in functionele nabij-infraroodspectroscopie (fNIRS) hyperscanningstudies

Het protocol heeft tot doel een gedetailleerde beschrijving te geven van de methodologie voor het uitvoeren van een fNIRS-hyperscanningonderzoek in psychologische counseling. Dit omvat de voorbereidingen voor het experiment, de procedure voor het verzamelen van gegevens en het daaropvolgende gegevensanalyseproces.

Functionele nabij-infraroodspectroscopie Hyperscanning-studie in psychologische counseling

Ontdek hoe fNIRS-neuroimaging wordt toegepast om hersenontwikkeling en cognitieve uitkomsten bij kinderen in landelijke, kansarme gebieden in Sub-Saharisch Afrika te bestuderen.

Neuroimaging veld methoden met behulp van functionele in de buurt van infrarood spectroscopie (NIRS) Neuroimaging te bestuderen van Global Child Development: landelijke sub-Sahara Afrika (Video) | JoVE Journal

Neuroimaging veld methoden met behulp van functionele in de buurt van infrarood spectroscopie (NIRS) Neuroimaging te bestuderen van Global Child Development: landelijke sub-Sahara Afrika

Meer video's verkennen