Bestuderen van de hersenfunctie bij kinderen met behulp van Liquor

Pediatrische MEG-gegevens worden vaak gecompliceerd door hoofdbeweging artefacten. Dit nieuwe protocol biedt een uitgebreide demonstratie van hoe we de verplaatsing van het hoofd verminderen terwijl we MEG-gegevens van jonge kinderen verzamelen. Het implementeren van de kindvriendelijke procedures die in ons protocol worden beschreven, is belangrijk voor het verbeteren van de gegevenskwaliteit, het minimaliseren van de uitputtingsgraad van de deelnemers en het waarborgen dat gezinnen een positieve ervaring hebben met deelname aan onderzoek.

Dit protocol kan worden toegepast bij de beoordeling van jonge kinderen met andere neuroimaging systemen, zoals fMRI of PET, waar het verminderen van de beweging van het hoofd tijdens het scannen is ook van cruciaal belang voor de kwaliteit van de gegevens. Om deze procedure te beginnen, bieden gezinnen middelen om te leren over magnetoencefalografie, of MEG, voorafgaand aan een bezoek aan het MEG-laboratorium, zoals een storyboard waarin de stappen die betrokken zijn bij het invullen van de MEG-experiment en een MEG-informatieblad voor ouders of verzorgers. Vervolgens, neem het kind op een rondleiding door de magnetisch afgeschermde kamer, of MSR, huisvesting van de pediatrische MEG-systeem, die is ingericht in de ruimte-gerelateerde kunst om de ruimte missie thema te versterken.

Vraag het kind om te oefenen liggend met hun hoofd in de helmdeur. Vertel het kind vervolgens zo stil mogelijk te liggen, zodat het ruimteschip op koers blijft en zijn eindbestemming kan bereiken. Voor digitalisering, direct het kind om te zitten op een kinderstoel en past ze met een polyester badmuts met vijf marker spoelen, die gegevens te sturen naar een continue beweging tracking unit.

Pas loszittende doppen aan door de zijkanten op te vouwen. Plaats een zender en drie ontvangers om de nek van het kind. Vraag het kind om hun beste standbeeld pose te tonen en bieden frequente positieve versterking, terwijl ze stil blijven.

Dit dient om de hoofdbeweging tijdens de digitalisering te minimaliseren, wat de nauwkeurigheid van de daaropvolgende coregistratie tussen het hoofd van het kind en de MEG-sensoren in gevaar kan brengen. Gebruik een pendigitalizer om de positie van drie fiduciale punten en de vijf markeringsspoelen, evenals de vorm van het oppervlak van het hoofd op te nemen. Deze gegevens worden gebruikt om later de positie van het hoofd van het kind ten opzichte van de MEG-sensoren te bepalen.

Verwijder aan het einde van de procedure de dop, zender en drie ontvangers uit de nek van het kind. Neem vervolgens het kind mee naar de kamer met de MEG-simulator, een replica van het MEG-systeem op ware grootte. De MEG simulator is versierd met stickers met ruimte thema en is uitgerust met een mock helm deur, een bed, een knoopdoos, en, voor visuele displays, een scherm gelegen boven de nepdeur.

Beschrijf kort de MEG-scanprocedures door het verhaal van een oefenruimtemissie. Als het kind nerveus lijkt, moet u eerst de experimentele procedures met speelgoed demonstreren. Pas het kind met een astronautenhelm, een polyester badmuts met aan de voorzijde een bewegingsdetector.

Laat het kind in de simulator gaan liggen en een video van zijn of haar keuze bekijken. Wanneer de hoofdbeweging van het kind een vooraf bepaalde drempel overschrijdt, pauzeert het bewegingsvolgsysteem de video automatisch en wacht het tot de onderzoeker de video handmatig opnieuw opstart en de bewegingsbasislijn herstelt. Wanneer het kind dit deel van de simulatortraining voltooit, geef je hem training over de experimentele taak met behulp van een aparte set unieke stimuli.

Bied het kind aan het einde van de taaktraining een astronautentrainingscertificaat aan. Wanneer het kind aankomt, bevestig dan dat ze geen magnetisch materiaal op hun kleding of lichaam dragen, omdat magnetische materialen het MEG-signaal kunnen verstoren. Herhaal vervolgens de digitaliseringsprocedure die eerder in de MEG-kennismakingssessie is beschreven.

Breng het kind vervolgens naar de MSR. Twee onderzoekers zijn nodig voor deze procedure, een om het kind te begeleiden in de MSR als de assistent-onderzoeker, en de andere om MEG data-acquisitie uit te voeren buiten de MSR als de belangrijkste onderzoeker. De MSR-installatie duurt meestal vijf minuten.

Vraag het kind in de MSR om zijn hoofd in de helmdeur te plaatsen. Controleer of het hoofd van het kind centraal is uitgelijnd, zodat de kruin van het hoofd zo dicht mogelijk bij de achterkant van de helmdeur staat zonder het aan te raken. Zorg ervoor dat het kind comfortabel, ontspannen en blijft zo stil mogelijk voor de MEG-opname.

Houd het kind tijdens het opzetten van de apparatuur bezig door een video van zijn keuze op het scherm boven de deur af te spelen. Buiten de MSR voert u een pre-experiment basislijnmarkeringsspoelmeting uit om de initiële hoofdpositie ten opzichte van de helmdeur vast te leggen. Voer vervolgens een coregistratie uit tussen het hoofd van het kind en de sensorarray met behulp van zowel de eerste markerspoelmeting als de vormgegevens van de digitaliseringskop.

Deze voorbereidende metingen maken visuele inspectie van de hoofdpositie in de deur mogelijk om ervoor te zorgen dat het hoofd van het kind correct is geplaatst. Als niet aan deze voorwaarden wordt voldaan, herpositioneert u het hoofd van het kind en voert u een andere coregistratie uit voordat u begint met het verzamelen van gegevens. Eenmaal tevreden met de hoofdpositie met betrekking tot de helmdeur, start u de MEG-opname en de experimentele taak.

Record lopende hoofdbewegingen met een pediatrische MEG software systeem genaamd real-time head movement. Aan het einde van het experiment, bieden het kind een geschenk zak voor hun deelname en bezoldigen de familie voor hun tijd en reiskosten. In dit experiment werden gegevens verzameld van een driejarige jongen die 15 minuten lang passief naar gehoortonen luisterde.

De gegevens werden gedes noised, vervolgens verleden gefilterd, baseline gecorrigeerd, en gemiddeld. Root-mean-square magnetische, of RMS, golf vormen werden berekend van alle sensoren en de gemiddelde in-scanner hoofdbewegingen waren 44,3 millimeter. Zoals aangetoond, real-time hoofdbeweging gecompenseerd voor beweging-gerelateerde artefacten resulterend in meer focal isofield contour kaarten.

Veel vervormde RMS magnetische golfvormen en zinvollere bronreconstructie in de bilaterale auditieve lobben. Tijdens de testprocedure is het belangrijk om een band met het kind op te bouwen, de sessie leuk en boeiend te houden en te reageren op tekenen van angst of rusteloosheid bij het kind. Door kinderen op te leren hun hoofd stil te houden tijdens pediatrische MEG-opnames, hebben we de kwaliteit van onze MEG-gegevens verbeterd.

Geavanceerde analysetechnieken kunnen nu op deze gegevens worden toegepast. De pediatrische MEG opent niet alleen een venster voor wat er elektrisch gebeurt in de hersenen, maar stelt ons ook in staat om bepaalde cognitieve functies in kaart te brengen op de zich ontwikkelende hersenen.