Name: Ramy akwizycji sygnałów elektroencefalograficznych dla neuroróżnorodności: studium przypadku terapii wspomaganej delfinami (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-06-27T14:35:00.000+00:00
Duration: 7 min 21 s
Description: Poznaj metody akwizycji sygnałów EEG u dzieci neuroróżnorodnych podczas terapii wspomaganej delfinami. Standaryzowane protokoły rejestracji aktywności mózgu umożliwiają obiektywną analizę efektów terapeutycznych i porównywalność wyników badań.

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

Ten artykuł jest wspierany przez Narodowy Instytut Politechniczny (Instituto Politécnico Nacional) w Meksyku w ramach projektu nr 20250776, przyznanego przez Sekretariat ds. Badań Naukowych i Studiów Podyplomowych (Secretaría de Investigación y Posgrado), Secretaría de Ciencia, Humanidades, Tecnología e Innovación (SECIHTI). Dodatkowo badania opisane w tej pracy zostały przeprowadzone w Centrum Badań Komputerowych (Centro de Investigación en Computación). Należy zauważyć, że badania te stanowią główną część pracy doktorskiej pt. Estandarización de la recolección de señales EEG de niños neurodivergentes durante Terapias Asistidas por Delfines, bajo el Paradigma de la Ciencia de Sistemas, popartej pracą Brendy Loreny Flores Hidalgo, praca kierowana przez dr Oswaldo Moralesa Matamorosa i dr Jesúsa Jaime Moreno Escobara. Ponadto wsparcie otrzymano w postaci stypendium przyznanego w ramach CVU 1145035 przez Secretaría de Ciencia, Humanidades, Tecnología e Innovación (SECIHTI).

<ol><li>Müller, E., Schuler, A., Yates, G. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Social+challenges+and+supports+from+the+perspective+of+adults+with+Asperger+syndrome+and+other+autism+spectrum+disabilities%5BTitle%5D)+AND+%22Autism%22%5BJournal%5D)">Social challenges and supports from the perspective of adults with Asperger syndrome and other autism spectrum disabilities.</a> Autism. 16 (5), 478-490 (2012).</li>
<li>Carrillo-Mora, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alternative+and+complementary+medicine+in+neurological+disorders+and+neurological+disability+patients%3A+prevalence%2C+factors%2C+opinions+and+reasons%5BTitle%5D)+AND+%22Complement+Ther+Med%22%5BJournal%5D)">Alternative and complementary medicine in neurological disorders and neurological disability patients: prevalence, factors, opinions and reasons.</a> Complement Ther Med. 72, 102920(2023).</li>
<li>Böhne, L. Ä, Wirner, C., Schoser, B., Schröter, C., Baum, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frequency+and+satisfaction+of+conventional+and+complementary+or+alternative+therapies+for+neuromuscular+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Neurol+Res+Pract%22%5BJournal%5D)">Frequency and satisfaction of conventional and complementary or alternative therapies for neuromuscular disorders.</a> Neurol Res Pract. 5 (1), 53(2023).</li>
<li>Brondino, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Complementary+and+alternative+therapies+for+autism+spectrum+disorder%5BTitle%5D)+AND+%22Evid+Based+Complement+Alternat+Med%22%5BJournal%5D)">Complementary and alternative therapies for autism spectrum disorder.</a> Evid Based Complement Alternat Med. 2015, 258589(2015).</li>
<li>Dolphin sonar pulse intervals and human resonance characteristics. Birch, S. Proceedings of the 2nd International Conference on Bioelectromagnetism (Cat. No.98TH8269), 2022, Melbourne, VIC, Australia. 141-142 (2022).</li>
<li>Griffioen, R. E., Enders-Slegers, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+dolphin-assisted+therapy+on+the+cognitive+and+social+development+of+children+with+Down+syndrome%5BTitle%5D)+AND+%22Anthrozo%C3%B6s%22%5BJournal%5D)">The effect of dolphin-assisted therapy on the cognitive and social development of children with Down syndrome.</a> Anthrozoös. 27 (4), 569-580 (2014).</li>
<li>Griffioen, R., Van Der Steen, S., Cox, R. F. A., Verheggen, T., Enders-Slegers, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Verbal+interactional+synchronization+between+therapist+and+children+with+autism+spectrum+disorder+during+dolphin+assisted+therapy%3A+five+case+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Animals%22%5BJournal%5D)">Verbal interactional synchronization between therapist and children with autism spectrum disorder during dolphin assisted therapy: five case studies.</a> Animals. 9 (10), 716(2019).</li>
<li>The psychosocial effect of therapeutic activities with dolphins for children with disabilities. Kreiviniene, B., Mockevičienė, D., Kleiva, Ž, Vaišvilaitė, V. Proceedings of the International Scientific Conference, 3, 94-106 (2019).</li>
<li>Jette, D. U., Halbert, J., Iverson, C., Miceli, E., Shah, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+standardized+outcome+measures+in+physical+therapist+practice%3A+perceptions+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Ther%22%5BJournal%5D)">Use of standardized outcome measures in physical therapist practice: perceptions and applications.</a> Phys Ther. 89 (2), 125-135 (2009).</li>
<li>Servais, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Some+comments+on+context+embodiment+in+dolphin-assisted+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Anthrozo%C3%B6s%22%5BJournal%5D)">Some comments on context embodiment in dolphin-assisted therapy.</a> Anthrozoös. 18 (1), 43-49 (2005).</li>
<li>Brensing, K., Linke, K., Todt, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Can+dolphins+heal+by+ultrasound%3A+studies+on+the+echolocation+of+dolphins%5BTitle%5D)+AND+%22J+Theor+Biol%22%5BJournal%5D)">Can dolphins heal by ultrasound: studies on the echolocation of dolphins.</a> J Theor Biol. 225 (1), 99-105 (2003).</li>
<li>Marino, L., Lilienfeld, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dolphin-assisted+therapy+for+autism+and+other+developmental+disorders%3A+a+dangerous+fad%5BTitle%5D)+AND+%22Am+Psychol%22%5BJournal%5D)">Dolphin-assisted therapy for autism and other developmental disorders: a dangerous fad.</a> Am Psychol. 33 (2), 2-3 (2007).</li>
<li>Pascual-Marqui, R. D., Michel, C. M., Lehmann, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((EEG+neuroimaging%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">EEG neuroimaging.</a> Clin Neurophysiol. 118 (10), 2463-2492 (2017).</li>
<li>Niedermeyer, E., Da Silva, F. L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aNiedermeyer%2C+E+%22Electroencephalography%3A+Basic+Principles%2C+Clinical+Applications%2C+and+Related+Fields%22">Electroencephalography: Basic Principles, Clinical Applications, and Related Fields</a>. , Lippincott Williams & Wilkins. New York. (2004).</li>
<li>Rutherford, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Standardized+nursing+language%3A+what+does+it+mean+for+nursing+practice%5BTitle%5D)+AND+%22Online+J+Issues+Nurs%22%5BJournal%5D)">Standardized nursing language: what does it mean for nursing practice.</a> Online J Issues Nurs. 13 (1), 1-9 (2008).</li>
<li>Kwak, S., Lee, M., Lim, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Standardization+of+EEG+signal+processing+in+clinical+neurofeedback%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Standardization of EEG signal processing in clinical neurofeedback.</a> Neuroimage. 152, 221-234 (2017).</li>
<li>Prerau, M. J., Brown, R. E., Bianchi, M. T., Ellenbogen, J. M., Purdon, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+neurophysiological+dynamics+through+the+lens+of+multitaper+spectral+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Physiology%22%5BJournal%5D)">Sleep neurophysiological dynamics through the lens of multitaper spectral analysis.</a> Physiology. 32 (1), 60-92 (2016).</li>
<li>A look at the strength of micro and macro-EEG analysis for distinguishing insomnia within an HIV cohort. Gunnarsdottir, K. M., et al. Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc, , 6622-6625 (2015).</li>
<li>Herman, S. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Consensus+statement+on+continuous+EEG+in+critically+ill+adults+and+children%2C+part+II%3A+personnel%2C+technical+specifications%2C+and+clinical+practice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Clin+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Consensus statement on continuous EEG in critically ill adults and children, part II: personnel, technical specifications, and clinical practice.</a> J Clin Neurophysiol. 32 (2), 96-108 (2015).</li>
<li>Detection of EEG signal post-stroke using FFT and convolutional neural network. Djamal, E. C., Furi, W. I., Nugraha, F. 2019 6th International Conference on Electrical Engineering, Computer Science and Informatics (EECSI), 2019, Bandung, Indonesia. 18-23 (2019).</li>
<li>Emotion classification using fast Fourier transform and recurrent neural networks. Prawira, H. G., Sundari, S., Djamal, E. C., Wulandari, A. 2021 International Conference on Instrumentation, Control, and Automation (ICA), 2021, Bandung, Indonesia. 94-99 (2021).</li>
<li>EEG feature extraction with fast Fourier transform for investigating different brain regions in cognitive and reasoning activity. Amin, H. U., et al. 2022 IEEE 5th International Symposium in Robotics and Manufacturing Automation (ROMA), 2022, Malacca, Malaysia. 1-4 (2022).</li>
<li>Jurcak, V., Tsuzuki, D., Dan, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((10%2F20%2C+10%2F10%2C+and+10%2F5+systems+revisited%3A+their+validity+as+relative+head-surface-based+positioning+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">10/20, 10/10, and 10/5 systems revisited: their validity as relative head-surface-based positioning systems.</a> Neuroimage. 34 (4), 1600-1611 (2007).</li>
<li>Marino, L., Lilienfeld, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Third+time%27s+the+charm+or+three+strikes+you%27re+out%3A+an+updated+review+of+the+efficacy+of+dolphin-assisted+therapy+for+autism+and+developmental+disabilities%5BTitle%5D)+AND+%22J+Clin+Psychol%22%5BJournal%5D)">Third time's the charm or three strikes you're out: an updated review of the efficacy of dolphin-assisted therapy for autism and developmental disabilities.</a> J Clin Psychol. 77 (6), 1265-1279 (2021).</li>
<li>Marino, L., Lilienfeld, S. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dolphin-assisted+therapy%3A+more+flawed+data+and+more+flawed+conclusions%5BTitle%5D)+AND+%22Anthrozo%C3%B6s%22%5BJournal%5D)">Dolphin-assisted therapy: more flawed data and more flawed conclusions.</a> Anthrozoös. 20 (3), 239-249 (2007).</li>
<li>Marino, L., Lilienfeld, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dolphin-assisted+therapy%3A+flawed+data%2C+flawed+conclusions%5BTitle%5D)+AND+%22Anthrozo%C3%B6s%22%5BJournal%5D)">Dolphin-assisted therapy: flawed data, flawed conclusions.</a> Anthrozoös. 11 (4), 194-200 (1998).</li>
<li>Marino, L., Lilienfeld, S. Does Dolphin-Assisted Therapy have Healing Effects. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMarino%2C+L+%22Pseudoscience+in+Child+and+Adolescent+Psychotherapy%22">Pseudoscience in Child and Adolescent Psychotherapy</a>. , Cambridge University Press. New York. (2019).</li>
<li>Müller, R. A., Shih, P., Keehn, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+EEG+biomarkers+in+neurodevelopmental+disorders%3A+progress+and+challenges%5BTitle%5D)+AND+%22Biol+Psychiatry+Cogn+Neurosci+Neuroimaging%22%5BJournal%5D)">The use of EEG biomarkers in neurodevelopmental disorders: progress and challenges.</a> Biol Psychiatry Cogn Neurosci Neuroimaging. 4 (7), 574-583 (2019).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Terapia wspomagana delfinami (DAT) pojawiła się jako metoda terapeutyczna dla osób z autyzmem i rozwojem24,25. DAT oferuje uczestnikom wzbogacające życie, świeże doświadczenia, stymulując zainteresowanie i zaangażowanie sensoryczne w fascynującym tle25,26. Istnieje jednak kilka ograniczeń, które wpływają na interpretację skuteczności DAT, w tym wymagania dotyczące kontrolowanych projektów eksperymentalnyc...

Różnice kulturowe między różnymi grupami ludzkimi w dużej mierze zależą od ich zdolności poznawczych. Podczas gdy niektóre osoby mogą dostosować się do tych norm kulturowych, inne często spotykają się z marginalizacją. Dlatego ważne jest, aby osoby te uczestniczyły w sesjach, które promują ich integrację ze społeczeństwem ludzkim1.
Dzieci z zaburzeniami neurorozwojowymi, takimi jak zespół nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi (ADHD) lub zaburzenia ze spektrum autyzmu (ASD), często wymagają połączenia terapii fizycznych i alternatywnych w celu kompleksowej i skutecznej rehabilitacji 2,3. Ważne jest, aby pamiętać, że oprócz terapii konwencjonalnych opracowano terapie alternatywne, aby holistycznie zająć się fizycznymi, emocjonalnymi i duchowymi aspektami pacjentów. Terapie te mają na celu uzupełnienie tradycyjnych podejść i promowanie pełniejszego powrotu do zdrowia 2,4. Terapie te, gdy są zalecane przez pracowników służby zdrowia, mogą służyć jako cenne uzupełnienie medycyny konwencjonalnej3.
Jedną z alternatywnych terapii, która cieszy się rosnącym zainteresowaniem społecznym ze względu na postępy w łagodzeniu bólu i poprawę umiejętności uczenia się u dzieci niepełnosprawnych, jest terapia wspomagana delfinami (DAT)5. Terapia ta wykorzystuje interakcję między ludźmi a delfinami, zazwyczaj delfinami butlonosymi w ciąży lub karmiącymi, w środowisku wodnym w celu poprawy jakości życia dzieci o różnych zdolnościach.
Obecnie DAT nie ma w pełni ustandaryzowanej metody, ponieważ zaobserwowano różnice w procesach stosowanych wobec pacjentów, terapeutów i/lub zaangażowanych specjalistów, czasie trwania i częstotliwości sesji, a także rodzaju delfina i jego treningu w celu osiągnięcia efektów terapeutycznych 6,7,8. Według Jette i wsp.9 standaryzacja tych terapii usprawnia gromadzenie danych do badań, ponieważ konsekwentne gromadzenie danych pozwala na badania porównawcze i opracowywanie nowych strategii terapeutycznych opartych na dowodach.
Brak ustandaryzowanego systemu gromadzenia danych w DAT komplikuje obiektywną ocenę jego efektów, ograniczając porównywalność wyników między badaniami. Pomimo rosnącej popularności DAT, ramy metodologiczne stosowane do monitorowania zmian zachodzących u pacjentów różnią się znacznie w zależności od instytucji i zespołu badawczego, co skutkuje niespójnymi, a nawet sprzecznymi wynikami10,11.
Ta zmienność wzbudziła obawy w społeczności naukowej, ponieważ nie ma wiarygodnych parametrów do pomiaru skuteczności terapeutycznej pod względem poprawy funkcji poznawczych, emocjonalnych lub behawioralnych u pacjentów12. Brak standardów wpływa również na rozwój rygorystycznych protokołów, co może prowadzić do stronniczych interpretacji wyników uzyskanych w różnych badaniach DAT.
Zmienność procedur akwizycji sygnału elektroencefalograficznego (EEG), takich jak rozmieszczenie elektrod, kalibracja sprzętu i warunki środowiskowe, może wprowadzać niespójności w wynikach, komplikując interpretację efektów terapeutycznych i porównania między badaniami13,14. Dlatego niezbędna jest standaryzacja procesu pozyskiwania danych dla sygnałów EEG w tych terapiach, aby uzyskać dokładniejsze i bardziej wiarygodne dane, przyczyniając się w ten sposób do optymalizacji praktyk terapeutycznych i dostarczając solidnych dowodów na skuteczność DAT.
Ustandaryzowany protokół sprzyja większej przejrzystości badań. Gdy stosowane są jednolite metody, dane i procedury mogą być udostępniane w sposób bardziej otwarty i skuteczny, co pozwala innym badaczom na weryfikację i walidację wyników. Jest to szczególnie ważne w nowych lub niedostatecznie zbadanych dziedzinach, w których naukowcy w dużym stopniu polegają na replikacji i walidacji wcześniejszych badań, aby pogłębić zrozumienie tego tematu15.
Ustandaryzowany system gromadzenia danych, w szczególności oparty na wykorzystaniu narzędzi neurofizjologicznych, takich jak elektroencefalografia, może dostarczyć dokładniejszych danych na temat wpływu DAT na aktywność mózgu pacjentów z neuroróżnorodnością. Chociaż EEG jest nieinwazyjną i szeroko stosowaną metodą badania aktywności mózgu, jej zastosowanie w monitorowaniu alternatywnych terapii pozostaje niespójne, co wpływa na wiarygodność i ważność uzyskanych danych16.
Terapie alternatywne, takie jak DAT, dają naukowcom możliwość zbadania wpływu leczenia na mózgi pacjentów poprzez analizę sygnałów mózgowych, takich jak EEG, w połączeniu z technikami matematycznymi i narzędziami sztucznej inteligencji w celu oceny skuteczności i efektywności różnych interwencji.
W związku z tym w niniejszym badaniu opisano proponowany protokół testowy mający na celu ocenę wyników leczenia w Meksyku u dzieci, u których zdiagnozowano zaburzenia neurorozwojowe, z uwzględnieniem DAT. Propozycja ta została starannie opracowana we współpracy z Delfiniti México, specjalistami w dziedzinie interakcji człowiek-delfin, koncentrując się nie tylko na pływaniu, ale także na interwencjach terapeutycznych za pośrednictwem delfinów.

<table><tbody><tr><td>Konwerter ładunku</td><td>Hottinger Br&uuml; el & Kj&aelig; r</td><td></td><td>Czułość: 2647A: 0,001 V/pC Częstotliwość próbkowania: 512 sps</td></tr><tr><td>Hydrofone (Hydrofon)</td><td>Hottinger Br&uuml; el & Kj&aelig; r</td><td>8103</td><td>Częstotliwość próbkowania: 96000 sps Czułość: 8103 25.41e-6; V/PA</td></tr><tr><td>Laptop Windows11</td><td>Machenike powiedział:</td><td>Machenike T58-V</td><td>procesor: i7-10870H (2,2 GHz-5 GHz / 8 rdzeni) Karta graficzna: NVIDIA Geforce RTX3060 Laptop GPU Dwukanałowy, do 32G Pamięć masowa: M.2 PCIE. 2,5-calowy ekran HDD : 144 Hz 15,6 cala FHD</td></tr><tr><td>Moduł ThinkGear ASIC 1&nbsp;</td><td>Niebo NeuroNiebo</td><td>TGAM1 powiedział:</td><td>Bluetooth w wersji 3.0</td></tr><tr><td>Kamerka internetowa</td><td>Logitech</td><td>&nbsp; Zobacz materiał C920</td><td>Częstotliwość próbkowania18 sps</td></tr></tbody></table>

ramy akwizycji sygnałów elektroencefalograficznych dla neuroróżnorodności: studium przypadku terapii wspomaganej delfinami

Electroencephalographic Signal Acquisition Framework for Neurodiverse: A Case Study of Dolphin-Assisted Therapy

Protokół ten szczegółowo opisuje podstawowe kroki pozyskiwania i rejestrowania sygnałów elektroencefalograficznych (EEG) u dzieci neuroróżnorodnych przed, w trakcie i po uczestnictwie w sesjach terapii wspomaganej delfinami (DAT). Jego głównym celem jest dostarczenie spójnych i wiarygodnych danych, które pozwolą na dokładną ocenę aktywności mózgu na różnych etapach procesu terapeutycznego. Protokół ustanawia jasne ramy do porównywania uzyskanych sygnałów EEG, zapewniając, że każde zapis spełnia standardy wymagane do skutecznej analizy i interpretacji. W tym celu stosuje się kompleksowe podejście, które łączy narzędzia elektroniczne i metody matematyczne, takie jak analiza widmowa mocy, w celu identyfikacji zmian w aktywności mózgu dzieci podczas interwencji. Ponadto zapewniona jest powtarzalność wyników, co sprzyja trafności i spójności badań naukowych związanych z terapią. Protokół ten, poprzez standaryzację pozyskiwania danych, ma na celu optymalizację wyników terapeutycznych i zapewnienie solidnej podstawy do porównania różnych badań nad wpływem DAT na neuroróżnorodność dziecięcą. Co więcej, stanowi solidny system dla przyszłych badań, ułatwiając obiektywną interpretację efektów terapii i ulepszając interwencje.

Niniejsze badanie opisuje proces akwizycji i analizy sygnałów EEG za pomocą symulowanego interfejsu użytkownika (UI) w środowisku IDE, uzupełniony o zastosowanie znormalizowanej metody gromadzenia danych. Podejście to dostarcza ram odniesienia, które ułatwiają porównywalność między badaniami i zapewniają powtarzalność, umożliwiając innym badaczom replikację procedur i uzyskanie spójnych wyników w różnych kontekstach.
<strong cla...

W tym artykule przedstawiamy protokół pozyskiwania i rejestrowania sygnałów elektroencefalograficznych (EEG) od dzieci neuroróżnorodnych przed, w trakcie i po uczestnictwie w sesjach terapii z udziałem delfinów (DAT).

Ramy akwizycji sygnałów elektroencefalograficznych dla neuroróżnorodności: studium przypadku terapii wspomaganej delfinami

This protocol details the essential steps for acquiring and recording electroencephalographic (EEG) signals in neurodivergent children before, during, and ...

Nasze badania oceniają sygnały EEG u dzieci neuroróżnorodnych podczas terapii wspomaganej delfinami w celu oceny zmian aktywności mózgu, zapewniając ustandaryzowane dane do analizy efektów terapeutycznych i promując powtarzalność w badaniach. Obecne technologie obejmują systemy EEG do monitorowania aktywności mózgu, ustandaryzowane protokoły spójności danych oraz ramy terapii wspomaganej delfinami do oceny efektów terapeutycznych u dzieci neuroróżnorodnych. Obecnie rejestracja danych w terapii wspomaganej delfinami dla dzieci neuroróżnorodnych nie jest ustandaryzowana, co utrudnia obiektywną ocenę i porównanie wyników między sesjami i badaniami.Wyniki rodzą pytania o to, w jaki sposób zmienne, takie jak czas trwania, rodzaj interakcji lub diagnoza neuroróżnorodna, wpływają na wyniki i czy kontekst środowiskowy wpływa na skuteczność terapii, Poza analizą EEG w terapii wspomaganej delfinami, naszym celem jest zbadanie długoterminowych wyników neurobehawioralnych, zoptymalizowanych protokołów terapii i zintegrowanie biomarkerów multimodalnych, na przykład urządzeń do noszenia, w celu oceny szerszego wpływu terapeutycznego na dzieci neuroróżnorodne. Na początek opisz cel pozyskiwania danych z elektroencefalogramu, związane z nim procedury oraz potencjalne korzyści i zagrożenia dla rodziny uczestnika. Ustaw sprzęt EEG w cichym, wolnym od zakłóceń miejscu przed rozpoczęciem jakiejkolwiek sesji terapeutycznej.Upewnij się, że cały sprzęt działa prawidłowo i że dostępne są części zamienne. Zapoznaj dziecko ze sprzętem do akwizycji elektroencefalogramu w przyjazny i niezagrażający sposób. Używaj zabawek, obrazków lub znajomych pocieszających przedmiotów, aby dziecko czuło się komfortowo.Ułóż dziecko wygodnie w krzesełku lub na macie zgodnie z jego preferencjami i wygodą. Używając opaski w rozmiarze pediatrycznym, delikatnie i ostrożnie umieść czujnik akwizycji i zapisu EEG w punkcie FP1 na głowie dziecka. Wyreguluj go, aby zapewnić dokładne, ale wygodne dopasowanie i prawidłowe podłączenie elektrody.Uruchom zintegrowane środowisko programistyczne do akwizycji sygnału EEG i załaduj system. Otwórz zintegrowane środowisko programistyczne przeznaczone do przetwarzania EEG. Przejdź do okna konfiguracji systemu, wybierz urządzenie EEG do pobierania próbek i ustaw parametr hydrofonu na pięć kiloherców.Zapisz konfigurację, aby zapewnić spójność między sesjami. Użyj okna informacji o pacjencie, aby wprowadzić dane pacjenta, w tym imię i nazwisko, diagnozę, czas trwania eksperymentu w minutach oraz kontekst zbierania danych związanych z procesem terapii wspomaganej delfinami. Kliknij przycisk pobierania próbki, aby rozpocząć przechwytywanie danych.Wykonaj referencyjny pomiar elektroencefalogramu przez jedną minutę, aby ustalić punkt kontrolny do porównania sygnału przed i po terapii. Po zakończeniu procesu przechwytywania danych sprawdź, czy pojawia się komunikat o zakończeniu i upewnij się, że został utworzony folder zawierający obrazy z kamery i pliki tekstowe z wynikami elektroencefalogramu i hydrofonu. Natychmiast wykonaj kopię zapasową pozyskanych i zarejestrowanych danych sygnału elektroencefalogramu na bezpiecznym urządzeniu pamięci masowej i przeprowadź wstępną analizę w celu sprawdzenia jakości danych.Upewnij się, że elektroda dobrze przylega do skóry głowy i w razie potrzeby wytrzyj czoło. Upewnij się, że nasadka zawierająca urządzenie do akwizycji i rejestracji sygnału EEG jest prawidłowo umieszczona na głowie dziecka. Stale monitoruj pobieranie i rejestrowanie sygnałów elektroencefalogramu przez jedną minutę bez przerwy, zanim dziecko wejdzie w interakcję z delfinami.Upewnij się, że sprzęt pozostaje prawidłowo dopasowany, a dziecko jest zrelaksowane. Pod nadzorem personelu pomóż dziecku wejść do wody delfinarium. Upewnij się, że dziecku jest wygodnie, a sprzęt EEG jest wodoodporny i bezpiecznie zamocowany.Stale monitoruj akwizycję i rejestrację sygnałów elektroencefalogramu przez pięć minut bez przerwy, gdy dziecko wchodzi w interakcję z delfinami. Upewnij się, że sprzęt pozostaje prawidłowo dopasowany, a dziecko jest zrelaksowane. Natychmiast wykonaj kopię zapasową nowo pozyskanych i zarejestrowanych danych sygnału elektroencefalogramu na bezpiecznym urządzeniu pamięci masowej.Pomóż dziecku przejść z obszaru terapii do wygodnej i suchej przestrzeni. Teraz zbieraj i zapisuj dane EEG przez minutę bezpośrednio po wyjściu dziecka z wody, a następnie ostrożnie zdejmij czujnik z głowy dziecka. Po pozyskaniu przejdź do okna analizy danych w zintegrowanym środowisku programistycznym i uzyskaj dostęp do sekcji analizy w interfejsie użytkownika.Wybierz sygnały EEG zebrane podczas eksperymentu do przetworzenia. Zastosuj techniki przetwarzania sygnału z potokiem obliczeniowym zdefiniowanym w odpowiednich równaniach, aby wyświetlić dane. Sesja została przeprowadzona zarówno na dzieciach z grupy kontrolnej, jak i interwencyjnej.Dane uzyskano przed, w trakcie i po terapii wspomaganej delfinami. Aktywność mózgu pacjenta interwencyjnego podczas sesji terapeutycznej wykazała znaczny wzrost pasm o wyższej częstotliwości, szczególnie beta i gamma, w porównaniu z okresami wyjściowymi i po sesji. Sygnały EEG pacjentów w dziedzinie częstotliwości podzielono na sześć podstawowych rytmów mózgu, wraz z ogólnym efektem, od 0,5 do 60 herców, wykazując wzrost aktywności podczas terapii.

electroencephalographic-signal-acquisition-framework-for-neurodiverse

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

Przedstawiamy metodę pozyskiwania sygnałów elektrokortykograficznych do celów badawczych u ludzi poddawanych inwazyjnemu monitorowaniu epilepsji. Pokazujemy, jak wykorzystać platformę programową BCI2000 do zbierania danych, przetwarzania sygnałów oraz prezentacji bodźców. W szczególności prezentujemy SIGFRIED, narzędzie oparte na BCI2000 służące do funkcjonalnego mapowania mózgu w czasie rzeczywistym.

Rejestracja ludzkich sygnałów elektrokortykograficznych (ECoG) w badaniach neuronaukowych i funkcjonalnym mapowaniu kory mózgowej w czasie rzeczywistym

Opracowanie skutecznego systemu interfejsu mózg-maszyna-(BMI) do przywracania i rehabilitacji dwunożnej lokomocji wymaga dokładnego dekodowania intencji użytkownika.  W tym miejscu przedstawiamy nowatorski protokół eksperymentalny i technikę zbierania danych do jednoczesnego nieinwazyjnego nabywania aktywności neuronalnej, aktywności mięśni i kinematyki całego ciała podczas różnych zadań i warunków lokomocyjnych.

Jednoczesna elektroencefalografia skóry głowy (EEG), elektromiografia (EMG) i segmentalny zapis inercyjny całego ciała do multimodalnego dekodowania neuronalnego

Ocena rytmu EEG mu dostarcza unikalnej metodologii badania aktywności mózgu, a w połączeniu z testami opartymi na zachowaniu, może być potężnym narzędziem do wyjaśniania aspektów poznania społecznego, takich jak naśladownictwo, w populacjach klinicznych.

Rytm EEG Mu w rozwoju typowym i nietypowym

Niniejszy protokół ma na celu ocenę funkcji poznawczo-emocjonalnych w zwojach podstawy poprzez jednoczesny neurofizjologiczny zapis lokalnych potencjałów pola i nieinwazyjną aktywność kory mózgowej (EEG). Przykładem procedury jest zastosowanie paradygmatów obejmujących bodźce mowy o konotacji emocjonalnej lub zadania Flankera polegającego na kontroli poznawczej.

Połączone inwazyjne podkorowe i nieinwazyjne powierzchniowe zapisy neurofizjologiczne do oceny funkcji poznawczych i emocjonalnych u ludzi

Instrukcje dotyczące taniego konstruowania i chirurgicznego wszczepiania myszom przewlekłego przezczaszkowego montażu elektroencefalograficznego o dużej gęstości są dostarczone. Opisano również techniki nagrywania, ekstrakcji i przetwarzania sygnału.

Akwizycja elektroencefalograficzna o dużej gęstości w modelu gryzoni przy użyciu tanich zasobów typu open source

Badania elektrofizjologiczne są ważnym narzędziem do identyfikacji biomarkerów zaburzeń rozwojowych, w tym zaburzeń ze spektrum autyzmu (ASD), ale zbieranie danych w tych populacjach pozostaje wyzwaniem. W niniejszej pracy przedstawiono protokół zapoznawczy towarzyszący badaniom, które obejmują elektroencefalografię (EEG) w celu zwiększenia prawdopodobieństwa zbierania danych EEG od dzieci z ASD.

Protokół zapoznawczy ułatwia udział dzieci z ASD w badaniach elektrofizjologicznych

Zaprojektowaliśmy 16-kanałowy czujnik EEG typu suchego, który jest nieinwazyjny, odkształcalny i wielokrotnego użytku. W artykule opisano cały proces od wytworzenia proponowanej elektrody EEG do przetwarzania sygnałów wizualnego potencjału wywołanego (VEP) mierzonych na skórze głowy myszy za pomocą suchego, nieinwazyjnego wielokanałowego czujnika EEG.

Wizualne zapisy potencjału wywołanego u myszy za pomocą suchego, nieinwazyjnego wielokanałowego czujnika EEG skóry głowy

Audiometria odpowiedzi wywołanej pniem mózgu jest ważnym narzędziem w neurofizjologii klinicznej. Obecnie audiometria odpowiedzi wywołanej pnia mózgu jest również stosowana w naukach podstawowych i badaniach przedklinicznych obejmujących zarówno farmakologiczne, jak i genetyczne modele zwierzęce. Tutaj przedstawiamy szczegółowy opis, w jaki sposób słuchowe reakcje pnia mózgu mogą być z powodzeniem rejestrowane i analizowane u myszy.

Akwizycja i analiza danych w audiometrii odpowiedzi wywołanej pniem mózgu u myszy

Przedstawiony tutaj protokół dostarcza informacji na temat jednoczesnej elektroencefalografii (EEG) i oceny behawioralnej w czasie rzeczywistym. Omówiliśmy wszystkie kroki związane z tym protokołem jako atrakcyjnym rozwiązaniem dla badaczy z wielu dziedzin neuronauki, szczególnie w obszarach uczenia się i pamięci.

Jednoczesne monitorowanie bezprzewodowego testu elektrofizjologii i pamięci behawioralnej jako narzędzia do badania neurogenezy hipokampa

Protokół pokazuje prototyp domowej platformy do zbierania danych multimodalnych, która wspiera badania optymalizujące adaptacyjną głęboką stymulację mózgu (aDBS) dla osób z neurologicznymi zaburzeniami ruchu. Przedstawiamy również kluczowe wnioski z wdrażania platformy przez ponad rok w domu osoby z chorobą Parkinsona.

Przeniesienie kliniki do domu: multimodalny ekosystem gromadzenia danych w domu wspierający adaptacyjną głęboką stymulację mózgu

Obrazy motoryczne w środowisku wirtualnej rzeczywistości mają szerokie zastosowanie w systemach interfejsu mózg-komputer. Manuskrypt ten przedstawia wykorzystanie spersonalizowanych cyfrowych awatarów, które przypominają uczestników wykonujących ruchy wyobrażone przez uczestnika w środowisku rzeczywistości wirtualnej, aby zwiększyć immersję i poczucie posiadania ciała.

Wydajność obrazowania motorycznego dzięki ucieleśnionym cyfrowym bliźniakom w środowisku interfejsu mózg-komputer z obsługą rzeczywistości wirtualnej

Poznaj metody akwizycji sygnałów EEG u dzieci neuroróżnorodnych podczas terapii wspomaganej delfinami. Standaryzowane protokoły rejestracji aktywności mózgu umożliwiają obiektywną analizę efektów terapeutycznych i porównywalność wyników badań.

Ramy akwizycji sygnałów elektroencefalograficznych dla neuroróżnorodności: studium przypadku terapii wspomaganej delfinami

Przeglądaj więcej filmów