Оценка церебральной латерализации у детей с использованием функциональных транскраниальной ультразвуковой доплеровский (ЧВКУ)

Общая цель данной процедуры — определить функциональную латерализацию языка в головном мозге с помощью метода, подходящего для детей. Это достигается путем первоначального применения ультразвуковых датчиков к голове для мониторинга скорости кровотока в средней мозговой артерии каждого полушария мозга. Вторым этапом процедуры является мониторинг кровотока во время выполнения участником языкового задания.

Третьим этапом процедуры является извлечение среднего допплеровского сигнала из левого и правого полушарий за интересующий период, в течение которого выполнялась языковая задача. Заключительным этапом процедуры является анализ разницы активации левого и правого полушарий для вычисления индекса латерализации. Положительные значения указывают на левостороннюю латерализацию, а отрицательные — на правостороннюю.

В конечном итоге можно получить результаты, которые позволяют сравнивать латерализацию мозга у детей разного возраста или в группах с нарушениями развития и без них. Основным преимуществом данного метода перед существующими, такими как функциональная магнитно-резонансная томография, является то, что испытуемому не требуется сохранять полную неподвижность, а сам метод относительно недорог и мобилен. Процедуру продемонстрируют Джорджина Холт и Ник Бэдкок, лаборант и постдок из моей лаборатории.

В данном видео будет продемонстрировано использование функционального транскраниального доплеровского ультразвукового исследования (ФТДУ) для оценки латерализации речи у детей. Система состоит из многоканального доплера с ультразвуковыми датчиками, закрепленными на гарнитуре, компьютера для предъявления стимульных видеоматериалов испытуемому и диктофона для записи слуховых ответов. Подготовьте многоканальный доплер до прибытия участника. Проверьте все соединения согласно описанию в сопроводительном тексте и руководстве по эксплуатации; убедитесь, что установлены соответствующие лимиты для обеспечения безопасных уровней ультразвукового излучения.

Перед началом сеанса важно уточнить, не нужно ли ребенку сходить в туалет, и обеспечить ему комфортное положение, так как сеансы длятся от 20 до 30 минут, а движения крупной моторики могут создавать помехи для допплеровского сигнала. Продемонстрируйте участнику допплеровскую гарнитуру, используя игрушечное животное. Убедитесь, что ребенок согласен надеть гарнитуру, и зафиксируйте ее удобно и плотно.

Переведите систему multi do в режим паузы на время подготовки ультразвуковых датчиков. Обильно нанесите ультразвуковой гель на каждый датчик для обеспечения максимально плотного контакта между датчиком и кожей, пока ребенок смотрит DVD. Приложите датчики с нанесенным гелем к височному окну черепа с каждой стороны головы.

Сразу перед ушной раковиной, в месте, где кость наиболее тонкая. Запустите многолучевой допплер, отрегулируйте положение датчиков, чтобы настроиться на среднюю мозговую артерию. Удовлетворительный сигнал характеризуется специфическим звуковым и визуальным паттерном.

Это пример визуальной картины при неправильном расположении зонда. Обратите внимание, что звук отсутствует. Это является характерным признаком.

Слабый свистящий звук сердцебиения испытуемого при правильном расположении датчика. Максимально снизьте мощность, при необходимости увеличив усиление, сохраняя при этом хороший сигнал. Как только сигналы от обеих средних мозговых артерий станут удовлетворительными, уменьшите громкость звукового выхода мультидоплера и объясните ребенку трехэтапную процедуру, используя статичные изображения.

Хорошо, и затем, когда мы немного посмотрим видео, вы увидите такой символ. Вы знаете, что это? Знак вопроса?

Да. Когда вы увидите вопросительный знак, я хочу, чтобы вы рассказали мне, что произошло в видео: расскажите как можно больше о том, что делали пингвины, во что они играли, что ели — всё, что пожелаете. А затем, когда вы закончите рассказывать о событиях в видео, вы увидите картинку с мальчиком, который прикладывает палец к губам («тсс»). Когда увидите это, вам нужно будет стать очень тихими, замереть, перестать говорить и больше ничего мне не рассказывать. Хорошо.

Подождите немного, и видео снова появится. Запустите записывающие устройства и начинайте. Пробное тестирование проходит наиболее эффективно, если один экспериментатор отвечает за то, чтобы ребенок был сосредоточен на задаче, и записывает его слова.

Что там произошло? Он надел шляпку своей девушки и вышел наружу. Очень хорошо.

А какого цвета были его шляпа и шарф? Отлично. Очень хорошо. Молодец.

Во второй раз. Экспериментатору следует контролировать мультиметр, чтобы убедиться в сохранении подходящего сигнала. Если сигнал станет значительно нестабильным, приостановите работу компьютера с дисплеем и отрегулируйте положение зондов, при необходимости нанеся больше геля.

Следите за поведением ребенка и убедитесь, что он чувствует себя комфортно и расслабленно. Ниже приведен пример одного пробного испытания. Программа на компьютере со стимулами обеспечивает точный тайминг событий и отправляет маркерный импульс в файл данных Доплера, чтобы отметить начало периода языковой активации.

Для данной процедуры с участием детей регистрируют 30 проб. Для точной оценки латерализации рекомендуется провести не менее 20 проб. По завершении экспериментальной процедуры остановите многоканальную запись и извлеките датчики.

С помощью салфеток удалите остатки геля с кожи участника. Дайте ребенку угощение в знак благодарности за участие. Ниже представлена чистая запись данных о скорости кровотока.

В ходе одного экспериментального испытания каждый видимый импульс соответствует одному сердцебиению. Маркер события, указывающий на начало стимуляции, отображается зеленым цветом. Здесь представлена запись данных за часть экспериментальной сессии, когда сигнал был слабым и периодически прерывался.

Эти участки автоматически удаляются из записи в результате процедуры отклонения артефактов. На данном графике показан средний сигнал за ЭПОХУ для левого канала, а также правый канал, усредненный по всем приемлемым попыткам. Для группы участников период активации языка выделен зеленым цветом.

На этой панели показана разность доплеровских скоростей «лево минус право». Период, используемый для расчета латерализации, также выделен зеленым цветом. Серая заштрихованная область вокруг разности скоростей представляет собой стандартную ошибку среднего.

При правильном исполнении после освоения данный метод можно применить примерно за 30 минут. Этот метод открыл исследователям в области нейропсихологии развития путь к изучению церебральной латерализации у детей дошкольного возраста.