Нейровизуализационных поле методы, с помощью функциональных вблизи нейровизуализации инфракрасной спектроскопии (НДО) для изучения развития глобальных ребенка: сельских районах Африки к югу от Сахары

Общая цель этого протокола полевой нейровизуализации заключается в изучении развития мозга детей, а также когнитивных и обучающих результатов с использованием портативной функциональной спектроскопии ближнего инфракрасного диапазона, известной как FNIRS, в отдаленных малоизученных условиях с ограниченными ресурсами, таких как бедные сельские общины в странах Африки к югу от Сахары. Этот метод может помочь нам ответить на ключевые вопросы о развитии мозга в условиях высокого риска. Например, как развивается сеть мозга для чтения в сообществах с высоким риском неграмотности.

Этот метод также решает важные теоретические вопросы глобального развития ребенка, касающиеся того, как биологическое развитие и разнообразный, и часто негативный опыт, влияют на мозг. И может раскрыть новую информацию о периодах развития, сензитивных периодах. Для начала инвестируйте в формирование коллабораций и предоставьте возможности в рамках исследований местным исследователям.

Установление партнерских отношений с местными научными учреждениями с целью инклюзивности, поскольку признание со стороны коллег на местном уровне важно для распространения результатов исследований в регионе. Подготовьтесь к дождливым климатическим условиям в полевых условиях, так как условия температуры и влажности могут значительно отличаться от лабораторных условий, что может повлиять на работу и долговечность оборудования, а также на комфорт участников. Демонстрировать процедуру будут Лайс Фрейтас, приглашенный ученый из Федерального университета Сан-Палло, и Вайолет Козлофф, руководитель нашей лаборатории.

Начните с прохождения процедуры получения согласия на местном или предпочитаемом языке участника, которая является приемлемой с культурной точки зрения и гарантирует, что участники, их семьи и сообщества будут проинформированы об исследовании и их решении участвовать в исследовании. Затем сопроводите участников в комнату для тестирования и попросите их сесть на стул. Объясните участнику, что будет произведено измерение головы.

Используя стандартную рулетку, измерьте расстояния между насьоном и инионом вокруг головы, национом и инионом над макушкой, через центральную среднюю линию, или СС, и расстояние между левым и правым козелком уха, над макушкой, через СС. Затем наденьте колпачок-держатель оптода fNIRS на голову участника. выравнивание колпачка по системе International 10-20 для расположения кожи головы. Закрепите колпачок ремешком. После того, как кепка будет установлена, попросите участника сидеть неподвижно, пока с помощью 3D-дигитайзера измеряются ключевые 10-20 позиций скальпа системы и каждый оптодный заполнитель.

Затем расставьте оборудование для 3D-дигитайзера, поместив один датчик на голову участника, на КК и надежно закрепив, а второй датчик положите на стол прямо за головой участника. Переместите стилиста 3D-дигитайзера в каждое место измерения и через ключевые 10-20 позиций системы. После того, как данные 3D-дигитайзера будут собраны, попросите участника удобно сесть перед компьютером для презентации стимулов.

Используя встроенное программное обеспечение fNIRS, выберите расположение зонда, соответствующее плану эксперимента. Убедитесь, что он расположен таким образом, чтобы максимально перекрывать языковые области левого полушария и их гомологи правого полушария, а также лобную долю. Убедитесь, что пробники излучателя и детектора пронумерованы в соответствии с картой расположения пробников.

Используя карту оптодов и встроенное программное обеспечение fNIRS в качестве руководства, поместите каждый оптод в соответствующее отверстие. Переместите любые волосы, чтобы обеспечить контакт между кончиком оптоды и кожей головы. Наконец, после того, как все оптоды находятся на своих местах, проверьте качество сигнала с помощью встроенного программного обеспечения системы fNIRS.

При необходимости отрегулируйте отдельные щупы до тех пор, пока не будет достигнуто достаточное качество сигнала. Начните с надевания наушников с шумоподавлением на голову участника, стараясь не мешать размещению зонда fNIRS. Убедитесь, что наушники выдают звуковые речевые стимулы, если это применимо к участнику, а также блокируют любой окружающий шум.

Попросите участника зафиксироваться на крестике в центре экрана. Попросите их оставаться неподвижными во время эксперимента, пока будут отображаться экспериментальные задания. Приглушите свет и начните запись участника на встроенную видеокамеру.

Начните запись данных fNIRS на командном компьютере fNIRS и приступайте к выполнению задач на компьютере для предъявления стимулов. Отслеживайте производительность участников на протяжении всех задач и предоставляйте перерывы между задачами и прогонами. Убедитесь, что запуск с компьютера для представления экспериментальных стимулов получен командным компьютером fNIRS.

Наконец, по окончании всех заданий прекратите сбор видео и данных fNIRS. После завершения эксперимента снимите каждый оптод с крышки держателя оптода. Не нарушая положения колпачка держателя оптода на голове участника, попросите его сесть в положение, чтобы получить второе измерение 3D дигитайзера.

Повторите измерение с помощью 3D-дигитайзера, чтобы убедиться, что любые нарушения положения датчика кожи головы во время эксперимента могут быть обнаружены, сравнив два файла положений. Наконец, после завершения повторного измерения снимите колпачок держателя оптода с головы участника. Данные 3D-положения и данные экспериментального дизайна были объединены с данными временных рядов fNIRS для анализа с целью отображения значимых паттернов нейронной активации, связанных с экспериментом, на стандартном шаблоне мозга.

У этого субъекта наблюдалась большая активация верхней височной извилины левого полушария во время попыток рифмования по сравнению с отдыхом. Кроме того, показана большая активация для нерифмованных стихов рифмованных проб, в левом полушарии. Например, Субъект 1 показал большую активацию в левой нижней лобной извилине, а Субъект 2 показал большую активацию в левой верхней височной извилине.

После этой процедуры могут быть выполнены другие методы, такие как оценка когнитивных и вербальных навыков, чтобы ответить на дополнительные вопросы о связи между активностью мозга и способностями детей. После просмотра этого видео у вас должно быть хорошее понимание важных аспектов в области нейровизуализации, таких как местное партнерство с сообществами и исследователями, а также техническое понимание того, как позиционировать колпачок fNIRS, размещать оптоды и собирать данные с помощью этой системы. Не забывайте, что работа в удаленных местах может быть опасной, с риском заболеваний, преступности и политической нестабильности.

И при выполнении этой процедуры всегда следует принимать меры предосторожности, такие как лекарства, вакцинация и рекомендации по мониторингу поездок.