Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

הערכה כמותית של עיבוד בקליפת המוח שמיעתי-מישוש בילדים עם מוגבלויות

Published: January 29, 2014 doi: 10.3791/51054
Automatic Translation
1, 2,3
1Department of Pediatrics, Monroe Carell Jr. Children's Hospital at Vanderbilt, Vanderbilt University, 2Vanderbilt Kennedy Center, Vanderbilt University, 3Department of Hearing and Speech Sciences, Vanderbilt University

Summary

מדידה אובייקטיבית וקלה של עיבוד חושי קשה מאוד במטופלי ילדים לא מילוליים או פגיעים. פיתחנו מתודולוגיה חדשה להעריך כמותית תינוקות ועיבוד בקליפת המוח של ילדים של מגע קל, קולות דיבור, והעיבוד החושי של 2 גירויים, ללא צורך בהשתתפות בכפוף פעיל או גרימת אי נוחות בחולים פגיעים.

Abstract

מדידה אובייקטיבית וקלה של עיבוד חושי קשה מאוד במטופלי ילדים לא מילוליים או פגיעים. פיתחנו מתודולוגיה חדשה להעריך כמותית העיבוד בקליפת המוח של ילדים של מגע קל, קולות דיבור והעיבוד החושי של 2 גירויים, ללא צורך בהשתתפות בכפוף פעיל או גרימת אי נוחות לילדים. כדי להשיג זאת פיתחנו ערוץ כפול, זמן וממריץ נשיפת אוויר כוח מכויל המאפשר גם גירוי חוש המישוש ובקרת אחיזת עיניים. שלבנו את זה עם השימוש במתודולוגיה פוטנציאל הקשור לאירוע, כדי לאפשר רזולוציה גבוהה זמנית של אותות מקליפת המוח החושית הראשונית ומשנית, כמו גם עיבוד מסדר גבוה יותר. מתודולוגיה זו גם אפשרה לנו למדוד תגובה חושית לגירוי שמיעתי-מישוש.

Introduction

המחקר של פיתוח תהליכים חושיים בקליפת המוח הוא חיוני להבנת הבסיס למרבית פונקציות מסדר גבוה יותר. חוויות חושיות אחראיות לחלק גדול מהארגון של המוח דרך ינקות ובילדות, ומכשירות את הקרקע לתהליכים מורכבים כגון קוגניציה, תקשורת, והתפתחות מוטורית 1-3. רוב המחקרים בילדים של תהליכים חושיים להתמקד בתחומים שמיעתיים וחזותיים, בעיקר משום שגירויים אלה הם הקלים ביותר לפתח, לתקן, ובדיקה. עם זאת, עיבוד מישוש הוא עניין מיוחד בתינוקות וילדים כפי שהוא החוש הראשון שמתפתח בעובר 4,5, והמידע החושית הוא חלק בלתי נפרד מהתפקוד של מערכות בקליפת המוח אחרות (למשל מוטורי, זיכרון, למידה אסוציאטיבית, הלימבית) 6. שיטות קיימים כיום להערכת עיבוד החושית מוגבלות על ידי הבחירה של גירוי מישוש. בחירה נפוצה היא 7,8 גירוי עצב המדיאני חשמלי הישיר 9. כל השיטות האלה ולכן הם מוגבלים בשימוש שלהם בילדים קטנים ותינוקות.

לכן, המטרה שלנו הייתה לפתח פרדיגמה מישוש כי כתובות מגבלות אלה על ידי להיות פולשנית ומצמצמים את הצורך בהשתתפות הפעילה של נושא. בנוסף, הוא צריך להיות ברמה סטנדרטית של גירוי ודמה שליטה. לשם כך פיתחנו את מערכת אספקת אוויר נשיפה מכוילת מערכת "המשאף", ערוץ כפול, מתוזמן, ו, המאפשר לנו למדוד את ההשפעות של מגע קל בתינוקות ובאוכלוסיות חלשות אחרות.

מחקרי MRI פונקציונליים הראו כי גירוי על ידי נשיפות אוויר מפעיל קורטקס הסנסורי, למרות האורך ואתגרים של מחקרים כאלה, כגון חוסר תנועה, lengהפעלות, וההגדרות מעוררות חרדתך לגרום להם קשות לבצע בילדים צעירים. לכן, אנחנו בשילוב מערכת מסירת הרומן שלנו עם המתודולוגיה הקשור לאירוע פוטנציאלי (ERP) על מנת לספק פתרון זמני של עיבוד החושי של מגע קל בפגישת בדיקות קצרה, ידידותיים לילדים.

פרדיגמה חדשה זו מציעה את הגמישות הדרושה כדי ללמוד עיבוד חושי באוכלוסיות מגוונות, גילים ומסגרות קליניות. כמו כן, יש את היתרון של להיות תואמים לגירויים שמיעתיים, המאפשר להערכות רבות חושיות. עד כה, הערכת מישוש מדויקת ואמינה לא הייתה אפשרית בתינוקות או בילדים שאינם מסוגלים להגיב באופן מהימן בשל הפרעות אינטלקטואליות / שפה. מתודולוגיה זו מטרתה למלא את הפער הזה על מנת לסייע בזיהוי המוקדם של ליקויים בעיבוד חושיים ובהתערבות בתקופה של גמישות מוחית מקסימלי. שיפורים בעיבוד חושי בינקות עשויים להשפיע על המפלשל התפתחותיות

כל הנהלים הבאים כלולים בנדרבילט מוסדית המועצה לביקורת שאושרה פרוטוקולים.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. הערכה של תגובה למגע קל

  1. הנח את רשת האלקטרודה (למשל נטו חיישן הגיאודזית 128 ערוצים) על ילד או את ראשו של התינוק. התאם חיישנים למגע מלא באמצעות תמיסת מלח חמימה. אם על ילד, להבטיח ילד יושב בנוחות בחיק הורה או מטפל. אם בתינוק, להבטיח התינוק כי הוא עטוף בקלילות וגם החזיק בזרועותיו של המטפל או במצב שכיבה בעריסה פתוחה.
  2. מקם זרבובית 1 מ"מ 0.5 סנטימטר מתחת לקצה אצבע המורה של היד נבדקה. הנח את האצבע לילד או דקל צעיר לתינוק בבעל עובש ובטוח עם הפרוקסימלי קלטת סקוטש ודיסטלי משותף כדי להבטיח מרחק עקבי מנחיר לאצבע או היד. זה חיוני שהילד שומר על מיקום האצבע הנכון לאורך כל פגישת הבדיקה. להבטיח זאת על ידי מעת לעת הערכת אצבע ויד מיקום ושיש ילד עם מטפלת אם צעיר. אם בדיקת תינוק, להפסיק פרוטוקולאם התינוק בוכה ולספק נוחות לפני ההפעלה מחדש. אם בודק ילד צעיר, שאל את המטפלת לספק נחמה ואישור לאורך כל תקופת הבדיקה הקצרה.
  3. התחל מדחס אוויר ב40 psi באמצעות רגולטור לאספקת תשומות שסתומים לגירויי מישוש.
  4. הפעל תכנית משלוח גירוי.
    1. לבדקתי שני, גירויי 60 נשיפה הנוכחית ובין באופן אקראי עם 60 ניסויים דמה (נשיפת אוויר שתישלח באמצעות זרבובית נפרדת הצביעה מן האצבע).
    2. אל תציג יותר משני חזרות של עלים או אחיזת עיניים ברציפות. להשתנות המרווחים בין המשפט באופן אקראי בין 2,000-2,500 אלפיות שניים. המטרה של זה היא להפחית הרגלה, שבו גירוי נתפס כבר לא. סך הכל הזמן לרצף של 120 ניסויים צריך להיות 4.5-5 דקות.
    3. הפעל את הפרוטוקול הזהה שוב לצד השני, אם לומד הפרעות החושית סימטריות.
  5. לפרוטוקולים שאינם דורש תשומת לב לגירוי לא יותר להגדיר אותו לפי צורך. Tשלו חל על בדיקת תינוק. להגברת תשומת לב בילדים צעירים (שתוצאתה פסגות ERP הספציפיות גדולות יותר בהקלטה), לספק משימה.
    1. דוגמא למשימה 5 בני: תארו פחזניות אוויר כמו "בועות" פוצצה על ידי "דגים" ב" האקווריום "(קופסא מעוטרת הסתרת מנגנון המשאף). שאל את הילדים לנחש אם כל "בועה" מועברת על ידי כחול או "דגים" אדומים. תגיד לילד שהם לא צריכים ולא צריכים להגיד שום דבר בזמן שהם מבצעים משימה זו (ראה להגדיר עם אקווריום המדומה באיור 1).

2. הערכת תגובה לרבה החושי Protocol (לעומת סימולטני שמיעתי-מישוש סיכם תגובות בודדות)

  1. לרוץ דרך 1.1-1.3 שלבים כפי שתואר לעיל. גירויים מתוארים בטבלה 1.
  2. הפעל את תכנית התמריצים משלוח (למשל בתוכנת E-ממשלה). לנבדק שני, שמיעתי-מישוש הפרדיגמה יכולה להציג 4 הגירויים הבאים באופן אקראי, עם 60 ניסויים / גירוי: עלים, puff-/ga /, / GA /-דמה, דמה. שוב, כדי להגביל את האפשרות של התרגלות, לא מציג יותר משני חזרות של עלים או אחיזת עיניים ברציפות בכל מצב, ולגוון את המרווחים בין המשפט באופן אקראי בין 2,000-2,500 אלפיות שניים. כל רצף של 240 ניסויים צריך לקחת בין 9-10 דקות.
  3. הפעל פרוטוקול זהה מעל לצד השני.
  4. לספק מצויר מתאים לגילם ללא קול בייזום של פרוטוקול ולהמשיכו לאורך כל ההליך, כדי למנוע עלייה בחפצי מנוע מחוסר מנוחה, וכדי להקטין את הרקע מגלי דלתא מטופל שנוצר גדולים כאשר הם משועממים. לדוגמא, ב 5 ילדים בני שנים, השתמשנו בלולאה של 20 דקות של וידאו שנרכש, שיחקה על השתקה והפעלה מחדש לפני כל נושא שנבדק. לא שמתי לב לגירוי נחוץ, ולכן הקריקטורה כרך מספקת רקע חזותי מנותק מהגירויים.
e_title "> 3. תוכנה וציוד הגדרה

  1. כדי לתכנת את התוכנה, להגדיר שתי פקודות סידוריים שנשלחו על ידי יישום שליטת גירוי. אחד מזהה את העלים, אחר אחיזת העיניים. יש לי יישום שליטת הגירוי לשלוח פקודות למייקרו.
  2. יש מיקרו ליצור דופק TTL (למשל משך אלפיות 20) לערוץ הפלט הדיגיטלי המתאים. פלט זה צריך לחלק לשני קווים, אחד לכניסה הדיגיטלית למערכת ההקלטה EEG ואחד לשסתומי האוויר מגודרת סולנואיד. לרגל פתיחת שני שסתומים בזרם נתוני ה-EEG.
  3. מדוד את הדופק לזמן אחזור עלים לשני תנאים אמיתיים ומזויפים עם אוסצילוסקופ ומיקרופון. אלה צריכים להיות אחידים, ובסדר הגודל של 10-15 אלפיות שני. התאם לתפקיד הקלטת המיסות.
  4. לחשב את הכוח המופעל בנחיר בPSI באמצעות מד לחץ ועל ידי מדידת קוטר הנחיר. השתמש בנוסחא F (N) = לחץ * פינת. למשל, הכוח המופעל frאום זרבובית רדיוס 1 מ"מ בשעה 6 psi תשואות F (N) = 0.03 ק"ג.
  5. כדי לשנות את יישום הבקרה לפרוטוקול הרב החושי, לשלוח שתי פקודות סידורי זיהוי עלים אמיתיים או דמה למייקרו, כמו גם קול דיבור מוקלט או שתיקה. הערה: בפרדיגמה שלנו יש לנו להשתמש במחשב שנוצר, המבטא ניטראלי / GA / קול, בין יתר, כגון / דה /, / דו /, / bu /, וכו '.
  6. גירויים שמיעתיים הווה דרך רמקול ממוקמים בקו האמצע, 2 מטר מול הנושא.
  7. יישר את עיתוי תחילת הצליל להיות בו זמנית עם תחילתה של נשיפה או עם העיכוב שנמדד בשלב 3.3, תלוי באיזה מצב רצוי לבוחן.

4. רכישת נתונים והכנה

  1. בחר את הגדרות מסננים ואזכור לדגום נתונים המבוססים על מתודולוגיות ERP סטנדרטיות. הנה, יש להשתמש בהרץ 1,000 עם מסננים מוגדרים 0.1-400 הרץ. במהלך איסוף הנתונים, עיין בכל אלקטרודות לCz וrereferenced מחובר לטועןהתייחסות גיל.
  2. למגזר הנתונים, לסנן את הנתונים שנרשמו עם מסננים ופילוח רצויים. במחקר זה להשתמש במסנן bandpass .3-40 הרץ וקטע EEG המתמשך המבוסס על הופעת הגירוי לכלול בסיס 200 msec prestimulus ומרווח שלאחר הגירוי msec 500.
  3. לבצע בקרת איכות של הנתונים. מסך כל מגזר לחפצים מוטוריים והעינים כגון פעילות שרירים בתדירות גבוהה, תוך שימוש באלגוריתמים כלולים בתוכנת ה-ERP. עקוב מסך זה על ידי בדיקה ידנית.
  4. קריטריוני הסינון אוטומטיים נקבעים באופן הבא בפרוטוקול זה, אבל יכול להיות שונה: לערוצי העין, μV = מצמוץ מתח> 140 העין ומתח> 55 μV = תנועות עיניים.
  5. הנתונים נכונים מניסויים מזוהמים באמצעות כלי תיקון חפץ עיני. הערה: כל ערוץ עם מתח> 200 μV נחשב באיכות ירודה. אם> 15 ערוצים הם באיכות ירודה, בחרנו למחוק את המשפט כולו מסיבות שחזור.
  6. ERPs הממוצע. Rereference להם התייחסות בממוצע ולאחר מכן לבצע בסיס תיקון על פי קריטריונים שנבחרו בשלב 4.2. לחלץ ממוצע המשרעת ושיהוי שיא לפסגות שונות, להסיק מגל ממוצע גדול של אוכלוסיות מוגדרות מראש. הערה: במקרה שלנו, המבוססים על ספרות הבאה הוקמה מהתגובה של ילדים גדולים יותר לגירוי עצב המדיאני 10-14. אנחנו השתמשנו P50 (30-80 אלפיות שני), N70 (50-100 אלפיות שני), P100 (80-150 אלפיות שני), N140 (130-230 אלפיות שני), וP2 פסגות (250-350 אלפיות שניות).
  7. כולל רק נתונים מן האלקטרודות חופפות במקומות מוגדרים מראש (איור 2). לגזור נתונים לאלקטרודות בודדות וממוצע בכל אשכול.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

הערכה של מגע קל (איור 3):

מאפיינים של קליפת המוח בתגובה לגירוי חוש המישוש באמצעות מערכת המשאף: הדפוסים של פסגות בתגובה לעלים דומים מאוד לתגובות בקליפת המוח שהושגו באמצעות גירוי עצב המדיאני במבוגרים נורמלים 10,11. התגובה המוקדמת (P50, N70, פסגות P100) משקפת בעיקר את פעילות בקליפת המוח החושי הראשוני 12 ואינה דורשת מודעות לגירוי. התגובה המשנית (שיא N140) משקפת בעיקר פעילות בקליפת המוח התחושתית המשנית ומודעות לגירוי החושית כפי שתועד במחקרים שפורסמו 13,14. שיא בפרדיגמה שלנו זה משקף תהליכים בקליפה המוטורית המשנית, מווסתים על ידי תשומת לב למגע ('משימת בועות נושבת דגים "). התגובה המאוחרת (שיא P2) משקף בעיקר להתחנןסיבוב של פעילות עצבית קוגניטיביים הקשורים לגירוי חושי. שיא זה עשוי לשקף את תשומת לב סובייקטיבי לגעת ונטייה בלתי רצונית 15,16.

פאף לעומת דמה: למרות שהדמה מציג צליל כמו טון ספציפי בפחות מ 35 dB, לא יכול להיחשב בלתי נשמע 17 לחלוטין, ולכן היווה שליטת דמה מתאימה. העמדת פנים היא הצליל של נשיפת האוויר ללא התחושה של העלים, ולכן תגובות בקליפת המוח לניסויים כאלה הן קטנות במקומות מרכזיים ימין ועל שמאל אופטימליים לזיהוי של SEPs מישוש. ניסויים דמה מיוצרים תגובות משרעת נמוכות מוקדם בכל התנאים, שונים מגירוי חוש המישוש ועולים בקנה אחד עם גירויים שמיעתיים כמו טון. באופן ספציפי, ניתוח של אמפליטודות שיא הראה הבדל משמעותי בין אחיזת עיניים ונשיפת האוויר לP50 (הבדל ממוצע משרעת (D = -2.8 mV 2.7, p = 0.04), N70 (D = -3.9 mV 4.0, p = 0.04) וN140 ( D = -4.1mV 3.5, p = 0.02).

הבדלים בין מושפע לעומת תגובות יד המשאף מושפעות בילדים עם שיתוק מוחין hemiparetic (ראו טבלה 2, ששונתה מג' הילד נוירולוגיה 18). כהוכחה של קונספט למערכת המשאף, ניתוח סטטיסטי בוצע על אמפליטודות שיא, וזמן תגובה כדי לאפיין הבדלים על גירוי של מושפעת היד לעומת מושפעת היד. בעוד שאוכלוסיית הנושא הייתה קטנה (N = 8), הבדלים משמעותיים נצפו בין שתי הידיים.

הערכת התגובה לפרוטוקול רב חושי: לעומת סימולטני שמיעתי-מישוש תגובות בודדות סיכמו (איור 4)

כדי לקבוע את ההשפעות של אינטראקציות רבות חושיות הקשורים למישוש בו זמנית (נשיפה) והשמיעתי (קול דיבור) מצגת זה חיוני כדי להשוות את תגובת המוח נצפתה לים אלגבריתאממ של התגובות לגירוי שמיעתי ומישוש מוצג בנפרד. עיקרון ניתוח זה תועד היטב באורקולי מחקרים 19-21. במקרה זה, מצב דמה צליל ואת המצב לבד נשיפה מתווספים, כאחיזת עיניים בשילוב - דיבור קול מאפשר לנו לתת דין וחשבון לתגובות נמוכות משרעת ספציפיות שמיעתיות הפגינו באיור 1. בגלל השפעות רבות חושיות שמיעתיות-מישוש הן בדרך כלל באו לידי ביטוי בשלבים המוקדמים של תגובות בקליפת המוח 21, התמקדנו התצפית שלנו על חלון הזמן אלפיות 0-140. שני שיאים חיוביים מחושבים הם נצפו, המקביל ל P50 (30-80 אלפיות השני) וP100 (80-150 אלפיות השני). מייד לאחר מכן, ניתן לראות סטיה שלילית גדולה, ככל הנראה מקבילה לN140 (130-230 אלפיות השני).

במחקר שני של 10 ילדים (גילאי 5-8) (איור 4), תגובה הרבה החושית האמיתית למצבו השמיעתי-מישוש ניתן להבחין שיש הבדלים בכל שלוש הסטיות. ההבדל בין המשרעת של אמפליטודות הממוצעת סיכמה ורבה חושית מייצג את תרומתם של תהליכים עצביים רבים חושיים לתגובות תחושתיות אישיות. קיומה של תגובה שמיעתית-מישוש רב חושית לגירוי נשיפת צליל באוויר דיבור שהוצע במבוגרים באמצעות אמצעי neurobehavioral 22 ומתודולוגיה ERP זה מופיעה כדי לאשר את קיומה בילדים, כמו גם, אבל ברמה של עיבוד בקליפת המוח.

פיקס ERP מאפיינים של תגובה P למושפע לעומת מושפע
P50 וN70 לא נמצא הבדל סטטיסטי בין affecte יד גירוי ד ואינו מושפע NS
N140 ↑ משרעת במושפע 0.036
לעומת יד גירוי מושפע
P2 ↓ משרעת ipsilateral ו↑ נגדי במושפע 0.046
לעומת יד גירוי מושפע
↑ ipsilateral מיסות במושפעת יד בלבד 0.005
לעומת נגדי

class = "jove_step"> טבלת 1. בחירה של גירויים לפרדיגמה רבה חושית.

0px; "> שמיעתי-מישוש = רב חושי
תפישה חושית סוג הגירוי דוגמא ספציפית
שמיעתי צליל דיבור מחשב שנוצר / GA / קול
צליל ספציפי נשמע כמו צליל שנוצר על ידי נשיפת אוויר
משושי מגע קל נשיפת אוויר מכוילת
קול דיבור במקביל למגע בו זמנית / GA / ועלים

טבלה 2. השוואה של תוצאות למשאף יד מושפעת ותושפע בילדים עם שיתוק מוחין (N = 8).

איור 1
. איור 1 ייצוג אשכול אלקטרודה ברשת ה-ERP:
C: centroparietal
F: חזיתי
מספרים מוזרים מתאימות למקומות בצד שמאל
אפילו מספרים מתאימות למקומות הנכונים צדדיים

איור 2
איור 2. הילד עובר בדיקה רבה חושית. אוויר דחוס זורם דרך חרירים גמישים צהובים דרך קרטון "תיבת אקווריום" ולצאת לעובש חימר שבו אצבע היא מאובטחת. לפחזניות דמה, אוויר דחוס זורם דרך נחיר שמטרה בגב קופסא. net-ERP הוא במקום וילד יכול לדמיין את זרועו, סביבה, והתיבה.

איור 3
איור 3. השוואה של תגובות לנשיפה ובקרת אחיזת עיניים בצד קליפת המוח הנגדי לגירוי של יד הפגועה. העתקים מייצגים ממוצעים של N = 8 ילדים (גילאי 5-8), במקומות centroparietal בלבד. קו שחור מייצג נשיפה, קו אפור מייצג תגובת דמה.

igure 4 "עבור: תוכן width =" 5in "עבור: src =" "/> /" = src "/ files/ftp_upload/51054/51054fig4.jpg files/ftp_upload/51054/51054fig4highres.jpg
איור 4. תגובות שנרשמו באזור החושית של אונה הנגדית לגירוי חוש המישוש, גירוי שמיעתי binaural. העתקים מייצגים ממוצעים של N = 10 ילדים (גילאי 5-8) *, מקומות centroparietal בלבד. שורת גריי מייצגת מחושבת תגובה של סיכמה / GA /-דמה + עלים, קו שחור מייצג תגובה חושית אמיתית של בו זמנית / GA /-נשיפה.
* זה היה מחקר נפרד מזה שמתואר באיור 3, שבוצע ב2012, גם עם פרוטוקולים שאושרו-IRB ונדרבילט.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

שילוב חדשני זה של נשיפת האוויר וה-ERP (המכונה "המערכת במקומות") כדי למדוד עיבוד בקליפת המוח של מגע קל ותגובות מישוש-שמיעתי הוא נסבל היטב על ידי ילדים צעירים עם מוגבלויות ועל ידי תינוקות. זה נכון גם לגבי גרסאות unisensory ורבות חושיות, והאם מרכיב הקשב מתווסף או לא במקרה של ילדים צעירים. הסיבות להצלחה של מתודולוגיה זו בהערכת אוכלוסייה צעירה ופגיעה הן תוצאה של שני השימוש בגירוי מישוש בלתי מזיק, כמו גם לשימוש בשיטות ה-ERP ובציוד. הפרדיגמה המישוש יכולה להתבצע בסכום כולל של 5 דקות, בעוד הפרדיגמה הרבה החושית לוקחת 10 דקות. התכונה זו שימושית במיוחד עבור הערכה של פעוטות או נושאים עם אתגרים התנהגותיים. הגירוי עצמו יכול להיות מכויל לא יעלה על מגע קל או בלחץ, מה שהופך סובלנות משהו זניח, בניגוד לגירוי עצבי חשמלי. לבסוף, הפתיחות והגמישות של המכשיר אלקטרוני למדידה, הסביבה שהשגרה וחוסר הריסון פיזי ליצור סביבה מרגיעה וידידותיים לילדים לניסויים. הדבר נכון במיוחד בתינוקות שניתן להתנחם בחיתולי אור ומוחזקים על ידי מטפל. לכן יש מתודולוגיה זו יישומים עבור אוכלוסיות חולים לאורך כל הספקטרום של מחלה ובריאות, וכן באמצעות תוחלת החיים מינקות ועד לבגרות מבוגרת.

בעוד מאפיינים אלה הופכים את "המערכת במקומות" קלה יותר לניהול בילדים צעירים מ-MRI הפונקציונלי, ה-ERP אינה מספקת באותה המידה של רזולוציה מרחבית 24. זהירות צריכה להיות בשימוש בייחוס מקורות אות ה-ERP למבנים הבסיסיים, גם במקרה של פוטנציאל החושית למד היטב 25. זה רלוונטי במיוחד לילדים עם נגעים במוח כובש חלל גדול. עם זאת, ההחלטה הזמנית המוצעות על ידי המערכת במקומות שווה לזה של סטים עצב המדיאני ישיריםulation במבוגרים, בהם את מקורותיה בקליפת המוח של פסגות ה-ERP שונים כבר מאופיינים היטב.

שלב קריטי בפרדיגמה זו הוא המיצוב של הנחיר בסמוך לאזורים צפופים יותר מעוצבבים על מנת להשיג אות ERP אופטימלית. ידיים, רגליים ופנים הם בחירה מובנת מאליה בשל העצבוב הצפוף שלהם וייצוגים חושיים גדולים בקליפה החושית. כוח האוויר הדחוס יכול גם להיות מותאם, בין אם באמצעות המדחס או באמצעות השינוי של קוטר הנחיר. שימוש במד לחץ לכייל את הכוח ברמה של הנחיר עצמו מומלץ כדי להבטיח דיוק. הבטחת המיקום הנכון של היד עם עובש או armboard עם רצועות סקוטש יהיה עוד יותר להבטיח שהמרחק בין הנחיר ופני העור נשאר קבוע.

גם זהירות צריכה להיות בשימוש בניסיון להקטין עוד יותר את הזמן לממשל הפרדיגמה או להגדיל את מספר Stimulשלנו ניסויים. שישים ניסויים מספיקים כדי ליצור אות ERP ברורה ולאפשר לכמה אובדן נתונים כתוצאה מחפצים אבל פחות ניסויים לא יכולים להפיק נתונים אמינים, לשחזור. לעומת זאת, יותר ניסויים לכל מצב עשויים לשפר את עוצמת אות ה-ERP, אלא גם עלול לגרום להתרגלות לגירויים, או מוגברים חפצי מנוע / עיני עקב שעמום.

שינויים אפשריים מובנים במתודולוגיה הם המחקר על השפעות קשב על גירויים. הגירוי הוא אור מספיק כדי לא דורש תשומת לב אבל זה בקלות יכול להיות משופר, וכתוצאה מכך העלייה באמפליטודות ERP בעיקר בפסגות מוקדם מP50 לN140. מובנה לתוך כמו כן המערכת החושית הם התוספת של צלילי דיבור מגוונים וצלילים. התזמון של אותות שמיעתיים ומישוש יכול גם להיות שונה כדי מבו זמנית למעד, כדי לחקור את ההשפעות של שיטה אחת על אחר.

יישומים להתממש בעתיד הקרוב כוללים הארכה רחבה יותרשל הפרדיגמה לתינוקות ויילודים עם פגיעה מוחית או חוויות חושיות חריגות בתקופה הילוד כגון אשפוז לטיפול נמרץ, כמו גם בני נוער עם מוגבלויות. הערך של בדיקה כזו יכול להיות גם הניבוי של תפקוד איבר חושי מוטורי בעתיד. זה יכול להיות גם מעיד על היכולת של ילדים לעבד זרמי חוש מרובים כתשומות על קשר ולהיות מידה של יעילות עבור טיפולים שמטרתם אינטגרציה חושית. למבוגרים, הכוח של גירוי המישוש ייתכן שיהיה הצורך מוגבר על מנת לספק תוצאות דומות. לבסוף, תוספות של גירויים חזותיים למודל הרב החושי נמצאות בשלבים רעיוניים ותספקנה כלי אובייקטיבי לא יסולא בפז למדידת פונקציות עיבוד חושיות והפרעות.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

Acknowledgments

הפרויקט המתואר נתמכה על ידי המרכז הלאומי למשאבי מחקר, גרנט UL1 RR024975-01, והיום הוא במרכז הלאומי לקידום מדעי Translational, גרנט 2 UL1 TR000445 -06. התוכן הוא באחריות בלעדית של הכותבים ולא בהכרח מייצג את הדעות הרשמיות של NIH.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Geodesic sensor net EGI, Inc., Eugene, OR depends on size
Net Station EEG software v. 4.2 EGI, Inc., Eugene, OR NA
E-Prime stimulus control application PST, Inc. Pittsburgh, PA NA
Manometer (model 6 in, 0-60 psi) H. O. Trerice Co, Oak Park, MI
Custom Puffer setup Nathalie Maitre

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Nelson, C. A. Neural plasticity and human development: the role of early experience in sculpting memory systems. Dev. Sci. 3 (2), 115-136 (2000).
  2. Wallace, M. T., Stein, B. E. Early experience determines how the senses will interact. J. Neurophysiol. 97 (1), 921-926 (2007).
  3. Greenough, W. T., Black, J. E., Wallace, C. S. Experience and brain development. Child Dev. 58 (3), 539-559 (1987).
  4. Lickliter, R. The Role of Sensory Stimulation in Perinatal Development: insights from comparative research for care of the high-risk infant. J. Dev. Behav. Pediatr. 21 (6), 437-447 (2000).
  5. Lickliter, R. The integrated development of sensory organization. Clin. Perinatol. 38 (4), 591-603 (2011).
  6. Pleger, B., Villringer, A. The human somatosensory system: From perception to decision making. Prog. Neurobiol. 103, 76-97 (2013).
  7. Allison, T., McCarthy, G., Wood, C. C., Jones, S. J. Potentials evoked in human and monkey cerebral cortex by stimulation of the median nerve: a review of scalp and intracranial recordings. Brain. 114 (6), 2465-2503 (1991).
  8. Majnemer, A., Rosenblatt, B., Riley, P., Laureau, E., O'Gorman, A. M. Somatosensory evoked response abnormalities in high-risk newborns. Pediatr. Neurol. 3 (6), 350-355 (1987).
  9. Auld, M. L., Ware, R. S., Boyd, R. N., Moseley, G. L., Johnston, L. M. Reproducibility of tactile assessments for children with unilateral cerebral palsy. Phys. Occup. Ther. Pediatr. 32 (2), 151-166 (2012).
  10. Nakanishi, T., Shimada, Y., Toyokura, Y. Somatosensory evoked responses to mechanical stimulation in normal subjects and in patients with neurological disorders. J. Neuro. Sci. 21 (3), 289-298 (1974).
  11. Schubert, R., Blankenburg, F., Lemm, S., Villringer, A., Curio, G. Now you feel it-now you don't: ERP correlates of somatosensory awareness. Psychophysiology. 43 (1), 31-40 (2006).
  12. Hamalainen, H., Kekoni, J., Sams, M., Reinikainen, K., Naatanen, R. Human somatosensory evoked potentials to mechanical pulses and vibration: contributions of SI and SII somatosensory cortices to P50 and P100 components. Electroencephal. Clin. Neurophysiol. 75 (2), 13-21 (1990).
  13. Eimer, M., Forster, B. Modulations of early somatosensory ERP components by transient and sustained spatial attention. Exp. Brain Res. 151 (1), 24-31 (2003).
  14. Forster, B., Eimer, M. Covert attention in touch: Behavioral and ERP evidence for costs and benefits. Psychophysiology. 42 (2), 171-179 (2005).
  15. Tamura, Y., et al. Cognitive processes in two-point discrimination: an ERP study. Clin. Neurophysiol. 115 (8), 1875-1884 (2004).
  16. Fabrizi, L., et al. A shift in sensory processing that enables the developing human brain to discriminate touch from. 21 (18), 1552-1558 (2011).
  17. Putnam, L. E., Vanman, E. J. Startle Modification: Implications for Neuroscience, Cognitive Science. Google Books. Startle Modification: Implications for. , (1999).
  18. Maitre, N. L., Barnett, Z. P., Key, A. P. F. Novel assessment of cortical response to somatosensory stimuli in children with hemiparetic cerebral palsy. J. Child Neurol. 27 (10), 1276-1283 (2012).
  19. Molholm, S. Audio-Visual Multisensory Integration in Superior Parietal Lobule Revealed by Human Intracranial Recordings. J. Neurophysiol. 96 (2), 721-729 (2006).
  20. Molholm, S., Ritter, W., Murray, M. M., Javitt, D. C., Schroeder, C. E., Foxe, J. J. Multisensory auditory-visual interactions during early sensory processing in humans: a high-density electrical mapping study. Brain Res. 14 (1), 115-128 (2002).
  21. Foxe, J. J., Morocz, I. A., Murray, M. M., Higgins, B. A., Javitt, D. C., Schroeder, C. E. Multisensory auditory-somatosensory interactions in early cortical processing revealed by high-density electrical mapping. Brain Res.. 10 (1-2), 77-83 (2000).
  22. Gick, B., Derrick, D. Aero-tactile integration in speech perception. Nature. 462 (7272), 502-504 (2009).
  23. Stevens, K. N., Blumstein, S. E. Invariant cues for place of articulation in stop consonants. J. Acoust. Soc. Am. 64 (5), 1358-1368 (1978).
  24. Hari, R., Parkkonen, L., Nangini, C. The brain in time: insights from neuromagnetic recordings. Ann. NY Acad. Sci. 1191, 89-109 (2010).
  25. Key, A. P. F., Dove, G. O., Maguire, M. J. Linking Brainwaves to the Brain: An ERP. Dev. Neuropsychol. 27 (2), 183-215 (2005).

Tags

התנהגות גיליון 83 החושית פוטנציאל אירוע קשור שמיעתי-מישוש רב חושי תגובה בקליפת המוח ילד
הערכה כמותית של עיבוד בקליפת המוח שמיעתי-מישוש בילדים עם מוגבלויות
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Maitre, N. L., Key, A. P.… More

Maitre, N. L., Key, A. P. Quantitative Assessment of Cortical Auditory-tactile Processing in Children with Disabilities. J. Vis. Exp. (83), e51054, doi:10.3791/51054 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter