Summary

विकलांग बच्चों में cortical श्रवण स्पर्श प्रसंस्करण के गुणात्मक मूल्यांकन

Published: January 29, 2014
doi:

Summary

संवेदी प्रसंस्करण के उद्देश्य और आसान माप अशाब्दिक या कमजोर बाल चिकित्सा रोगियों में बेहद मुश्किल है. हम सक्रिय विषय भागीदारी की आवश्यकता होती है या कमजोर मरीजों में बेचैनी के कारण के बिना, मात्रात्मक शिशुओं और हल्के स्पर्श से बच्चों की cortical प्रसंस्करण, भाषण लगता आकलन करने के लिए एक नई प्रणाली के लिए, और 2 उत्तेजनाओं की multisensory प्रसंस्करण विकसित की है.

Abstract

संवेदी प्रसंस्करण के उद्देश्य और आसान माप अशाब्दिक या कमजोर बाल चिकित्सा रोगियों में बेहद मुश्किल है. हम मात्रात्मक सक्रिय विषय भागीदारी की आवश्यकता होती है या बच्चों को असुविधा के कारण के बिना, हल्के स्पर्श, भाषण लगता है और 2 उत्तेजनाओं की multisensory प्रसंस्करण के बच्चों के cortical प्रसंस्करण का आकलन करने के लिए एक नई पद्धति विकसित की. यह पूरा करने के लिए हम एक दोहरी चैनल, समय और स्पर्श उत्तेजना और नकली नियंत्रण दोनों की अनुमति देता है कि शक्ति calibrated हवा कश उत्तेजक विकसित की है. हम उच्च अस्थायी प्राथमिक और माध्यमिक somatosensory cortices से संकेतों के संकल्प के साथ ही उच्च आदेश प्रसंस्करण के लिए अनुमति देने के लिए घटना से संबंधित संभावित पद्धति के उपयोग के साथ इस संयुक्त. इस पद्धति को भी हमें श्रवण स्पर्श उत्तेजना के लिए एक multisensory प्रतिक्रिया को मापने के लिए अनुमति दी.

Introduction

cortical संवेदी प्रक्रियाओं के विकास के अध्ययन के सबसे उच्च आदेश कार्यों के लिए आधार को समझने के लिए आवश्यक है. संवेदी अनुभव ऐसी अनुभूति, संचार, और मोटर विकास 1-3 के रूप में जटिल प्रक्रियाओं के लिए नींव रखने, बचपन और बचपन के माध्यम से मस्तिष्क के संगठन के ज्यादा के लिए जिम्मेदार हैं. संवेदी प्रक्रियाओं से अधिकांश बाल चिकित्सा के अध्ययन के इन उत्तेजनाओं, विकसित मानकीकरण, और परीक्षण करने के लिए आसान कर रहे हैं, जिसका मुख्य कारण श्रवण और दृश्य डोमेन पर ध्यान केंद्रित. यह भ्रूण 4,5 में विकसित करने के लिए पहली भावना है, और somatosensory जानकारी अन्य cortical प्रणालियों के समारोह का अभिन्न अंग है लेकिन, जैसा कि स्पर्श प्रसंस्करण शिशुओं और बच्चों में विशेष रुचि का है (जैसे मोटर, स्मृति, साहचर्य सीखने, लिम्बिक) 6. Somatosensory प्रसंस्करण का आकलन मौजूदा तरीकों स्पर्श उत्तेजना के विकल्प सीमित हैं. एक आम चुनाव प्रत्यक्ष विद्युत मंझला तंत्रिका उत्तेजना 7,8 है </sup>, असुविधा के लिए क्षमता के साथ. अन्य प्रभावी तरीके ध्यान और समझ 9 के उच्च स्तर पर दोनों की आवश्यकता होती है, ऐसे भेदभाव, मान्यता, और उत्तेजनाओं के स्थानीयकरण के रूप में सक्रिय कार्य का उपयोग करें. इन तरीकों के सभी इसलिए छोटे बच्चों और शिशुओं में उनके उपयोग में सीमित कर रहे हैं.

इसलिए, हमारे लक्ष्य noninvasive जा रहा है और एक विषय की सक्रिय भागीदारी के लिए की जरूरत को कम करने से इन सीमाओं के पते एक स्पर्शनीय प्रतिमान विकसित किया गया था. इसके अतिरिक्त, यह उत्तेजना के एक मानकीकृत स्तर और एक दिखावा नियंत्रण करने की जरूरत है. इसके लिए हम हमें शिशुओं और अन्य कमजोर आबादी में हल्के स्पर्श के प्रभाव को मापने के लिए अनुमति देता है, "Puffer" प्रणाली, एक दोहरे चैनल, समयबद्ध, और calibrated हवा कश वितरण प्रणाली विकसित की है.

फंक्शनल एमआरआई अध्ययन हवा के कश से उत्तेजना, संवेदी cortices सक्रिय हो जाता है पता चला है कि हालांकि इस तरह के स्थिरीकरण, लेंग के रूप में इस तरह के अध्ययन, की लंबाई और चुनौतियोंतेरा सत्र, और चिंता उत्तेजक सेटिंग्स युवा बच्चों में प्रदर्शन करने के लिए उन्हें कठिन बनाते हैं. इसलिए, हम एक संक्षिप्त, बच्चों के अनुकूल परीक्षण सत्र में हल्के स्पर्श का संवेदी प्रसंस्करण की अस्थायी समाधान प्रदान करने के क्रम में घटना से संबंधित संभावित (ईआरपी) पद्धति के साथ हमारे उपन्यास वितरण प्रणाली संयुक्त.

इस नए प्रतिमान विविध आबादी, उम्र और नैदानिक ​​सेटिंग में संवेदी प्रसंस्करण अध्ययन की जरूरत लचीलापन प्रदान करता है. यह भी multisensory आकलन के लिए अनुमति देता है, श्रवण उत्तेजनाओं के साथ संगत होने का लाभ है. अब तक, सटीक और विश्वसनीय स्पर्श मूल्यांकन शिशुओं में या मज़बूती के कारण बौद्धिक / भाषा विकारों के लिए प्रतिक्रिया करने में असमर्थ हैं, जो बच्चों में संभव नहीं रहा है. इस पद्धति को अधिक से अधिक मस्तिष्क plasticity की अवधि के दौरान संवेदी प्रसंस्करण घाटे और हस्तक्षेप की जल्दी पहचान में सहायता करने के क्रम में इस अंतर को भरने के लिए करना है. बचपन में संवेदी प्रसंस्करण में सुधार झरना प्रभावित कर सकते हैंneurodevelopmental की

वेंडरबिल्ट संस्थागत समीक्षा बोर्ड प्रोटोकॉल को मंजूरी दे दी में निम्नलिखित प्रक्रियाओं सभी शामिल हैं.

Protocol

1. हल्की टच के जवाब का आकलन बच्चे या शिशु के सिर पर इलेक्ट्रोड नेट (जैसे 128 चैनलों जियोडेसिक सेंसर नेट) रखें. गर्म नमकीन घोल का उपयोग पूर्ण संपर्क के लिए सेंसर समायोजित करें. एक बच्चे पर है, तो बच्चे ?…

Representative Results

हल्के स्पर्श (चित्रा 3) का आकलन: Puffer प्रणाली का उपयोग कर स्पर्श उत्तेजना को cortical प्रतिक्रिया की विशेषताएं: कश के जवाब में चोटियों के पैटर्न सामान्य वयस्कों 10,11 में मंझला तंत्रिका …

Discussion

हल्के स्पर्श और स्पर्श-श्रवण प्रतिक्रियाओं के cortical प्रोसेसिंग के उपाय करने के लिए ("पफर प्रणाली" के रूप में संदर्भित) हवा कश और ईआरपी के इस उपन्यास संयोजन अच्छी तरह से विकलांग युवा बच्चों द्वारा और श?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

वर्णित परियोजना अनुसंधान संसाधन के लिए राष्ट्रीय केन्द्र, ग्रांट UL1 RR024975-01 के द्वारा समर्थित है, और translational विज्ञान, ग्रांट 2 UL1 TR000445-06 में आगे बढ़ने के लिए राष्ट्रीय केन्द्र पर अब हो गया है. सामग्री केवल लेखकों की ज़िम्मेदारी है और करता एनआईएच की आधिकारिक विचारों का प्रतिनिधित्व नहीं करता है.

Materials

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” 0-60PSI) H. O. Trerice Co, Oak Park, MI
Custom Puffer setup Nathalie Maitre

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, doi:10.1111/1467-7687.00104 (2000).
  2. Wallace, M. T. & Stein, B. E. Early experience determines how the senses will interact. J. Neurophysiol. 97 (1), 921-926, doi:10.1152/jn.00497.2006 (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, doi:10.1097/00004703-200012000-00006 (2000).
  5. Lickliter, R. The integrated development of sensory organization. Clin. Perinatol. 38 (4), 591-603, doi:10.1016/j.clp.2011.08.007 (2011).
  6. Pleger, B. & Villringer, A. The human somatosensory system: From perception to decision making. Prog. Neurobiol. 103, 76-97, doi:10.1016/j.pneurobio.2012.10.002 (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, doi:10.3109/01942638.2011.652804 (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, doi:10.1111/j.1469-8986.2006.00379.x (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, doi:10.1007/s00221-003-1437-1 (2003).
  14. Forster, B. & Eimer, M. Covert attention in touch: Behavioral and ERP evidence for costs and benefits. Psychophysiology. 42 (2), 171-179, doi:10.1111/j.1469-8986.2005.00268.x (2005).
  15. Tamura, Y., et al. Cognitive processes in two-point discrimination: an ERP study. Clin. Neurophysiol. 115 (8), 1875-1884, doi:10.1016/j.clinph.2004.03.018 (2004).
  16. Fabrizi, L., et al. A shift in sensory processing that enables the developing human brain to discriminate touch from pain. Curr. Biol. 21 (18), 1552-1558, doi:10.1016/j.cub.2011.08.010 (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, doi:10.1177/0883073811435682 (2012).
  19. Molholm, S. Audio-Visual Multisensory Integration in Superior Parietal Lobule Revealed by Human Intracranial Recordings. J. Neurophysiol. 96 (2), 721-729, doi:10.1152/jn.00285.2006 (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, doi:10.1038/nature08572 (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, doi:10.1111/j.1749-6632.2010.05438.x (2010).
  25. Key, A. P. F., Dove, G. O. & Maguire, M. J. Linking Brainwaves to the Brain: An ERP Primer. Dev. Neuropsychol. 27 (2), 183-215, doi:10.1207/s15326942dn2702_1 (2005).
check_url/51054?article_type=t

Play Video

Cite This Article
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).

View Video