Kvantitativ vurdering av Cortical Auditory-taktile Processing i barn med nedsatt funksjonsevne

Summary

Mål og enkel måling av sensorisk prosessering er ekstremt vanskelig i verbale eller sårbare pediatriske pasienter. Vi utviklet en ny metode for å kvantitativt vurdere spedbarn og barn kortikal prosessering av lett berøring, lyder tale, og den multisensorisk behandlingen av de to stimuli, uten å kreve aktiv emne deltakelse eller forårsaker ubehag i sårbare pasienter.

Abstract

Mål og enkel måling av sensorisk prosessering er ekstremt vanskelig i verbale eller sårbare pediatriske pasienter. Vi utviklet en ny metode for å kvantitativt vurdere barnas kortikal prosessering av lett berøring, språklyder og multisensorisk behandlingen av de to stimuli, uten å kreve aktiv emne deltakelse eller forårsaker barn ubehag. For å oppnå dette har vi utviklet et tokanals, tid og styrke kalibrert luft puff stimulator som gjør at både taktil stimulering og humbug kontroll. Vi kombinert med bruk av hendelsesrelaterte potensiell metode for å muliggjøre høy tidsoppløsning av signaler fra de primære og sekundære somatosensoriske ekser så vel som høyere ordens behandling. Denne metodikken også tillatt oss å måle en multisensorisk respons på auditiv-taktil stimulering.

Introduction

Studiet av utvikling av kortikale sensoriske prosesser er nødvendig for å forstå grunnlaget for de fleste høyere ordens funksjon. Sanseopplevelser er ansvarlig for mye av hjernens organisering gjennom barndom og oppvekst, legge grunnlaget for komplekse prosesser som kognisjon, kommunikasjon, og motorisk utvikling ^1-3. De fleste pediatriske studier av sensoriske prosesser fokusere på auditive og visuelle domener, hovedsakelig fordi disse stimuli er lettest å utvikle, standardisere, og test. Imidlertid er taktile behandling av særlig interesse hos spedbarn og barn som det er den første fornuftig å utvikle hos fosteret ^4,5, og somatosensoriske Informasjonen er en vesentlig funksjon av andre kortikale systemer (f.eks motor, minne, assosiativ læring, limbiske) ^6. Aktuelle metoder vurdere somatosensory behandling er begrenset ved valg av taktil stimulans. Et vanlig valg er direkte elektrisk median nerve stimulering ^7,8 </sup>, Med mulighet for ubehag. Andre effektive metoder bruker aktive oppgaver som diskriminering, anerkjennelse, og lokalisering av stimuli, som krever både oppmerksomhet og høye nivåer av forståelse ^ni. Alle disse metodene er derfor begrenset bruken hos små barn og spedbarn.

Derfor, målet vårt var å utvikle en taktil paradigme som løser disse begrensningene ved å være ikke-invasiv og redusere behovet for et emne aktive deltakelse. I tillegg er det nødvendig å ha en standardisert nivå av stimulering og en falsk-kontroll. For dette har vi utviklet "puffer" system, en dual-channel, tidsbestemte, og kalibrert luft puff levering system, slik at vi kan måle effekten av lett berøring hos spedbarn og andre sårbare befolkningsgrupper.

Funksjonell MRI studier viste at stimulering av puffs av luft aktiverer sensoriske cortex, selv om lengden og utfordringer i slike studier, for eksempel immobilisering, lengdine økter, og angstprovoserende innstillinger gjør dem vanskelig å utføre på små barn. Derfor kombinerte vi vår roman levering system med Event-Related Potential (ERP) metodikk for å gi tidsmessig oppløsning av sensorisk prosessering av lett berøring i en kort, barnevennlig testing økten.

Denne nye paradigmet har den nødvendige fleksibilitet til å studere sensorisk prosessering i forskjellige befolkningsgrupper, alder og klinisk innstillinger. Det har også fordelen av å være kompatibel med auditive stimuli, noe som åpner for multisensorisk vurderinger. Inntil nå, har nøyaktig og pålitelig taktile vurdering ikke vært mulig hos spedbarn eller barn som ikke klarer å pålitelig svare på grunn av språk intellektuelle / lidelser. Denne metoden tar sikte på å fylle dette gapet for å hjelpe til tidlig identifisering av sensorisk prosessering underskudd og intervensjon i løpet av en periode på maksimal hjerne plastisitet. Forbedringer i sensorisk prosessering i barndom kan påvirke kaskadeav nevrologisk

Følgende prosedyrer er inkludert i Vanderbilt Institutional Review Board godkjent protokoller.

Protocol

En. Vurdering av respons på lys Touch Plasser elektroden netto (f.eks 128-kanaler geodetisk sensor netto) på barnet eller barnets hode. Juster sensorer for full kontakt med varmt saltvann. Hvis på et barn, sikre at barnet sitter komfortabelt i forelder eller omsorgsperson lap. Hvis på et spedbarn, sikre at barnet er lett svøpt og enten holdt i omsorgs armer eller i liggende stilling i et åpent crib. Plasser et 1 mm munnstykke 0,5 cm nedenfor spissen av pekefingeren på den hånd teste…

Representative Results

Vurdering av lett trykk (figur 3): Karakteristika for det kortikale respons på taktil stimulering ved hjelp av Puffer system: Mønstrene av toppene som respons på puff er svært lik de kortikale responser som oppnås ved hjelp av median nervestimulering i normale voksne 10,11. Den tidlige respons (P50, N70, P100 topper) skyldes i hovedsak aktiviteten i primær sensoriske cortex 12 og ikke krever bevissthet om stimulering. <stron…

Discussion

Denne romanen kombinasjon av luft puff og ERP (referert til som "Puffer system") for å måle kortikal prosessering av lett berøring og taktile-auditive responser er godt tolerert av små barn med nedsatt funksjonsevne og med spedbarn. Dette gjelder for unisensory og multisensoriske versjoner, og om attentional komponenten blir tilsatt eller ikke i tilfelle av små barn. Årsakene til suksess for denne metoden for å vurdere en ung og sårbare befolkningen er både som følge av bruken av en ufarlige taktile …

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