Kvantitativ bedömning av kortikal Auditory-taktil bearbetning hos barn med funktionshinder

Summary

Mål och enkel mätning av sensorisk bearbetning är extremt svårt i icke-verbal eller sårbara barn. Vi utvecklade en ny metod för att kvantitativt bedöma spädbarn och barn kortikal bearbetning av lätt beröring, ljud tal, och den multisensory bearbetning av de två stimuli, utan att det krävs ett aktivt ämne deltagande eller orsakar obehag i utsatta patienter.

Abstract

Mål och enkel mätning av sensorisk bearbetning är extremt svårt i icke-verbal eller sårbara barn. Vi utvecklade en ny metod för att kvantitativt bedöma barns kortikal bearbetning av lätt beröring, talljud och multisensorisk behandling av de två stimuli, utan att det krävs ett aktivt ämne deltagande eller orsakar barn obehag. För att åstadkomma detta har vi utvecklat en dubbel kanal, tid och kraft kalibrerad luft puff stimulator som gör att både taktil stimulering och bluff kontroll. Vi kombinerade detta med hjälp av händelserelaterade potentiell metod för att möjliggöra hög tidsupplösning av signaler från de primära och sekundära somatosensoriska cortex samt högre orderhantering. Denna metod tillät oss också att mäta en multisensorisk svar på hörsel-taktil stimulering.

Introduction

Studien av att utveckla kortikala sensoriska processer är nödvändig för att förstå grunden för de flesta högre ordningens funktioner. Sensoriska upplevelser är ansvariga för mycket av hjärnans organisation genom spädbarnsåldern och barndomen, vilket lägger grunden för komplexa processer som kognition, kommunikation och motorisk utveckling ^1-3. De flesta pediatriska studier av sensoriska processer fokuserar på auditiv och visuell domäner, främst eftersom dessa stimuli är lättast att utveckla, standardisera och testa. Dock är taktil behandling av särskilt intresse för spädbarn och barn eftersom det är den första känslan att utvecklas hos fostret ^4,5, och somatosensoriska informationen är väsentlig för funktionen av andra kortikala system (t.ex. motor, minne, associativ inlärning, limbiska) ^6. Nuvarande metoder som bedömer somatosensoriska bearbetning begränsas av valet av taktil stimulans. Ett vanligt val är direkt elektrisk mediannervstimulering ^7,8 </sup>, Med potential för obehag. Andra effektiva metoder använder aktiva uppgifter såsom diskriminering, erkännande, och lokalisering av stimuli, som kräver både uppmärksamhet och hög förståelse ^9. Alla dessa metoder är därför begränsade i sin användning på små barn och spädbarn.

Därför är vårt mål var att utveckla en taktil paradigm som tar upp dessa begränsningar genom att vara icke-invasiv och minska behovet av ett ämne aktiva deltagande. Dessutom krävs det att ha en standardiserad grad av stimulans och en bluff-kontroll. För detta har vi utvecklat den "puffer"-system, en dual-channel, tidsinställda, och kalibrerad luft-puff leveranssystem, vilket tillåter oss att mäta effekterna av lätt beröring hos spädbarn och andra utsatta befolkningsgrupper.

Functional MRI studier visade att stimulering av puffar av luft aktiverar sensoriska cortex, även om längden och utmaningar av sådana studier, t.ex. immobilisering, Lengdina sessioner och ångestväckande inställningar gör dem svåra att utföra på små barn. Därför kombinerade vi vår nya leveranssystem med Event-Related Potential (ERP) metod för att ge tidsupplösning av sensorisk bearbetning av lätt beröring i ett kort, barnvänlig testsession.

Denna nya paradigm ger den nödvändiga flexibiliteten för att studera sensorisk bearbetning i olika populationer, ålder och kliniska situationer. Det har också fördelen av att vara kompatibel med auditiva stimuli, vilket möjliggör multisensoriska bedömningar. Hittills har korrekt och tillförlitlig taktil bedömning inte varit möjligt på spädbarn eller barn som har svårt att på ett tillförlitligt sätt reagera på grund av intellektuella / språkstörning. Denna metod syftar till att fylla denna lucka för att bistå i tidig identifiering av sensorisk bearbetning underskott och intervention under en period av maximal hjärnans plasticitet. Förbättringar av sensorisk bearbetning i barndomen kan påverka kaskadav neurodevelopmental

Följande procedurer är inkluderat i Vanderbilt Institutional Review Board godkända protokoll.

Protocol

1. Bedömning av svar på ljus Touch Placera elektrod nätet (t.ex. 128-kanaler geodetiska givare netto) på barn eller barnets huvud. Justera sensorer för full kontakt med hjälp av varm koksaltlösning. Om det på ett barn, se till att barnet sitter bekvämt i förälder eller vårdgivare knä. Om det på ett spädbarn, se till att barnet är lätt lindad och antingen hålls i vårdgivarens armar eller i ryggläge i en öppen spjälsäng. Placera ett 1 mm munstycke 0,5 cm under toppen p?…

Representative Results

Bedömning av lätt beröring (Figur 3): Kännetecken för det kortikala svar på taktil stimulering med hjälp av Puffer systemet: Mönstren av topparna som svar på puff är mycket lika de kortikala svar erhållna med hjälp av mediannervstimulering i normala vuxna 10,11. Den tidig reaktion (P50, N70, P100 toppar) speglar främst aktivitet i primära sensoriska cortex 12 och inte kräver medvetenhet om stimulans. </stro…

Discussion

Denna nya kombination av luft puff och ERP (kallad "Puffer-systemet") för att mäta bark-behandling av lätt beröring och taktila-hörsel svar tolereras väl av små barn med funktionshinder och spädbarn. Detta gäller för unisensory och multisensoriska versioner, och om uppmärksamhets komponenten läggs till eller inte när det gäller små barn. Orsakerna till framgången för denna metod för att bedöma en ung och sårbar befolkning beror på både användningen av en ofarlig taktil stimulans samt til…

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