Several children with unilateral Cerebral Palsy seem to disregard the preserved capacity of their affected upper limb. This Developmental Disregard is extensively described in the literature but the involved cognitive processes have not been studied. To study underlying cognitive factors of upper limb control, an event-related potential protocol was developed.
Ensidig Cerebral parese (CP) er en neurologisk lidelse, som er en meget almindelig årsag til invaliditet i barndommen. Det er kendetegnet ved ensidige motoriske handicap, der ofte domineres i overekstremiteterne. Ud over en reduceret bevægelser på det angrebne overekstremitet, flere børn med unilateral CP viser en reduceret bevidsthed om den resterende bevægelser på dette led. Dette fænomen af at se bort den bevarede kapacitet påvirkede overekstremitet regelmæssigt omtalt som Developmental Se bort (DD). Forskellige teorier er blevet postuleret for at forklare DD, hver tyder lidt forskellige retningslinjer for behandling. Still, kognitive processer, kan desuden bidrage til DD børn med unilateral CP aldrig blevet direkte undersøgt. Den nuværende protokol blev udviklet til at studere kognitive aspekter involveret i overekstremiteterne kontrol hos børn med unilateral CP med og uden DD. Dette blev gjort ved at optage event-relaterede potentials (Erps) udvundet af den igangværende EEG under mål-respons opgaver beder om en hånd-bevægelse respons. ERP systemer består af flere komponenter, som hver især er forbundet med en veldefineret kognitiv proces (f.eks., N1 med tidlige opmærksomhed processer, N2 med kognitiv kontrol og P3 med kognitive belastning og mental anstrengelse). På grund af sin fremragende tidsmæssig opløsning, ERP teknik gør det muligt at studere flere skjulte kognitive processer forud åbenlyse motoriske reaktioner og dermed giver indsigt i de kognitive processer, der kan bidrage til fænomenet DD. Ved hjælp af denne protokol tilføjer et nyt niveau af forklaring på eksisterende adfærdsmæssige undersøgelser og åbner nye muligheder til den bredere implementering af forskning i kognitive aspekter af udviklingsmæssige begrænsninger for flytning i børn.
Cerebral parese (CP) er defineret som en gruppe af neurologiske lidelser relateret til bevægelses- og kropsholdning svækkelser, der skyldes forstyrrelser på at udvikle føtal eller barnehjerne 1. Selvom disse nedskrivninger er ikke-progressive, er de forbundet med livslang handicap 1,2. En af de mest almindelige undertyper af CP er ensidig CP, der tegner sig for mere end en tredjedel af alle tilfælde 3. Det er kendetegnet ved udprægede motoriske mangler på den ene side af kroppen, der ofte er mere fremtrædende i overekstremiteterne 1,3. Ved siden af den reducerede bevægelse kapacitet påvirkede overekstremitet, flere børn med unilateral CP synes også at undlade at spontant bruge den resterende kapacitet på deres afficerede hånd i dagligdagen 4-8. Denne tilsidesættelse af den resterende kapacitet i det berørte overekstremitet i ensidig CP er ofte blevet omtalt som Developmental Se bort (DD) 4-11.
indhold "> Bortset fra de traditionelle forklaringer på DD baseret på adfærdsmæssige forstærkning teorier 4, har nyere undersøgelser understreget betydningen af kognitive faktorer til forståelse DD 5,9-11. Disse teorier er baseret på den idé, at visse motoriske underskud i børn med ensidige CP er faktisk forårsaget af dysfunktionelle kognitive processer, der er nødvendige for en vellykket målrettet motorisk adfærd, snarere end ved de begrænsninger, selv flytning. I denne forbindelse DD er blevet sammenlignet med fænomenet efter slagtilfælde motor forsømmelse, hvilket tyder visuo-rumlige opmærksomhed underskud 9, 11,12. Alternativt er det blevet foreslået, at den manglende anvendelse af de pågældende hånd i kritiske udviklingsperioder ikke kun påvirke motorisk udvikling, men er også forbundet med en forsinkelse på kognitive processer relateret til motorisk adfærd 5, 10.Selv om DD er blevet grundigt beskrevet i litteraturen ogforskellige teorier har understreget det mulige bidrag ændrede kognitive processer 5,9-11, disse kognitive processer i forbindelse med målrettet motorisk adfærd er aldrig blevet direkte undersøgt i ensidig CP. Den nuværende protokol blev udviklet til at vurdere kognitive aspekter vedrørende overekstremiteterne kontrol hos børn med unilateral CP. Protokollen beskriver anvendelse af event-relaterede hjerne potentialer (ERP systemer) udvundet af den igangværende EEG under manuelle mål-respons opgaver.
ERP systemer giver en unik mulighed for at måle neurale reaktioner, der er tid låst til forskellige forarbejdningstrin relateret til en åbenlys respons. Det vil sige, at de gør det muligt at studere forskellige kognitive processer i forbindelse med mål rettet motoriske reaktioner, såsom respons udvælgelse, forberedelse respons og reaktion hæmning processer. Endvidere ERP systemer består af flere komponenter, som hver især er forbundet med forskellige kognitive processer (f.eks., N1 med tidlig attention processer, N2 med kognitiv kontrol og P3 med kognitive belastning og mental indsats). Ligeledes hjælp ERP systemer i løbet af en simpel manuel opgave target-respons gør os i stand til direkte at studere forskellige kognitive processer i forbindelse med forskellige behandling stadier af overekstremiteterne kontrol hos børn med unilateral CP med og uden DD.
Denne artikel præsenterer en protokol udviklet til direkte at vurdere kognitive processer relateret til bevægelseskontrol under simple øverste benbevægelser hos børn med unilateral cerebral parese (CP) og Developmental Se bort (DD). Ensidig CP er en ikke-fremadskridende neurologisk lidelse, der er karakteriseret ved bevægelse underskud på den ene side af kroppen, primært påvirker overekstremiteterne 1,3. Børn med DD viser en tilsidesættelse af den bevarede kapacitet deres ramte hånden under spontane daglige aktiviteter 5. Den nuværende protokol blev udviklet til at optrævle de relaterede kognitive mekanismer, der kan bidrage til fænomenet DD med det mål at forbedre eksisterende rehabilitering procedurer for disse børn. Ved at bruge denne protokol værdifulde nye indsigter blev opnået om de underliggende kognitive processer i forbindelse med simple øverste benbevægelser hos børn med DD 10,11.
Kritisk til denne protocol er brugen af event-relaterede hjernepotentialer (ERP'er) i en meget let eksekverbar opgave target-respons. Enkelheden i udførelse af opgaven giver mulighed for optagelse af børn med begrænsninger for flytning. Optagelse ERP systemer i løbet af opgaven anvendes som en kraftig ikke-invasiv teknik Neuroimaging der måler neurale aktivitet med en høj tidsmæssig opløsning. Brug af denne protokol giver mulighed for undersøgelse af de kognitive aspekter distinkte behandling stadier af overekstremiteterne kontrol hos børn med unilateral CP. Som sådan, det strækker sig adfærdsmæssige undersøgelser til neurofysiologisk niveau. Desuden kan protokollen let tilpasses ved at præsentere forskellige stimuli (f.eks., Cue-stimuli, Nogo-stimuli) eller tilpasning af stimulus præsentation tid samt inter-stimulus intervaller. Det er derfor muligt at direkte vurdere forskellige kognitive processer involveret i overekstremiteterne kontrol (f.eks., Præparater respons vs. respons hæmning).
Ved siden af tanken om, at visse motoriske underskud i børn med unilateral CP faktisk er forårsaget af dysfunktionelle kognitive processer, et andet vigtigt aspekt, der kan bidrage til de observerede motoriske underskud i børn med DD er en mulig sensorisk underskud 18. På grund af skade på bestemte, thalamus og corticocortical veje nogle børn med unilateral CP modtager ikke nøjagtig sensorisk feedback fra deres bevægelser 24. Dette har været foreslået at føre til en underudnyttelse af den påvirkede side, dvs.., DD. Den nuværende protokol ikke direkte vurdere denne mulige sensoriske underskud. For detaljeret vurdering af forskellige sensoriske forarbejdning i børn med bevægelse handicap henvises til arbejdet i Maitre og Key (2014) 25.
For at sikre nøjagtige og gyldige resultater, der er et par kritiske punkter at huske på. Før du starter en EEG eksperiment, er det først og fremmest vigtigt at forstå den tilhørende limitations af denne teknik. Den relativt ringe rumlig opløsning samt vanskeligheden ved at udlede subcortical aktivitet er vigtige spørgsmål at overveje. Hvis forskningsspørgsmål er rettet mod neuro-anatomisk lokalisere specifikke processer i løbet af overekstremiteterne kontrol, bør alternative Neuroimaging metoder overvejes (f.eks., (F) MRI). Dog bør det klart fremgå, at den manglende invasiv af EEG samt muligheden for at anvende en mobil lab til at måle på steder, der er velkendte for barnet tilbyder en enorm fordel i forhold til andre teknikker.
Ved siden af den dårlige rumlig opløsning på EEG-målinger, støjen indført ved blinker, og muskel aktivitet er også en ulempe. Især hos børn er det meget svært at give relevante instruktioner for at reducere disse artefakter. Det er derfor meget vigtigt at anvende en protokol, der holder børns opmærksomhed og ikke tage for lang tid.
Den nuværende protocol tilbyder nye empiriske indsigter i de underliggende kognitive processer, der bidrager til fænomenet DD hos børn med ensidig CP 10,11. Disse indsigter kan være af stor værdi, ikke kun for yderligere forståelse af DD, men også for at individualisere de nuværende terapier. Endvidere at evnen til denne protokol direkte vurdere underliggende kognitive faktorer af overekstremiteterne kontrol kunne give anledning til en mulig bredere implementering for forskning i kognitive aspekter i forbindelse med udviklingen bevægelse i børn.
The authors have nothing to disclose.
This work is part of a doctoral dissertation that was supported by grants from (in alphabetical order): Hersenstichting Nederland, Johanna KinderFonds, Stichting Rotterdams Kinderrevalidatie Fonds Adraanstichting, Phelps Stichting voor Spastici, and Revalidatie fonds.
"Presentation" stimulus delivery and experimental control program for neuroscience | NeuoBehavioralSystems | company web address: http://www.neurobs.com/index_html Alternate stimulus presenation software can be used |
|
Button Box, for time accurate(1ms) button press registration | TSG, Radboud University Nijmegen | company web address: http://tsgdoc.socsci.ru.nl/ index.php?title=ButtonBoxes Alternate button press registration device can be used |
|
BrainAmp DC 32 channels EEG/EP system, with BUA 128 USB interface S/N: AMP13061963DC, BUA128-1302289, EIB13010349 |
MedCaT B.V. | BP-01100 | company web address: http://www.medcat.nl/Research/acticap.htm For measurements with children a mobile EEG lab is highly recommended |
Acticap 32 channel standard cap set S/N: aCAP11101664, aEB13032942 |
MedCaT B.V. | BP-04200 | company web address: http://www.medcat.nl/Research/acticap.htm It is highly recommended to use an active electrode system |
BrainVision Recorder Software license USB Dongel: UR11471 & BrainVision Analyzer Software license USB Dongel: U12512 |
Brain products | BP00020 & BP00120 |
company web address: http://www.brainproducts.com/ Alterante recording and analyzing software can be used |
NuPrep | MedCatSupplies | 10-30 | company web address: http://www.medcat.nl/supplies/ Alternate skin preparation exfoliants can be used |
Skin Conductance Electrode Paste | MedCatSupplies | TD-246 | company web address: http://www.medcat.nl/supplies/ Alternate EEG conductive electrode gel can be used |
Blunt needle and syringe kit |
MedCatSupplies | JG161.5 & 30xxxx |
company web address: http://www.medcat.nl/supplies/ Needle and syringe kit is used to apply conductive gel to electrode embedded in the EEG cap |
Acticap Holder for Active Electrodes and stickers |
MedCatSupplies | BP-04244 & Z85-10x |
company web address: http://www.medcat.nl/supplies/ Acticap Holders and stickers are used for fixating EOG electrodes |