Abstract
Parálisis cerebral unilateral (CP) es un trastorno del neurodesarrollo que es una causa muy frecuente de discapacidad en la infancia. Se caracteriza por deficiencias motoras unilaterales que están dominados con frecuencia en la extremidad superior. Además de una capacidad de movimiento reducida de la extremidad superior afectada, varios niños con CP unilateral muestran una conciencia reducida de la capacidad de movimiento restante de ese miembro. Este fenómeno de tener en cuenta la capacidad preservada de la extremidad superior afectada se conoce habitualmente como desconocimiento del Desarrollo (DD). Diferentes teorías se han postulado para explicar DD, cada uno que sugieren directrices ligeramente diferentes para la terapia. Aún así, los procesos cognitivos que pueden, además, contribuir a DD en niños con parálisis cerebral unilateral nunca han sido estudiados directamente. El actual protocolo fue desarrollado para estudiar los aspectos cognitivos implicados en el control del miembro superior en niños con parálisis cerebral unilateral con y sin DD. Esto se hizo mediante el registro de eventos relacionados con potentials (ERPs) extraídos del curso EEG durante las tareas de destino de respuesta que piden una respuesta a mano movimiento. ERPs consisten de varios componentes, cada uno de ellos asociado con un proceso cognitivo bien definida (por ejemplo., La N1 con los procesos de atención temprana, la N2 con el control cognitivo y la P3 con carga cognitiva y esfuerzo mental). Debido a su excelente resolución temporal, la técnica ERP permite estudiar varios procesos cognitivos encubiertas anteriores respuestas motoras evidentes y por lo tanto permite comprender los procesos cognitivos que podrían contribuir al fenómeno de DD. El uso de este protocolo añade un nuevo nivel de explicación a los estudios de comportamiento existentes y abre nuevas vías para la aplicación más amplia de la investigación sobre los aspectos cognitivos de las restricciones de movimiento de desarrollo en los niños.
Introduction
La parálisis cerebral (PC) se define como un grupo de trastornos del neurodesarrollo relacionados con el movimiento y la postura alteraciones que son causadas por alteraciones al desarrollo del feto o bebé cerebral 1. A pesar de que estos deterioros son no progresiva, que están asociados con discapacidades de por vida 1,2. Uno de los subtipos más comunes de la CP es CP unilateral, lo que representa más de un tercio de todos los casos 3. Se caracteriza por déficits motores pronunciados en un lado del cuerpo que con frecuencia son más prominente en el 1,3 extremidad superior. Junto a la capacidad de movimiento reducido de la extremidad superior afectada, varios niños con parálisis cerebral unilateral también parecen dejar de utilizar de manera espontánea la capacidad restante de su mano afectada en la vida diaria 4-8. Este desconocimiento de la capacidad restante de la extremidad superior afectada en CP unilateral con frecuencia ha sido referido como desconocimiento del Desarrollo (DD) 4-11.
contenido "> Además de las explicaciones tradicionales de DD basado en las teorías de comportamiento de refuerzo 4, estudios más recientes han puesto de relieve la importancia de los factores cognitivos para la comprensión de DD 5,9-11. Estas teorías se basan en la idea de que ciertos déficits motores en niños con CP unilateral son causados por procesos cognitivos disfuncionales que son necesarias para el comportamiento del motor dirigido a un objetivo con éxito, en lugar de por la propia restricciones de movimiento. En este sentido DD ha sido comparado con el fenómeno de la post-ictus negligencia del motor, lo que sugiere la atención visuo-espacial déficits 9, 11,12,. Como alternativa, se ha propuesto que la falta de uso de la mano afectada durante los periodos de desarrollo cruciales no sólo afecta el desarrollo motor, sino que también está asociada con un retraso de los procesos cognitivos relacionados con el comportamiento del motor 5, 10.Aunque DD ha sido descrita extensamente en la literatura ydiferentes teorías han hecho hincapié en la posible contribución de los procesos cognitivos alterados 5,9-11, estos procesos cognitivos relacionados con el comportamiento del motor dirigido a un objetivo nunca ha sido estudiado directamente en CP unilateral. El actual protocolo fue desarrollado para evaluar los aspectos cognitivos relacionados con el control del miembro superior en niños con parálisis cerebral unilateral. El protocolo describe el uso de los potenciales cerebrales relacionados con eventos (ERPs) extraídos del EEG en curso durante las tareas de destino de respuesta manual.
ERP ofrecen la oportunidad única de medir las respuestas neurales que son tiempo encerrado a las etapas de procesamiento de distintos relacionados con una respuesta abierta. Es decir, que permiten estudiar diferentes procesos cognitivos relacionados con respuestas motoras meta dirigida, tales como selección de la respuesta, la preparación de respuesta, y los procesos de inhibición de la respuesta. Además, ERPs consisten de varios componentes, cada uno de ellos asociado con diferentes procesos cognitivos (por ejemplo., La N1 con attentio tempranan procesos, la N2 con el control cognitivo y la P3 con la carga cognitiva y esfuerzo mental). Del mismo modo, el uso de ERP durante una tarea de destino de respuesta manual sencillo nos permite estudiar directamente los diferentes procesos cognitivos relacionados con las diferentes etapas de procesamiento de control de miembro superior en niños con parálisis cerebral unilateral con y sin DD.
Protocol
La aprobación para diferentes experimentos con este diseño experimental se obtuvo del Comité Ético local de la Facultad de Ciencias Sociales (ECSW) de la Universidad de Radboud Nijmegen, así como por el Comité Regional de Ética de Investigación Médica, la OCM Arnhem-Nijmegen (Número de registro: 2012 / 049; NL nr .: 39607.091.12).
1. Los participantes
- Sólo incluir a los niños que son diagnosticados con parálisis cerebral unilateral diagnosticada por un médico especialista (es decir, neurólogo, pediatra).
NOTA: El protocolo ERP para evaluar los aspectos cognitivos de control de motores miembro superior subyacente se ha desarrollado para los niños con parálisis cerebral unilateral, pero no se limita sólo a este grupo. - Sólo se incluyen los niños mayores de 5 años de edad 10,11.
NOTA: Younger niños podrían no ser capaces de prestar atención a la tarea durante todo el procedimiento. - Excluir los niños con graves deficiencias visuales y auditivas.
NOTA: Se recomienda incluir a los niños que sólo tienen leves discapacidades visuales y auditivas si son capaces de realizar la tarea y no muestran diferencias con respecto a la velocidad o precisión de la respuesta en comparación con los niños participantes y sin discapacidad visual. Sin embargo, los posibles impedimentos deben especificarse en un informe posterior y posiblemente controlado en los análisis finales. - Por último, excluir a los niños que no son capaces de cumplir con la tarea debido a posibles deterioros cognitivos y / o trastornos del comportamiento.
- Antes de la medición de EEG, tener un terapeuta ocupacional entrenado y / o fisioterapeuta evaluar a los niños con respecto a la capacidad manual (MACS) de la mano afectada 13, así como la posible presencia de DD.
- Para evaluar DD, calcular un índice que compara la cantidad típica de uso de la mano y el brazo afectado durante las actividades diarias espontáneas (rendimiento) con la calidad de la habilidad de la mano / brazo en condiciones ideales (capacidad) 14,15 16. Recomendación: Use índices que han sido previamente utilizados y preferiblemente validados 14,15. El uso del VOAA-DDD-R para la determinación de DD es muy recomendable, ya que los psychometrics de esta tarea se han publicado 14.
- Desde habilidad manual, así como DD puede cambiar con el tiempo (por ejemplo., Debido a los resultados de la terapia), programar esta evaluación poco antes o después de la medición de EEG (preferiblemente dentro de la misma semana).
- Por otra parte, recoger datos demográficos de los niños (por ejemplo., La edad, el género, la medicación y la historia de convulsiones) para poder tener en cuenta estas variables (por ejemplo., Al emparejar grupos o interpretación de los resultados).
2. Desarrollar el Target-respuesta Tarea Visual
- Escribir un guión para la tarea de destino de respuesta visual computarizado. Ver Código SuplementarioLos archivos para un script de ejemplo.
- Para presentar los estímulos visuales en una pantalla de ordenador, utilice una entrega de estímulos y programa de control experimental que es tiempo suficiente precisión para enviar marcadores de tiempo-bloqueada a la señal de EEG cuando se presenta un estímulo. Para registrar las respuestas, utilice un dispositivo que registra tiempo exactos (1 ms) pulsaciones de botón y ofrece marcadores de estímulos relacionados con el equipo de EEG (véase la Tabla de Materiales).
- Para los estímulos visuales utilizan formas claras presentados sobre un fondo blanco que son fáciles de reconocer (ejemplos son formas u objetos simples) y fácil de distinguir (por ejemplo., Con base en el color, forma, tamaño). Recomendado son diseños gráficos simples en lugar de estímulos complejos como fotografías.
- Siga las siguientes recomendaciones para diseñar experimentos ERP para los niños. Nota: El diseño de experimentos ERP para los niños es a menudo difícil, ya que los niños pueden tener una capacidad limitada para cumplir con los experimentos repetitivos largos.
- Estímulos actuales que son lo suficientemente grandes como para ser fácilmente reconocidos por el niño (tamaño recomendado: 7 x 7 cm).
- Por otra parte, utilizar preferentemente los estímulos que sean atractivos para los niños para mantener la atención de los niños a la tarea (por ejemplo, smiley 's). Figura 1 muestra un protocolo experimental que se puede utilizar en niños pequeños para estudiar diferentes procesos cognitivos durante los movimientos simples de la mano.
- Asegúrese de incluir claramente diferentes estímulos para la derecha frente a la iniciación movimiento de la mano izquierda. Esto permite la comparación de las etapas de procesamiento de distintos involucrados en los movimientos tanto de los afectados y la mano menos afectada en niños con parálisis cerebral unilateral. Este diseño sujeto dentro-permite a los niños para servir como su propio participante control de participar (afectada vs. lado menos afectado).
- Recomendación: estímulos actuales a la izquierda oa la derecha de la pantalla para inducir respectivamente movimientos de la mano izquierda o derecha. Para control para lateralización estímulo, incluye un fondo estímulo al otro lado de la pantalla.
- Presentar la misma cantidad de estímulos a los afectados como para el lado menos afectado. Use un mínimo de 20 repeticiones por estímulo-categoría para permitir un promedio de los potenciales evocados 11. Sin embargo, asegúrese de que la longitud del experimento no exceda de 10 minutos como los niños no puedan asistir a un procedimiento de trabajo más largo. ERP estudios anteriores en niños con protocolos informe CP entre 4,5 y 10 min 10,11,17,18. Si se utiliza un protocolo más tiempo, permitir que el niño para tomar un descanso después de 10 minutos y continuar después.
- Para la grabación de las respuestas a los estímulos presentados, proporcionar dos grandes botones de respuesta (recomendado: Diámetro: 9,5 cm; altura: 5,5 cm) con requisitos muy bajos de fuerza de respuesta para asegurarse de que incluso los niños con limitaciones importantes de movimiento son fácilmente capaces de responder.
- Adapt el paradigma de estudio para medir los procesos cognitivos de interés y descartar posibles explicaciones alternativas de los datos.
- Ejemplo de diseño experimental: complementada Pasa / No Pasa de tareas (Figura 1)
- Para una tarea Pasa / No Pasa con claves para el estudio de selección de la respuesta, la preparación de respuesta, así como la inhibición de respuesta, presentan cuatro tipos diferentes de estímulos visuales: Fondo-estímulos (implementados como una medida inicial de procesamiento de estímulos visuales), cue-estímulos para la izquierda y El lado derecho (implementado para estudiar los procesos de selección de estímulo), ir / objetivo estímulos para el lado izquierdo y derecho (implementado para estudiar los procesos de preparación de respuesta) y Nogo-estímulos para el lado izquierdo y derecho (implementado para estudiar los procesos de inhibición de la respuesta ).
- Recomendación: fondo-Presente y cue-estímulos para 1.000 ms. Presente objetivo estímulos hasta que una respuesta se hace. Presente Nogo-estímulos para 1.500 ms. Mantenga el intervalo entre estímulos (ISI) entre cue y de destino / No Pasa-stimuli fijos (recomendado: 1.000 ms). Mantenga el ISI después de cada siguiente objetivo respuesta correcta o ir estímulos aleatorios (recomendado: entre 1.000-1.500 ms).
- Con el fin de evitar la actividad excéntrica de confusión, presente focalización y Nogo-estímulos de forma equiprobable.
NOTA: Aunque este paradigma disminuye efectos de la inhibición de la 19-Nogo estímulos, permite una comparación más directa de la ERPs provocada por tanto la focalización y Nogo-estímulos. - Después de cada respuesta correcta a un objetivo-estímulo o una respuesta inhibida correcta a una Nogo-estímulo, presentar alguna forma de motivar la retroalimentación (ej., Un sonido corto risas).
3. El Sistema de Adquisición de Datos
NOTA: Para las mediciones con niños es muy recomendable un laboratorio de EEG móvil. Un laboratorio móvil permite realizar el estudio en un ambiente que es familiar para el niño (por ejemplo., Escuela, centro de rehabilitación, hogar).Si una instalación móvil EEG no está disponible, asegúrese de que el niño se sienta cómodo con el ambiente de prueba. Durante la preparación de EEG se recomienda tener alguna distracción / entretenimiento para los niños (por ejemplo., Viendo una película).
- Utilice dos ordenadores, uno de presentar los estímulos y una segunda computadora para grabar y digitalizar el EEG. Conecte los ordenadores para que los códigos de eventos se pueden enviar a la computadora digitalización EEG cada vez que un evento de algún tipo se produce (por ej., El estímulo, la respuesta).
- Al elegir el sistema de electrodos-amplificador de utilizar un sistema de electrodo activo (muy recomendado) para reducir la relación señal a ruido.
NOTA: electrodos activos mejorar la relación señal a ruido, debido a que la primera etapa de amplificación se lleva a cabo en el sitio del electrodo, minimizando así el impacto de intervenir señales de ruido. Una gran ventaja de este sistema es que el electrodo activo una cámara aislada eléctricamente no es necesario durante la grabación de EEG que permitemedir en casi todos los ambientes.- Incluso con un sistema de electrodos activo, tener cuidado de no medir cerca de dispositivos eléctricos o mecánicos.
- Elija el número de los electrodos sobre la base de la pregunta de investigación y la población de estudio. Un sistema de electrodos de 32 canales (junto con un amplificador de EEG de 32 canales) es suficiente para el estudio de procesos más cognitivos relacionados con las diferentes etapas de procesamiento de control de la extremidad superior en los niños.
4. electrofisiológicos Grabaciones
- Comience con la limpieza de la piel en la posición donde se coloca el electrodo de referencia para reducir la impedancia (recomendación: colocar el electrodo de referencia en el hueso mastoides izquierda y otro electrodo activo en el hueso mastoides derecha para fuera de línea re-referenciar a mastoides enlazados).
- Limpie la piel en la colocación de los electrodos de referencia aplicando suavemente la crema exfoliante para eliminar las células muertas de la piel y límpielo con alcohol para eliminar sub aceitosaposturas.
- Además, limpiar el frente y la piel que rodea los ojos para el EOG (electrooculograma) electrodos (más información sobre las grabaciones de EOG en el paso 4.6). Tenga cuidado al lavado de la cara, la piel aquí puede ser muy sensible.
- Antes de poner la tapa en la cabeza participantes, medir la circunferencia de la cabeza para determinar el tamaño del casquillo. Para determinar la circunferencia, coloque una cinta métrica alrededor de la parte más ancha de la cabeza, justo por encima de las orejas.
- Aplicar la tapa con el tamaño correspondiente y comprobar si está en la posición correcta.
- Para ello, medir la distancia entre Inion (abultamiento parte del hueso occipital en la parte posterior del cráneo) y Nasion (punto en la parte superior de la nariz se encuentra con el canto de la frente) y entre el hendiduras inter-aural izquierdo y derecho . Coloque el electrodo Cz exactamente a 50% de estas distancias. El uso de un casquillo asegura que si Cz está situado correctamente sobre el vértice central, todos los demás ELectrodes se colocan automáticamente en las ubicaciones estándar de acuerdo con el sistema internacional 10-20 20.
- Coloque los electrodos según el sistema internacional de 20 10-20 mediante el uso de los números en la tapa y electrodos.
- Busque electrodos en cinco sitios de la línea media (Fz, FCZ, CZ, Pz y Oz) y 24 sitios laterales (FP1 / 2, F7 / 8, F3 / 4, FC5 / 6, FC1 / 2, C3 / 4, CP5 / 6, CP1 / 2, P7 / 8, P3 / 4, T7 / 8, O1 / 2) para permitir estimaciones de las distribuciones del cuero cabelludo para encontrar maxima espacial de los componentes ERP de interés durante el procesamiento de datos fuera de línea (véase la Figura 2).
- Si el electrodo de referencia se coloca en el hueso mastoideo izquierdo, colocar un electrodo más en el hueso mastoideo adecuado para la grabación de referencia vinculado. Coloque el electrodo de tierra en AFZ (ver Figura 2 para esquemática de colocación de los electrodos).
- Llenar los electrodos con gel conductor mediante la inserción de una aguja de punta roma a través de los electrodos. Tgel que maximiza el contacto de la piel y actúa como una extensión maleable de los electrodos. Con el fin de reducir la impedancia, raspe suavemente la piel bajo el electrodo. Tenga cuidado de no aplicar demasiada gel conductor como gel podría ponerse en contacto con el gel de un electrodo adyacente, distorsionando así la señal.
- Co-registrar una EOG para corregir la señal de EEG de los movimientos oculares durante el procesamiento de datos fuera de línea.
NOTA: Sobre todo con los niños es difícil de evitar artefactos de movimiento del ojo a través de instrucción solamente. Co-registrarse esta señal para posteriormente correcta para la actividad eléctrica producida por los ojos EOG, por lo tanto, es muy recomendable para estos participantes.- Para este propósito, colocar electrodos de EOG alrededor de los ojos de los niños.
- Como la piel de los niños es muy sensible, trate de evitar la colocación de cuatro electrodos de EOG. En su lugar, el lugar sólo dos electrodos EOG mediante el uso de uno de los electrodos activos por debajo del ojo derecho y otra en la lata exteriorpor tanto, del ojo derecho. Cuando se aplica una corrección ocular durante el procesamiento de datos sin conexión, utilice F7 y FP2 electrodos como electrodos de referencia para la grabación EOG.
- Mantenga la impedancia del electrodo por debajo de 20 kW utilizando un medidor de impedancia, mientras que la fijación de los electrodos.
NOTA: Se recomienda el uso de un sistema de amplificación que tiene esta función incorporada. - Utilice el software de digitalización para digitalizar y grabar la señal EEG de acuerdo a las instrucciones del fabricante. Utilice los siguientes valores recomendados para la grabación: digitalizar en 1.000 muestras / seg y el filtro en línea entre 0,016 y 250 Hz.
5. Ejecución de tareas de destino de respuesta durante la grabación de EEG
- Coloque la pantalla del portátil o computadora de aproximadamente 40 cm delante del niño. Localice los dos botones rojos al lado del teclado del ordenador portátil, una en el lado derecho y otra en el lado izquierdo. Mantenga la distancia entre los botones a 30 cm para evitar el possbilidad de que la mano equivocada se utiliza para presionar el botón. Busque manos de los niños ligeramente por encima de los dos botones rojos con los codos apoyados en la mesa.
- Instruya al niño a responder lo más rápidamente posible el objetivo estímulos pulsando el botón rojo en el lado de la meta-estímulo (botón derecho para la presentación del estímulo correcto, botón izquierdo para la presentación del estímulo a la izquierda). Si se incluyen Nogo-estímulos, instruir al niño a inhibir su respuesta cada vez que se presenta un Nogo-estímulo.
- Llevar a cabo una sesión de prueba corta. Asegúrese de que todos los estímulos que se utilizan en el experimento aparecen al menos una vez durante la sesión de prueba. Sin embargo, mantener esta sesión del juicio lo más corto posible (aproximadamente 1 min sin repeticiones innecesarias) para evitar la inducción de la fatiga después en el protocolo.
6. Tratamiento de datos sin conexión
- Procesamiento de datos del Comportamiento
- Definir variables de comportamiento (por ejemplo, errores, reactiempos ción) antes de procesar los datos de EEG. Es importante que los datos de ERP corresponden a los datos de comportamiento (por ejemplo, que sólo los ensayos con respuestas correctas se utilizan para ERPs promediados).
- Recomendaciones: Definir los errores como los falsos éxitos, omisiones siguientes dianas estímulos (por ejemplo, la respuesta siguientes Nogo-estímulos de Cue y dentro de 2000 ms.) (Recomendados: no hay respuesta en 2.000 ms), así como las respuestas erróneas (botón equivocado o ambos botones presionado simultáneamente). Dependiendo de la pregunta de investigación, los investigadores pueden desear excluir estos errores en los datos de RT y ERP.
- Procesamiento de datos para los análisis electrofisiológico ERP (pasos recomendados)
NOTA: Elija un sistema de análisis de datos que es adecuado para el análisis de los datos destinados a responder a la pregunta de investigación específica. Los diferentes sistemas son mejores adecuado para diferentes análisis propósitos (por ejemplo., Analiza ERP vs análisis de frecuencia). Es posible independienteLy programa de este software, así como el uso de un sistema de análisis de EEG comercial. Las instrucciones que aparecen a continuación son específicas para BrainVision Analizador. Usando BrainVision Analyzer es sólo una de muchas opciones disponibles para analizar los datos de ERP.- Si se eligió una grabación de referencia ligado (electrodo de referencia colocado en uno de los huesos mastoides y otro electrodo activo colocado en el otro hueso mastoideo), volver a la señal de referencia de cada electrodo de EEG para mastoides enlaces. Seleccione el canal colocado en el hueso mastoides derecha como un nuevo canal de referencia e incluir la referencia implícita en el cálculo de la nueva referencia (Transformaciones -> Canal Preprocesamiento -> Nueva Referencia).
- Aplicación de una corrección ocular mediante el uso de la señal grabada a partir de los canales de EOG vertical y horizontal (por ejemplo., Gratton y Coles 21). Si se utilizaron sólo dos canales de EOG, utilice F7 y Fp2 electrodos como electrodos de referencia para los canales de EOG (Transformaciones -> OculCorrección ar).
- Aplicar un filtro apropiado (Transformaciones -> Filtrado de datos -> Filtros IIR). Para ERPs grabadas en niños se recomienda utilizar un filtro de paso alto con un corte de 0,5 Hz y un filtro de paso bajo que no exceda de 40 Hz.
- Segmento de la señal relacionada con los diferentes estímulos en épocas iguales segmentos basados en las diferentes posiciones de marcador (Transformaciones -> Funciones de análisis por segmentos -> Segmentación -> Crear nuevos segmentos basados en una posición de marcador). Para ERPs siguientes a la presentación de estímulos visuales utilizan segmentos de 250 ms antes del estímulo hasta que al menos 750 milisegundos después del estímulo (recomendado). Por otra parte, excluir las épocas de ensayos incorrectas (falsos éxitos y omisiones) por medio de la selección de Boole.
- Detrend la señal para corregir las derivas de la señal (Transformación -> Funciones de análisis por segmentos -> DC Detrend).
- Aplicar un rechazo de artefactos para detectar cada segmento para el motory artefactos oculares tales como la actividad muscular de alta frecuencia y eliminar segmentos que contienen artefactos superen ± 150 mV. Recomendación: utilizar el modo semiautomático para tener más información sobre lo que los datos se elimina (Transformaciones -> Rechazo de Artefacto -> Selección Segmento semiautomática).
- Aplicar una corrección de línea de base apropiada (Transformaciones -> Funciones de análisis por segmentos -> Base de correcciones). Recomendación: Para ERPs siguientes a la presentación de estímulos visuales usar una corrección de línea de base a partir de -250 ms hasta la presentación del estímulo.
- La media de los segmentos por tipo de estímulo y de la mano (afectado frente a menos afectado) (Transformaciones -> Funciones de análisis por segmentos -> Normal).
- Por último, la exportación significa amplitudes de varios picos de interés (Export -> información de área). Recomendación: Para permitir anotación ciega, defina el valor promedio dentro de una ventana de latencia fija. Para determinar la ventana de latencia apropiado para elgrupo estudiado, encontrar el máximo del pico de interés en el ERP-grand promedio de todos los niños y definir una ventana de alcanzar el 50% de este valor antes y después del pico. Utilice esta ventana para exportar el valor medio de esta ventana de componentes para todos los participantes individuales 22.
- Recomendación: A medida que el protocolo de la investigación actual se dirige a estudiar las diferencias en el procesamiento de la información y las capacidades cognitivas, incluir datos de electrodos de la línea media. Componentes endógenos que reflejan diferencias en el procesamiento de la información y las capacidades cognitivas son claramente visibles e identificables sobre el vértice debido a la actividad generalizada y untada cuero cabelludo topografía de las señales.
NOTA: En estudios previos utilizando este protocolo, se utilizaron los datos de Fz, FCz y electrodos CZ para los datos de los análisis de 10,11.
Representative Results
El protocolo descrito se ha utilizado en la investigación publicada anteriormente que estudió los factores cognitivos subyacentes que contribuyen al fenómeno de El desconocimiento del Desarrollo (DD) en niños con parálisis cerebral unilateral (CP) 10,11. Dos protocolos ligeramente diferentes se han utilizado en estas publicaciones de desenredar diferentes procesos cognitivos implicados en una respuesta de mano meta-dirigida hacia un objetivo. En ambos artículos se encontraron diferencias significativas en los procesos cognitivos entre los grupos (DD y noDD) en reacción a apuntar-estímulo presentación sobre electrodos de la línea media (Fz, FCZ, CZ). Por tanto, los resultados representativos muestran potenciales cerebrales relacionados con eventos (ERPs) provocados por objetivo-estímulos (provocados en un / No Pasa-tarea go, como se muestra en la Figura 1) en niños con parálisis cerebral unilateral con y sin DD. Las cifras presentadas se basan en grabaciones de 24 niños con parálisis cerebral unilateral entre los 5 y 11 años de edad.
Promediando entre los ensayos y los participantes produce una forma de onda ERP que consiste en una serie de desviaciones positivas y negativas:. Los componentes ERP Figura 3 muestra los ERPs-grand promedio de 24 niños con parálisis cerebral unilateral en respuesta a visuales diana-estímulos (como se presenta en la figura 1). La Figura 3A muestra los ERPs-Grand promediado en la posición del electrodo FCz para una vista detallada de los diferentes potenciales. Muestra potenciales separados para la presentación del estímulo hacia el lado afectado (AS) y el lado menos afectado (LAS). La Figura 3B muestra la representación de la potentialsacross el cuero cabelludo. Estos ERP-grand promediado muestran la reacción media a estímulos presentados a ambos lados, los afectados (AS) y el lado menos afectado (LAS). Los abuelos promedios mostrados en las figuras 3A y 3B contienen un claro componente N1 y P2. En lugar de un P3 clásico, un latcomponente negativo e latencia (Nc) se observa en la posición del cuero cabelludo fronto-central después de destino estímulos. Esta onda negativa fronto-central en los niños se informó anteriormente a ser comparable a la onda clásica P3 en los adultos de 20 y en repetidas ocasiones se ha observado en las tareas de destino de respuesta en los niños con parálisis cerebral unilateral 10,11.
La figura 4 muestra las diferencias de grupo en ERPs entre los niños con parálisis cerebral unilateral con y sin DD. Figura 4A representa el gran promedio de ERPs para ambos grupos (DD y noDD) y cada lado (afectados y el lado menos afectado) por separado. Para ambos grupos los componentes N1 y P2, así como el componente negativo latencia finales se pueden observar. Sin embargo, la onda negativa en el dominio P3 es significativamente mayor en el grupo de DD (p <0,05). Además, las diferencias significativas entre la amplitud de la componente N1 se pueden observar entre los grupos. Por estadísticaanálisis se analizaron los valores medios dentro de las ventanas de latencia fijos. Para describir diferencias significativas, gráficos de barras se utilizan con frecuencia como se muestra en la Figura 4B. Para interpretar las diferencias entre los dos grupos, existe abundante literatura que relaciona cada componente ERP a una operación cognitiva específica. Cada vez que se encontraron diferencias significativas entre los grupos literatura existente debe utilizarse para la interpretación adecuada del significado de estas diferencias. ¿Cómo las conclusiones de estos resultados representativos se han interpretado en relación con las preguntas de investigación que habrá de constar en las publicaciones correspondientes 10,11.
Además de los datos derivados de las grabaciones de ERP, las diferentes tareas de destino de respuesta también generan datos de comportamiento que pueden ser utilizados para los análisis adicionales. Los tiempos de reacción (tiempo desde la presentación del blanco al pulsar el botón) y errores (por ejemplo., Omisiones siguientes diana Stimuli) se puede utilizar como variables dependientes adicionales separados. Cuando se estudia niños con parálisis cerebral unilateral, las diferencias en los tiempos de reacción entre ambas manos (vs. afectadas menos afectado) se puede esperar 10,11 como se muestra en la Figura 5. Sin embargo, incluso si se observan diferencias en ERPs, es posible que las mediciones de comportamiento muestran no hay diferencias entre los grupos 10.
Otra posibilidad para el uso de tiempos de reacción y las puntuaciones de error como dimensiones separadas es utilizar una puntuación combinada mediante el cálculo de los índices de eficiencia inverso (IES). La IES se determina por el tiempo de reacción media dividida por la proporción de respuestas correctas expresadas en milisegundos 23. Este método se considera que es especialmente útil en tareas con baja (<10%) las tasas de error 2 3. Como el protocolo actual sugiere procedimientos meta-respuesta muy fácil, se prevé una tasa de error baja y ha sido el documentoed en 10,11 obra publicada antes.
Figura 1. Ejemplo de una tarea de destino de respuesta experimento adecuado para un amplio rango de edad. El ejemplo consta de estímulos visuales de pares de figuras sonrientes presentados contra un fondo blanco. Se muestran dos tipos de ensayos: diana-ensayos para la mano derecha (izquierda) y Nogo-ensayos para la mano derecha (a la derecha). Ambos ensayos incluyen estímulos del fondo de y de Cue. Por favor haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 2. Representación esquemática de la colocación de electrodos basado en el sistema internacional 10-20. Los electrodos blancas representan los placemen aplicadast de los 32 electrodos activos vinculados con la colocación de referencia mastoidea y dos electrodos activos utilizados para la medición de EOG. El electrodo de naranja representa el electrodo de referencia. El electrodo gris representa el electrodo de tierra. Por favor haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 3. Representante ERP-grand promediado siguientes dianas estímulos. Ondas ERP promediados Grand-de 24 niños con el tiempo CP unilateral cerradas a estímulos objetivo. (A) ERP-Grand promediado en la posición del electrodo FCz. La línea continua representa la siguiente presentación del blanco-estímulo ERP hacia el lado menos afectado (LAS). La línea punteada representa los ERPs siguientes presentación del blanco-estímulo para el lado afectado (AS). Las ventanas de tiempo around los máximos de los diferentes componentes de interés (N1, P2 y P3 / Nc) se destacan. (B) La representación de los ERPs-grand promediado en todo el cuero cabelludo. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 4. Representante ERP-grand promediado siguientes dianas estímulos que muestran diferencias entre dos grupos. (A) formas de onda ERP-Grand promedio de los mismos 24 niños con parálisis cerebral unilateral como se presentan en la Figura 3, el tiempo encerrados a estímulos objetivo. Doce niños fueron clasificados como DD. Las líneas azules representan el ERP de los niños con parálisis cerebral unilateral y sin DD (noDD; N = 12). Las líneas de color naranja representan la ERP para los niños con DD (DD; N = 12). Las líneas continuas representanla siguiente presentación del blanco-estímulo ERP hacia el lado menos afectado (LAS). Las líneas discontinuas representan los ERPs siguientes presentación del blanco-estímulo para el lado afectado (AS). Las ventanas de tiempo alrededor de los máximos de los diferentes componentes de interés (N1, P2 y P3 / Nc) se destacan. (B) Amplitudes P3 / Nc (media ± SEM mV) para apuntar-estímulos como se muestra en la Figura 3A. Las barras azules representan los valores medios de P3 / Nc amplitud para los niños sin DD. Las barras de color naranja representan los valores medios de P3 / Nc amplitud para los niños con DD. Las barras claras representan los resultados de la parte menos afectada (LAS). Las barras rayadas representan los resultados del lado afectado (AS). El asterisco indica una disminución significativa (p <0,05) entre ambos grupos en relación con la amplitud de P3 / Nc. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 5. Los datos de tiempo de reacción representativos que muestran diferencias entre mano afectada y menos afectada. Se representan las medias ± SEM. La barra gris muestra el tiempo de reacción media para apuntar-estímulos de 24 niños con parálisis cerebral unilateral con la mano menos afectados. La barra de color negro muestra el tiempo medio de reacción de los mismos niños con su mano afectada estímulos objetivo. Por favor haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Discussion
En este artículo se presenta un protocolo desarrollado para evaluar directamente los procesos cognitivos relacionados con el control de movimiento durante los movimientos de las extremidades superiores simples de los niños con parálisis unilateral cerebral (PC) y el desprecio del Desarrollo (DD). Unilateral CP es un trastorno del desarrollo neurológico no progresivo que se caracteriza por déficits de movimiento en un lado del cuerpo, que afecta principalmente al 1,3 extremidad superior. Los niños con DD muestran un desprecio de la capacidad preservada de su mano afectada durante las actividades diarias espontáneas 5. El actual protocolo fue desarrollado para desentrañar los mecanismos cognitivos relacionados que podrían contribuir al fenómeno de DD con el objetivo de mejorar los procedimientos de rehabilitación existentes para estos niños. Mediante el uso de este protocolo se obtuvieron valiosos nuevos conocimientos sobre los procesos cognitivos subyacentes relacionados con movimientos de las extremidades superiores simples en niños con DD 10,11.
Fundamental para este protocol es el uso de los potenciales cerebrales relacionados con eventos (ERPs) durante una tarea de destino de respuesta ejecutable muy fácil. La sencillez de la realización de la tarea permite la inclusión de los niños pequeños con restricciones de movimiento. ERPs grabación durante la tarea se utiliza como una técnica de neuroimagen no invasiva de gran alcance que mide la actividad neuronal con una alta resolución temporal. Usando este protocolo permite el estudio de los aspectos cognitivos relacionados con etapas de procesamiento diferentes de control de miembro superior en niños con parálisis cerebral unilateral. Como tal, se extiende exámenes de comportamiento a nivel neurofisiológico. Además, el protocolo se puede adaptar fácilmente mediante la presentación de diferentes estímulos (por ejemplo., Cue-estímulos, Nogo-estímulos) o la adaptación de estímulo de tiempo de presentación, así como los intervalos entre estímulos. Por tanto, es posible evaluar directamente diferentes procesos cognitivos implicados en el control del miembro superior (por ejemplo., Las preparaciones de respuesta frente a la inhibición de respuesta).
Junto a la idea de que ciertos déficits motores en niños con parálisis cerebral unilateral son causados por procesos cognitivos disfuncionales, otro aspecto importante que puede contribuir a los déficits motores observados en niños con DD es un posible déficit sensorial 18. Debido a la lesión de las vías tálamo-corticales y corticocortical específicas algunos niños con parálisis cerebral unilateral no reciben retroalimentación sensorial precisa de sus movimientos 24. Esto a su vez se ha propuesto llevar a una subutilización de la mano afectada, es decir., DD. El protocolo actual no evalúa directamente el posible déficit sensorial. Para la evaluación detallada de procesamiento sensorial diferente en los niños con discapacidades de movimiento, nos referimos a la obra de Maitre y Key (2014) 25.
Para asegurar resultados precisos y válidos, hay algunos puntos críticos a tener en cuenta. Antes de comenzar un experimento EEG, es ante todo importante entender la lim asociadotaciones de esta técnica. La resolución espacial relativamente pobres, así como la dificultad de inferir la actividad subcortical son cuestiones importantes a considerar. Si la pregunta de investigación está dirigido a neuro-anatómico localización de procesos específicos durante el control de las extremidades superiores, los métodos de neuroimagen alternativos deben ser considerados (por ejemplo., (F) MRI). Sin embargo, debe quedar claro que la no invasividad de EEG así como la posibilidad de utilizar un laboratorio móvil para medir en lugares que son familiares para el niño ofrece una tremenda ventaja sobre otras técnicas.
Al lado de los pobres, la resolución espacial de las mediciones de EEG, el ruido introducido por parpadea y la actividad muscular también es desventajoso. Especialmente en los niños es muy difícil dar instrucciones apropiadas para reducir estos artefactos. Por eso es muy importante la utilización de un protocolo que mantiene la atención de los niños y no toma demasiado tiempo.
El pr actualotocol ofrece nuevos conocimientos empíricos sobre los procesos cognitivos subyacentes que contribuyen al fenómeno de la DD en niños con parálisis cerebral unilateral 10,11. Estas ideas pueden ser de gran valor, no sólo para una mayor comprensión de DD, sino también para la individualización de las terapias actuales. Por otra parte, la capacidad de este protocolo para evaluar directamente los factores cognitivos subyacentes de control de las extremidades superiores podrían dar lugar a una posible aplicación más amplio para la investigación sobre los aspectos cognitivos relacionados con el desarrollo de movimiento en los niños.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| "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 |
References
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