Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Neuroscience
Click here for the English version

Neuroscience

שיטות דימות מוחי שדה שימוש פונקציונלי ליד דימות מוחי ספקטרוסקופית אינפרא אדום (NIRS) לחקר התפתחות הילד גלובלית: כפריים אפריקה שמדרום לסהרה

Published: February 2, 2018 doi: 10.3791/57165
Automatic Translation
1,2, 3
1Linguistics and Cognitive Science Department, University of Delaware, 2Haskins Laboratories, 3Centre de Recherche et d'Action pour la Paix

Summary

גישות הדמייה נייד (פונקציונלי ליד ספקטרוסקופית אינפרא אדום) לספק ההתקדמות בחקר המוח באזורים נגישים בעבר; . הנה, כפרי חוף השנהב. חדשנות בשיטות ופיתוח של פרוטוקולים דימות מוחי המתאים מבחינה תרבותית מאפשרת לימוד הרומן פיתוח של המוח תוצרי הלמידה של ילדים בסביבות עם עוני משמעותי, מצוקה.

Abstract

גישות הדמייה נייד מספקים בפיתוחים חדשים בחקר תפקוד המוח והתפתחות המוח עם אוכלוסיות נגישים בעבר במיקומים מרוחקים. הנייר הזה מציג את ההתפתחות של שדה הדמיה ליד ספקטרוסקופית אינפרא אדום (fNIRS) הפונקציונלית במחקר של הילד שפה, קריאה, התפתחות קוגניטיבית באווירה כפרית בכפר של חוף השנהב. חדשנות בשיטות ופיתוח של פרוטוקולים דימות מוחי המתאים מבחינה תרבותית מאפשרים מבט בפעם הראשונה לתוך תוצאות הלמידה של ילדים בסביבות understudied ופיתוח של המוח. מאמר זה מדגים פרוטוקולים להובלת ודן מקים מעבדה ניידת, שיקולים עבור שדה מול מעבדת הדמייה, והסכמה מתנות מדריך לפיתוח דימות מוחי הליכים ובניית משמעותי לטווח ארוך שיתופי פעולה עם שותפים מקומיים הממשלה ומדע. שיטות דימות מוחי נייד ניתן ללמוד על התפתחות הילד מורכבת בהקשרים שונים, כולל ההשפעה של עוני משמעותי מצוקה על התפתחות המוח. פרוטוקול המובאת כאן פותחה לשימוש בחוף השנהב, המקור העיקרי של העולם של קקאו, איפה דוחות של הילד העבודה במגזר קקאו והם נפוצים. ובכל זאת, מעט מאוד ידוע על ההשפעה של העסקת ילדים על התפתחות המוח והלמידה. שיטות דימות מוחי שדה יש את הפוטנציאל להניב תובנות חדשות בסוגיות דחופות, לבין ההתפתחות של ילדים ברחבי העולם.

Introduction

הדמיה fNIRS נייד מספק את היכולת ללמוד תפקוד המוח והתפתחות מחוץ למעבדה, בהגדרות נגישים בעבר או עם אוכלוסיות understudied. רוב הידע בתחום מדעי המוח הקוגניטיביים נובע הדמיה מחקרים שנערכו הגדרות מעבדה באוניברסיטה או בבית החולים, במדינות מערביות בעיקר. על ידי עיצוב, זה תורם בעיה רק לעתים רחוקות-מדוברת-של-מחקר: רוב מה ידוע על המוח מבוססת על מחקרים עם משתתפים שעבורם מעבדה הגדרות במדינות המערב (בעיקר) נגישים. כלומר, רוב להפרעת כרוך המשתתפים גרים בסמיכות סביר מעבדת הדמייה ואין להם את הזמן ואת המשאבים הדרושים להשתתף במחקר. כמקצוע, מדעי המוח הקוגניטיביים שואפת להבין את המוח ואת הגורמים המעצבים את התפתחותו — כולל השפעת החזקים של הילד איכות הסביבה והחיים שלהם המוקדם-חוויות1,2,3. שיטות קידום יכולת של השדה ללמוד פיתוח במגוון פולר של החוויה האנושית באופן דרמטי יכול לקדם את ההבנה של הקשר המורכב בין התפתחות המוח חוויות החיים לעצב אותם.

מאמר זה מציג עבור שדה דימות מוחי, אשר פותחה לשימוש כפריים אפריקה שמדרום לסהרה, במיוחד בדרום חוף השנהב פרוטוקול. מטרת תוכנית מחקר זו שדה דימות מוחי היה להבין פיתוח הקריאה של הילדים בסביבה עם סיכון גבוה של אנאלפביתיות. אחוזי אוריינות הנוער (15-24 שנים) של חוף השנהב הוא 53%, למרות המחירים הרשמה של בית הספר היסודי 93%4. חוף השנהב היא המקור העיקרי של העולם של קקאו, ויש המשוערת 1.3 מיליון פועלים הילד הסקטור החקלאי קקאו5. ובכל זאת, מעט מאוד ידוע על ההשפעה של העסקת ילדים על מוח פיתוח ולמידה, במיוחד ללמוד לקרוא. החלת את הכלים העדכניים ביותר של מדעי המוח הקוגניטיביים, קרי, שיטות דימות מוחי נייד, יכולות להניב תובנות לתוך תוצאות הלמידה של הילדים. לדוגמה, שדה דימות מוחי עם fNIRS תוכל לאפשר זיהוי תקופות התפתחותיות שבמהלכו ממוקד תוכניות חינוכיות או התערבויות אולי יש השפעות מקסימלי על תוצאות הלמידה של הילדים.

דימות מוחי fNIRS הוא מתאים היטב עבור עבודת שדה. בדומה דימות תהודה מגנטי תפקודי (fMRI), fNIRS מודד של המוח בגרימת תגובה6. עם זאת, fNIRS משתמש סדרה של אור פולטות optodes, גלאי אור יותר מאשר יצירת שדות אלקטרו-מגנטיים. אין הגבלות על מתכת או ליד אזור הבדיקה, אין סיכוך חשמלי הוא הכרחי, כמו במקרה של אלקטרואנצפלוגרם (EEG). יתרון מפתח של fNIRS הוא שלה ניידות (קרי, מערכות מסוימות ייתכן ייכנסו למזוודה) וקלות השימוש. fNIRS הוא גם קל לשימוש עם ילדים; הילד הוא יושב בנוחות בכסא במהלך הניסוי, מערכת fNIRS סובלנית תנועה בהשוואה fMRI. לעומת ה-fMRI, fNIRS מספק גם אמצעים נפרדים של דם לא מחומצן (HbR), המוגלובין מחומצן (HbO) במהלך ההקלטה, בהשוואה ל fMRI אשר מניב אמצעי רמת צפיפות (מודגש) של חמצן דם משולב. fNIRS יש רזולוציה טמפורלית מעולה ל fMRI: דגימה המחירים יכול להשתנות בין ~ 7-15 הרץ. fNIRS יש רזולוציה מרחבית טובה: fNIRS' עומק הקלטה של קליפת המוח האנושי הוא פחות מה-fMRI, מדידת כ 3-4 ס מ עומק, אשר הוא מתאים היטב לומד פונקציות בקליפת המוח, במיוחד אצל תינוקות וילדים בעלי גולגלות דק יותר מאשר מבוגרים3,7,8,9,10.

פרוטוקול דימות מוחי שדה זה מתאר שיקולים עבור נסיעה עם והגדרת מעבדת הדמייה נייד בהקשרים נמוך-משאב. הפרוטוקול מדגיש גם אופי שיתופי פעולה משמעותית, לטווח ארוך עם שותפים מקומיים המדע ועל דרכים שבו בגישה זו מגישה לבנות מדע המקומי קיבולת חיונית. פרוטוקול דימות מוחי עבור איסוף וניתוח נתונים המוח fNIRS סוללה של שפה, קריאה ומשימות קוגניטיבית, הוא הפגין כולל המלצות עבור יצירת נהלים מתאימים תרבותית מדעת מחקרי הדמיה. בעוד פרוטוקול זה מיועד לחקר התפתחות קוגניטיבית עם ילדים בגילאי בית הספר היסודי ב חוף השנהב כפריים, הפרוטוקול הוא מאוד רלוונטי למחקר דימות מוחי בכל שדה בסביבות מאתגרות, נמוך-משאב, יכול להיות מותאם רומן הקשרים.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

כל השיטות המתוארות כאן אושרו על ידי המוסדיים סקירה לוח (IRB) של אוניברסיטת דלאוור.

1. מעבדה ניידת תחבורה וההתקנה

  1. נסיעה עם ציוד fNIRS
    1. להעביר ציוד fNIRS.
      הערה: ציוד fNIRS יכול להיות מועבר כמו חפצים בדק על חברת תעופה בינלאומית גדולה, אבל זה הכרחי כדי לוודא עם חברת התעופה נתון. ציוד הגבלות עשויה להשתנות לפי ארץ המוצא או היעד. לחלופין, ניתן לשלוח ציוד fNIRS.
    2. מכיר את ההליכים לייבוא או נסיעה עם ציוד fNIRS במדינת היעד, אם רלוונטי, להשיג תיעוד אישור ייבוא המתאים.
    3. היכונו לפיקוח.
      הערה: הרשויות (למשל, ניהול אבטחת תחבורה) שמורה הזכות לבדוק בדק-מטען. FNIRS שברירי סיבים אופטיים עלולים להינזק במהלך בדיקות. לארגן מסמכים מתאימים ללוות את כל הציוד.
  2. ציוד למעבדות חיוניים בשדה
    1. היכונו תנאי אקלים בשטח.
      הערה: תנאי טמפרטורה ולחות בשטח יכול להשתנות באופן משמעותי מהגדרת מעבדה, עשוי להשפיע על ציוד פונקציה אריכות-חיים, כמו גם נוחות המשתתף במהלך ניסויים. אלקטרוניקה הפועלים בתנאי לחות גבוהה, בדרך כלל מעל 60%, רגישים יותר בפני קורוזיה ככל לחות יתר יכול להתפשר על חלקים להגיב עם רכיבי מתכת. רמות הלחות במעבדה מקורה (למשל, בתוך בניין האוניברסיטה) הם בדרך כלל בין 30-50%. הלחות ב חוף השנהב בדרום ניתן 80-95%. להגדיר את יחידת מיזוג אוויר נייד עם הדרישות בהספק נמוך.
    2. להבטיח אספקת חשמל מספקת. מאז אספקת חשמל עשויים להיות לא זמינים הכפרי, או ייתכן יפעלו רק לסירוגין או עם wattage לא מספיקות, גנרטורים שמש נייד לשימוש לשלטון קטנים ובינוניים בגודל אלקטרוניקה. הפוך לזמין גנרטור דיזל ככוח הגיבוי. להעסיק חשמלאי מקומי שמכיר אספקת חשמל אתגרים בהקשרים כפריים.
    3. להכין מבנה מעבדה מתאימים עם התקנה מינימלית זמן כגון אוהל גדול מותאם אישית עם גג אטום, כוונתי וקירות.
      הערה: מתקנים (למשל, כיתה בבית הספר המקומי) סביר להניח יהיה זמין, או לספק waterproof ושקט בדיקות שטח.
  3. הקמת מעבדה ניידת (איור 1)
    1. להרכיב המעבדה הניידת (למשל, אוהל מותאמים אישית). להבטיח כי המעבדה הוא גדול מספיק כדי להכיל ישיבה עבור המשתתף מאחרי שולחן ישיבה שני ניסויים, גירוי מצגת מחשב, המחשב אוסף נתונים fNIRS, יחידות נייד fNIRS, דיגיטייזר תלת מימדי (3D) של נייד המזגן.

Figure 1
איור 1. שרטוטים. תיאור סכמטי של ההתקנה מעבדה (A). (B) הכנת המשתתף איסוף נתונים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

2. צוותי המחקר מקומיים ושותפים מדע

  1. להשקיע במערך של שיתופי פעולה מדעיים ומספקים הזדמנויות במסגרת מחקר לחוקרים המקומיים.
  2. להקים שותפות עם מוסדות מדעיים מקומיים לצורך inclusivity. צובר זיהוי עמיתים ברמה המקומית חשוב לתקשר מחקר בסופו של דבר למצוא באזור.
  3. התייעץ עם רשויות מקומיות הרלוונטיים לפני כל מחקר פעילויות כדי לקבל אישור ורישיון לפעול. היכרות עם נהלי ביקורת אתית במדינת היעד, ולעשות אירוח המתאים אם אין נוהל סקירה מדעית רשמית במקום.
    הערה: לדוגמה, קשר ישיר עם ואישור של נציגי משרד החינוך הגבוה, מחקר (או הממשלה דומות בגוף) יכול להיעשות במקום הליך ביקורת אתית.

3. הסכמה מדעת ובהסכמה הילד

  1. לפתח הליך הסכמה זה מתאים מבחינה תרבותית, ומבטיח כי המשתתפים, שלהם משפחות וקהילות הם הודיעו על ההחלטה שלהם להשתתף במחקר ומחקר.
  2. סקור שהתישבו והיסטוריה בפיתוח פרוטוקול טיפוסי וכוללים חברי הקבוצה שאיתו מחקר צריך להתבצע.
    1. הקפד להשיג הסכמה ברורה של leader(s) המקומי (למשל, הכפר הראשי, זקני הקהילה, וכו ') לפני שתמשיך עם המחקר.
      הערה: זה עשוי לבוא לידי ביטוי על ידי תפילה של אב קדמון או כל אמצעי אחר טיפוסי לקהילה. לאחר הסכמת ראש הכפר, מנהגים תרבותיים עשויים לכלול במזיגה של יין על גבי כדור הארץ ולבקש הקדמונים כדי לאשר וברך פעילויות המחקר.
  3. ברמה רשמית יותר, לבקש ההסכמה של קבוצות הורה ומחנך אשר אחראים על ביצוע החלטות בדבר ההשתתפות לילדים בפעילויות בית הספר שאושרו. לדוגמה, קבוצת הורים ('Comité דה Gestion d'Ecoles - COGES' ב חוף השנהב) הוא עניין מרכזיים במערכת החינוך הראשי לאומי המורכב חברים מונה על ידי ההורים של התלמיד כדי להגן על האינטרסים שלהם בקבלת החלטות וב כל היבטים אחרים הקשורים לחינוך ילדיהם.
  4. לאשר כל פעילות המחקר על ידי הרשויות המקומיות, לדוגמה, חוף השנהב משרד החינוך או משרד להשכלה ומחקר. המדינה כי הפרויקט ייקח במקום שאין הליך רשמי לאישור מוסרי דרך IRB. בדוק תקנות כדי להבטיח כי הפרוטוקולים הנכונה להשגת אישור מוסרי למחקר עוקבים.
    הערה: בזמן אישור, חוף השנהב לא היה IRB רשמית לסקור את התהליך. במקום זאת, המשיך צוות המחקר על-ידי הכנת תיעוד דומה יישום IRB להגיש במשרד החינוך. מספר פגישות היו מסודרים עם משרד החינוך, משרד החינוך הגבוה, ותכנן גורמי מחקר שבו צוות המחקר הציג המחקר המוצע כל פקידי, ולאחריו דיון, שאלה, מפגשי תשובות. אישור מוסרי הושג ישירות מתוך משרד החינוך בצורה של מסמך חתום הענקת הרשאה לערוך מחקר עם ילדים בבתי ספר ספציפי. מחקר זה קיבל אישור אתית IRB אוניברסיטת דלאוור.
  5. להסביר את מטרת המחקר במילים פשוטות לילדים המשתתפים בהליך סילוק ילד. הקהילה המקומית ייתכן מאוד מעריכים הציות של הילד, שבו במקרה ילד עשוי assent להשתתף או להמשיך להשתתף במחקר למרות לחטאים לעשות זאת בגלל הציפיות התרבותיות. ודא כי ההליך סילוק מתקשר היטב השתתפות מרצון במחקר.
  6. ברור להגדיר כמה המחקר ייהנו המשתתפים ואת אם הם יקבלו פיצוי על השתתפותם במחקר. להבטיח שהפיצוי הולם הן מבחינה תרבותית והן אצל המשתתפים.
  7. התנהגות כל הסכמה ובהסכמה הליכים בשפה המקומית או מועדף של המשתתף על ידי חבר מיומן של צוות המחקר שהוא גם חבר של השפה, קבוצה תרבותית.

4. fNIRS הקרקפת מיקום ומדידה

  1. איסוף מידות הראש
    1. לכוון את המשתתף לשבת על כיסא, להסביר את התהליך צפוי במהלך המדידה ראש.
    2. באמצעות סרט מדידה סטנדרטית, למדוד את המרחקים בין: (1) nasion, inion סביב הראש, (2) nasion, inion מעל הראש לעבור את קו האמצע המרכזי (Cz)11, (3) המרחק בין tragus אוזן ימין ועל שמאל מעל הראש דרך Cz.
  2. השמה של fNIRS קאפ, optodes על הראש של המשתתף 3 , 8 , 9 , 12
    1. המקום fNIRS optode מחזיק כובע על הראש של המשתתף, יישור המכסה של המערכת הבינלאומית 10-20 הקרקפת מיקומים11. ודא כי המיקום שווי זהה עבור כל המשתתפים. ליישר נקודות על המכסה (למשל, מחזיק המכשיר) עם עמדות הקרקפת.
      הערה: לדוגמה, מרכז החלק הקדמי של הכובע על הראש למיקום frontopolar (FP). עמדה זו מקביל 10% nasion-inion מעל הגבי למיקום nasion העליון למרחקים.
    2. לאבטח את הכובע עם רצועת ולהבטיח שהמשתתף נוח.
  3. דיגיטייזר תלת-ממד המדידה
    1. לאחר הכיפה בעמדה, להורות את המשתתף לשבת עדיין במצב להשגת מידה דיגיטייזר תלת-ממד של המפתח 10-20 מערכת הקרקפת עמדות11 וכל בעל המקום optode.
    2. לארגן את הציוד דיגיטייזר תלת-ממד. מקום אחד חיישן על המשתתף של ראש ב Cz, מודבקת בצורה מאובטחת (קרי, באמצעות אלסטית או שיער אביזר), ומניחים את החיישן בלוק השנייה מאחורי המשתתף. תן למשתתף לשבת על כיסא עם הגב לטבלה. מקם את החיישן השני על השולחן בדיוק מאחורי הראש של המשתתף. להבטיח כי גם חיישן תנועה במהלך קבלת המדידה דיגיטייזר תלת-ממד.
    3. פתח את התוכנה סיעור מוחות13 על המחשב אוסף נתונים. ודא כי המערכת דיגיטייזר תלת-ממד הוא תקשורת עם התוכנה סיעור מוחות דרך יציאת ה-COM המתאים.
    4. להעביר בחרט דיגיטייזר תלת-ממד למיקום כל בדיקה ומעבר המפתח 10-20 עמדות המערכת (nasion, inion, אוזן שמאל, אוזן ימין, Cz). בכל מקום, להשיג את הצב נתונים באמצעות הפונקציה סיעור מוחות על המחשב אוסף נתונים.
  4. הצבת optodes פולטות אור וגלאים על הקרקפת
    1. לאחר איסוף הנתונים דיגיטייזר תלת-ממד, לכוון את המשתתף לשבת בנוחות מול המחשב מצגת הגירוי.
    2. באמצעות התוכנה המובנית fNIRS, בחר את סידור המכשיר שמתאים לעיצוב הניסוי. ניתן להניח fNIRS הגששים כדי לכסות את הראש כולו (קרי, מלא כיסוי ראש), או לחלופין, ניתן להציב מערך מעל אזורים כללי של עניין. לדוגמה, פרוטוקול זה משמש מערך בדיקה 10 x 3 (30 הגששים מסודרות ב-3 שורות של 10 הגששים). סידור זה המכשיר הונח כדי כיסוי מקסימאלי האונה השמאלית שפה אזורים homologues האונה הימנית שלהם, כמו גם האונה הפרונטלית (איור 2).
    3. ודא ממוספר כל בדיקה (פולט, גלאי) מערכת המספור תואם מפת הסדר בדיקה.
    4. באמצעות המפה optode ב fNIRS התוכנה מובנה כמדריך, מקום כל optode optode המתאים פתיחה על המכסה. המפה optode מציין את מיקומו של כל optode במערך (למשל, 10 x 3).
    5. להעביר שיער מהדרך כדי להבטיח מגע ישיר בין קצה optode הקרקפת של המשתתף.
    6. לאחר כל optodes הם בעמדה, בדוק אם איכות אות באמצעות התוכנה המובנית של מערכת fNIRS.
    7. התאם הגששים בודדים לפי הצורך עד מספקת איכות אות מושגת. לאחר בדיקות איכות האות של כל optodes עברו, להמשיך עם משימות ניסויים.

5. משימות ניסויים

  1. עיצוב כל פעילות דימות מוחי עם מספר מתאים של מבחנים ותנאים בקנה אחד עם מטרות המחקר. להבין כי משימות דימות מוחי משתנה בהתאם מטרות המחקר. לדוגמה, שלוש פעילויות שהיו בשימוש פרוטוקול זה: (1) שפה וקריאה פעילות, (2) פסק דין חריזה פעילות ו- (3) פעילות גמישות קוגניטיבית של עיבוד.
    הערה: ההליך (ותוצאות נציג) של הפעילות השיפוט חריזה מודגשים.
  2. במקום ביטול רעש אוזניות על הראש של המשתתף, להיות קשובה לא להתערב עם מיקום בדיקה fNIRS. ודא כי האוזניות לספק גירויים שמיעתיים דיבור למשתתף, כמו גם לחסום רעש סביבתי.
    הערה: בדיקות מעבדה מתקיים בדרך כלל בחדר הקלוש קול. בדיקות מעבדה השדה אינו מספק את אותה מידת הרעש פקד ולאחר ביטול רעש אוזניות יכול להבטיח תנאי הבחינה שקט עבור כל המשתתפים.
  3. להורות המשתתף מול צג המחשב, שמלמדות על הצלב במרכז המסך, וכדי להישאר עדיין במהלך הניסוי. להציג את כל הפעילויות ניסיוני על מסך המחשב.
  4. חריזה השיפוט פעילות
    1. להורות המשתתף כדי לשמוע זוגות המילים הציג aurally דרך אוזניות. שואל את המשתתף כדי לציין אם המילה זוגות פירסמו או לא (למשל, 'חתול'-'כובע' או 'חתול'-' יומן') עם כפתור הקש במקלדת.
    2. בדוגמה זו, להשתמש באירוע הקשורים בעיצוב. תן למשתתפים להשלים 12 שאינם מהשילוב של 12 ניסויים החריזה המופרדות על-ידי jittered המרווחים הבין-גירוי של בין 8 ו-17 s.
      הערה: צריך ליצור משימות באופן מתאים המשתתף. במחקר המוזכרים כאן, החוקרים היו חוקרים שפה, קוגניטיבית, והתפתחות הקריאה אצל ילדים שהיו קוראים חלשים מאוד. הקריאה דימות מוחי הפעילות שפותחה עם המילים המתאים לילד עם כישורי אוריינות מינימלי. כמו כן, ילדים נבחרו על הפרדיגמה דימות מוחי מבוסס על ציוניהם על הערכה קריאה.
  5. עמעמו אורות ולהתחיל הקלטה המשתתף במצלמת וידאו מובנה.
  6. מתחילים fNIRS נתונים הקלטה על המחשב הפקודה ' fNIRS ', ומתחילים משימות במחשב מצגת הגירוי.
  7. צג הביצועים המשתתף לאורך כל הפעילויות. לספק הפסקות בין משימות ורץ.
  8. ודא כי מפעילה מהמחשב מצגת גירויים ניסיוני מתקבלת על-ידי המחשב הפקודה fNIRS.
  9. בקצה של כל הפעילויות, לעצור את איסוף הנתונים וידאו ו- fNIRS.

6. פוסט נסיוני פעילות מדידות

  1. הסר את כל optode הכיפה מחזיק optode.
  2. מבלי להפריע את המיקום של optode בעל הכובע על הראש של המשתתף, לכוון את המשתתף לשבת בעמדה כדי להשיג מידה דיגיטייזר תלת-ממד השנייה.
  3. חזור על המדידה דיגיטייזר תלת-ממד כמו fNIRS הקרקפת השמה וכן מדידה סעיף 4 כדי לוודא כי כל הפרעות למיקום בדיקה הקרקפת במהלך הניסוי יכול יזוהו על-ידי השוואה בין העמדה שני הקבצים.
  4. הסר את הכובע מחזיק optode הראש של המשתתף.
  5. בסוף הניסוי, ולספק למשתתפים עם מתנה קטנה (למשל, ספרים ומכשירי כתיבה), הודעות על אישור של צוות המחקר בשל השתתפותם.

7. תכנית על הפצת נתונים

  1. שתף את ממצאי המחקר עם חברי הקהילה והרשויות המקומיות הרלוונטיים לתרגום בסופו של דבר שלהם לתוך מדיניות טיפול בנושא הסחר ובדוקים.
    הערה: המשתתפים ממשות ישירות מן הניסוי.
  2. צור תוכניות עבור ביקורי מעקב הקהילות המשתתפות. הכנת דוחות וכלים מחנכים מקומיים יכולים להשתמש בו. לדוגמה, כל הערכות שנוצרו בשפות המקומיות צריך להיות לרשות אנשי בית הספר באזור. להכין את חברי צוות המחקר דוברי השפה המקומית להיפגש עם מנהיגי הקהילה לתקשר ממצאי המחקר.
  3. לעשות תוכניות כדי לפרסם את ממצאי המחקר בכתבי עת אקדמיים אזוריים, בשפה של האזור, אם הדבר ישים. לדוגמה, ממצאי המחקר צריך להשתחרר בצרפתית, אם המחקר נערך במדינות הפרנקופונית.
  4. לתכנן להיפגש עם ולספק דיווחים על ממצאי המחקר הענף הממשלה העניק אישור תוכנית המחקר.

8. לגיבוי נתונים

  1. ודא כי הנתונים המיוצאים וכי לגבות כוננים קשיחים ניידים מרובים, כמו גישה לאינטרנט עבור אחסון נתונים מקוון הוא לא צפוי להיות זמין. להעביר את הנתונים לאחסון נתונים מקוון כמו מספקת קישוריות לאינטרנט הינה זמינה.

9. ניתוח נתונים

הערה: מספר חבילות של ניתוח נתונים קיימים עבור fNIRS14. מיפוי פרמטרית סטטיסטי עבור ספקטרוסקופיית אינפרא אדום (NIRS-SPM)15 Homer216 (בשימוש נרחב), fNIRS ארגז הכלים 17,18 (חדשים ורכישת הפופולריות) משמשות לניתוח נתונים fNIRS. פרוטוקול זה סוקר שיטות ניתוח הנתונים באמצעות NIRS SPM, אבל זה שיקול הדעת של החוקר כדי לבחור בשיטה המועדפת של ניתוח.

  1. ניתוח נתונים מן המערכת fNIRS באמצעות NIRS-SPM, גירסה 415,19. זה toolbox עבור SPM8 הסוויטה דימות מוחי (http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm) מנתחת נתונים NIRS בגישה ניתוח כללי מודל ליניארי המבוסס ומאפשר היצירה של הפעלת מפות עם סופר-רזולוציה לוקליזציה.
  2. המרת נתונים כדי HbR ו- HbO
    1. השתמש המשוואה למברט ששונתה (עם NIRS-SPM) כדי להמיר ערכי צפיפות אופטית ריכוז שינויים בתגובה HbR ו- HbO.
  3. נתונים preprocessing
    1. השתמש באחת מהאפשרויות מרובים שאינם קיימים עבור preprocessing fNIRS נתונים.
      הערה: הופרט. et al. 17 להציע שיטות מחמירות מאוד עבור מקורות שונים של רעש16. אלה כוללות הפחתת המבוסס על eigenvector של חפצים תנועה, טכניקות סינון bandpass מבוססי eigenvector הפחתת השונות המשותפת המרחבי להפרעות פיזיולוגיות נתונים (למשל, נשימה, לחץ דם, קצב הלב). הם חולקים גם פרשנות יסודית על מקורות רעש fNIRS מחקר והשלכות לשם ניתוח סטטיסטי. החוקר fNIRS חייבים לחקור יישומים preprocessing המתאימות ביותר עבור מחקר נתון. להלן, גישה ניתוח על פי Worsely, Friston20 , ג'אנג. et al. 19 מוצג.
    2. לפרק שינויים בריכוזים HbR ו- HbO שימוש באלגוריתם detrending אורך תיאור דיסקרטית-מינימום (MDL) כדי להסיר את מגמות עולמיות כתוצאה מ הנשימה, לחץ הדם וריאציה, vasomotion או חפצים התנועה משתתפת ועד לשפר את יחס אות לרעש19.
    3. החל מסנן נמוך לעבור עם הצורה של הפונקציה בגרימת תגובה נתונים ולהשתמש Worsely ו- Friston20 precoloring שיטה להסיר מתאמים טמפורלית.
  4. הדור מודל וניתוח סטטיסטי
    1. ליצור מודלים של HbR המכיל ניסיוני regressors convolved עם הפונקציה בגרימת תגובה המתאימה עם הזמן נגזרים21ו- HbO.
      הערה: הפונקציה בגרימת תגובה יכול לקבל השתנות גדולה יותר באיזורים קורטיקליים גבוהה יותר ועל -פני המשתתפים. ניתן לאכלס סוגים אלה של השתנות במודלים ניתוח על ידי הרחבת את HRF לכלול נגזרים טמפורלית. להשתמש נגזרת טמפורלית להבדלים דגם בזמן שיא בגרימת תגובה21.
    2. שימוש NIRS-SPM ליצירת הדגמים עבור HbO, HbR עם מנוגדות קוטביות כך מודל משמעותי מתאים HbO מציין ריכוז מוגבר ועבור HbR ירד ריכוז5,18.
    3. להגדיר השפעול הרלוונטיים t-מבחן או F-מבחן ניגודים כדי לבדוק את ההשפעה של אחד (או כמה) regressors (מוענקת המטריקס עיצוב) על אפנון של הנתונים בסדרה של שעה fNIRS.
  5. להמחיש את התוצאות
    1. בצע רישום המרחבי של ערוצי NIRS למרחב מונטריאול נוירולוגיות המכון (הזעירה) באמצעות נתוני דיגיטייזר תלת-ממד.
    2. השתמש fNIRS רשומים הנתונים כדי ליצור הפעלה מפות של HbO, HbR המוגלובין הכולל (THb) מבוסס על המודל הליניארי כללי של השמש צינור נוסחת תיקון22,23.
    3. לטעון מפות הפעלה על גבי תבנית המוח המתאימה. לדוגמה, לאחרונה הסקינס רפואת המוח אטלס מספק תבנית סטנדרטית עבור ילדים בגילאי 6-12 שנים של גיל24.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

בדיקה הצב נתונים שהושגו על ידי ה-digitizer תלת-ממד (איור 2), ניתן לאבחן על תבנית המוח סטנדרטי. רישום ערוצי fNIRS הזעירה לחלל באמצעות הפונקציה רישום עצמאי של NIRS-SPM25. הפונקציה רישום המרחבי יוצר הזעירה קואורדינטות, תוויות אנטומי ואזורי Brodmann מקסימאלית המיוצג על-ידי אחד מהערוצים.

Figure 2
באיור 2. איסוף נתונים- (א) הצבת fNIRS הכובע על הראש של המשתתף ואוסף של הצב נתונים באמצעות ה-digitizer תלת-ממד. (B) בינלאומי 10-20 מערכת בשימוש להנחות את המיקום של הכיפה על הראש של המשתתף. (ג) לוקליזציה המרחבי אלגוריתם ההתוויה x, y, z נתוני קואורדינטות על התבנית המוח הזעירה. התמונה שנוצרו במהלך ההרשמה NIRS עצמאי באמצעות נתונים דיגיטייזר תלת-ממד NIRS-SPM15,19,25. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

בדיקה הצב נתונים, ניתן לאבחן גם מעל תבנית פני קליפת או תבנית MRI אנטומיים באמצעות תוכנה סיעור מוחות (איור 3).

Figure 3
איור 3. רגשים fNIRS. fNIRS הגששים דמיינו ב (א) השטח של קליפת המוח, (B) התבנית MRI אנטומיים הזעירה. שמאל, נופים הגבי, וימינה מוצגים. תמונות שנוצרו באמצעות תוכנה סיעור מוחות13. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

כאן, נציג נתונים מהפעילות השיפוט חריזה מוצגים (איור 4). המשתתפים השלימו שתי ריצות מובנה באופן זהה של פעילות זו. כל הפעלה הכיל 13 ניסויים; ניסויים החריזה, שאינם מהשילוב צוו באופן אקראי.

Figure 4
באיור 4. המשימות עיצוב. פעילות השיפוט את החריזה מוצג. המשתתפים צפו ברציפות ב אובססיה צלב בעת מעת לעת האזנה החריזה צרפתי או זוגות מילים שאינם מהשילוב. המשימה הושלמה בשנת שתי ריצות, אחד המורכב 13 ניסויים. 13 החריזה וניסויים שאינם מהשילוב 13 הוצגו באופן אקראי. כל המשפט נמשך 3 s; 1 s למילה עם הספרה 1 s ISI. Jittered מצגת של תקופות מנוחה בין ניסויים, שנמשכה 8-17 ס אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

המיקום התלת-ממדיים נתונים, תכנון ניסויים נתונים משולב עם fNIRS זמן-סדרות הנתונים (איור 5) לניתוח על מנת למפות תבניות הקשורות לניסוי הפעלה עצבית משמעותית על תבנית המוח סטנדרטי (איור 6). נושא יחיד נציג נתונים ותוצאות מוצגים באיור 5 ו- 6 איור.

Figure 5
איור 5. נציג נתונים זמן-סדרות מערוץ אחד fNIRS. (א) זמן-סדרת נתונים גולמיים המקביל אורך הפעילות בשלמותה (חריזה השיפוט המשימות; בכורה), לא מנורמל. (B) מסונן זמן-סדרת נתונים באמצעות detrending דיסקרטית. ניסויים החריזה, החריזה שאינם מסומנים באמצעות מקווקו ומוצקה תיבת-מכונית, בהתאמה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

הנושא הזה הראו הפעלה גדול האונה השמאלית סופריור טמפורלית הפיתול (STG) במהלך החריזה ניסויים לעומת מנוחה (קיבוע בסיסית צלב). תגובות ו- HbO HbR בממוצע על החריזה ניסויים להראות תגובה והמודינמיקה הקנונית: הגדלת ריכוזים של HbO, המתאים להפחתת ריכוזי HbR בעקבות גירוי המצגת.

Figure 6
איור 6. התוצאות יחיד-הנושא נציג. (א) הפעלת רבתי נצפית על החריזה ניסויים לעומת בסיסית (קיבוע צלב) באונה השמאלית, שכיסה את החלק האחורי של הכישור טמפורלית סופריור (STG). תמונות שנוצרו במהלך השלבים תוצאות NIRS באמצעות NIRS-SPM15,19,25. (B) בממוצע ואת הקשור לאירוע של HbR (כחול) ו- HbO (אדום) במהלך החריזה ניסויים (לחרוז את המילה זוג גירויים). תמונת שנוצר באמצעות הפונקציה average מגרש של Xu Cui26. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

התוצאות יחיד-נושא שונה בין המשתתפים (ראה איור 7). זו וריאציה עשוי לשקף הבדלים תפקודיים הבסיסית או הבדלים התפתחותיים הארגון של רשתות במוח ספציפי. לדוגמה, נושא 1 הפעלת גדול הראה באזור השמאלי הפיתול חזיתית נחות במהלך שאינם מהשילוב נגד ניסויים החריזה; ואילו הפעלה נושא 2 הראה גדול באזור STG השמאלי במהלך הניגוד ניסיוני באותו (שאינם מהשילוב לעומת החריזה ניסויים).

Figure 7
איור 7. נציג יחיד-הנושא נובעת שני המשתתפים שונים עבור חדות זהים. הפעלה גדול עבור שאינם מהשילוב לעומת החריזה ניסויים באונה השמאלית מוצג הן A, (א) נולד ב- נושא 1 הראו הפעלה גדול הכישור חזיתית נחות השמאלי. (B) נושא 2 הראו הפעלה גדול הכישור הטמפורלי השמאלי מעולה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

מאמר זה הציג פרוטוקול דימות מוחי שדה מתאים נמוך-משאב בהקשרים במיקומים מרוחקים. מראש מפתח של פרוטוקול דימות מוחי זה שדה בפעם הראשונה את היכולת לחקור את תפקוד המוח, התפתחותה, היה ממלא מקום (או לעולם לא-לפני למד) הקשרים. השלבים הקריטיים של פרוטוקול זה כוללות נסיעה עם הקמת מעבדה ניידים מתאימים עבור אוסף נתוני איכות באקלים טרופי ללא חשמל או מתקנים זמינים. פרוטוקול זה מספק מדריך כללי ויוצרים שותפויות חזקות עם מקומי מדעית, חינוכית, מוסדות ממשלתיים, אנחנו להדגיש את העברת הידע הדדיים המתרחשת כאשר נוצרות שותפויות ארוכות טווח מוצלחת בין מדענים מקומיים, הביקור. הנחיות לפיתוח המתאים תרבות מדעת הליכים ופרוטוקולים הבדיקה הם דנו עם המטרה של שילוב פרספקטיבות תרבותיות בשיטות מחקר. לבסוף, פרוטוקול זה מספק שלבים מפורטים עבור שדה נתונים איסוף וניתוח נתונים.

אירוסין המדע המקומי והזדמנויות לבניה קיבולת:

אחד האתגרים העיקריים אשר חוקרים מקומיים, במיוחד ג'וניור, ב חוף השנהב מתמודדים עם לאחר שיסיימו את לימודיהם היא חוסר הזדמנות לחוויה המחקר עם חונכים חוקר מנוסה או הבינלאומיים משתפי פעולה. למטרה זו, החוקרים צריכים להפוך את כל המאמצים כדי ליצור חזקה שיתוף פעולה עם חוקרים מקומיים מרקע משמעת רלוונטיים וכלול החניכים בכל הרמות (לתואר ראשון, בוגר, פוסט-דוקטורט). החניכים יכולים למנף את התובנה שנרכש מתוך החוויה הזו לעבוד באופן עצמאי, מחקר נוסף. חוויה זו ניתן גם קרש לבנות את היכולות שלהם בתור חוקרים ולפתח את התחרותיות שלהם ברמה הבינלאומית כתיבת הצעות מחקר ועבודות, הגשתי בקשה למלגה. צוות מחקר למעט חוקרים מקומיים אולי יש סיכוי מופחת להצלחה כפי חוקרים מקומיים תדע הכי טוב של ערכים חברתיים ותרבותיים מקומיים ומערכות, השפות המקומיות בנוסף הידע הגיאוגרפי של האזור. התרומה שלהם לכן חשיבות רבה להבנת המציאות המקומית, עיצוב המתאים מבחינה תרבותית פרוטוקולים עבור מחקריהם מוצלחת.

שיטות מחקר מתאימים תרבותית:

התפתחות מדעת פרוטוקולים לערוך מחקר בהגדרות כפרי במיוחד בחוף השנהב הוא קריטי, כשל לאמץ את הגישה המתאימה יכול לעכב את ההישג מוצלח למרות כוונות המחקר, מבחינה מדעית חזקים27,28,29,30,31. בדרך כלל, הגדרות הכפרית ב חוף השנהב, מבקש כפרי לקרוא טופס הסכמה, תחתום על זה יכול לשבור את כל אמון בונים בין החוקר המשתתף. למעשה, הרשמיות הנתפסת של הליך זה עשוי ליצור מרחק פסיכולוגי ואת הרגשה של חוסר ביטחון בראש של המשתתף. זה עלול לגרום נכונות ברורה או שלא מתבטאת לשתף פעולה. גישה זו יכולה להיות מוסברת על ידי גורמים רבים, כולל היסטוריה ארוכה של מסורת לפיה תקשורת היא אוראלי יותר מהרשום, שיעור גבוה של אנאלפביתיות שניתן למצוא בקהילות היעד. קהילות בהגדרות כפרי סמוך למפקדם ולהסתמך על כוח קבלת ההחלטות שלו. לכן, פרוטוקול שהוצג משלבת את הסכמתו של ראש הכפר ברמה הקהילתית. זה חשוב ניתן לטעון תרבותית מאשר הסכמה בודדים. בנוסף, משתתפים, חברי הקהילה היתה מוגבלת או אין חשיפה טכנולוגיית דימות מוחי או מחשבים. לכן, חוקרים צריך לקחת בחשבון כי הסכמה מדעת בהליך, וכן הוראות, עשוי להיות לא מובן. הפונקציה של מערכת fNIRS צריך להמסר מונחים שכב ושפה המתאימים מובנת בקלות על ידי הילד משתתפים חברי הקהילה, מי יכול היה מאוד מוגבל חשיפה לטכנולוגיה. שיקולים אלו יכולים להשפיע בחריפות את הנוחות והביטחון של כל חברי הקהילה מעורב פרויקט מחקר שדה דימות מוחי.

פרוטוקול המובאת כאן הדגיש גם את החשיבות של שיתוף ממצאי המחקר עם חברי הקהילה ושותפים הממשלה. שותפויות בנוי על דיאלוג סיוע בתרגום הסופי של ממצאי המחקר למדיניות. זה הכרחי כדי לארגן פוסט שדה אוסף הנתונים מבקר כדי להפיץ את ממצאי המחקר, לספק דוחות ואתה יכול לשתף בכל הכלים שנבעו המחקר (למשל, הערכות בשפות המקומיות). המשתתפים ליישובי הכפרי. אחרת לעולם לא יקבלו מידע על השלמת המחקר וממצאים בהתחשב חוסר שירות באינטרנט ו/או מחשבים. באופן דומה, חוקרים בארץ עשויה להיות גישה מוגבלת מנויי כתב עת מדעי, קישוריות לאינטרנט המסכן באוניברסיטאות אזוריים. התוצאות שפורסמו צריך להיות משותף בפורום אזוריים, זמינים בשפה נגישה.

מגבלות ואתגרים פוטנציאליים:

פרוטוקול דימות מוחי זה שדה צריך להיות שונה כדי להתאים את האתרים אוסף נתונים מתוכננות. פרוטוקול המובאת כאן פותחה עבור מחקר עם בית הספר היסודי מגיל הילדים בחוף השנהב כפריים. עם זאת, השיטות המתוארות כאן בהכרח מתאים, ספציפית לגבי הליכי הסכמה מדעת, מדינות אחרות או נוספות באזורים של חוף השנהב. חוקרים אשר מטרתם לנהל שדה דימות מוחי עליך תחילה בקפידה לחקור שהתישבו ופרספקטיבות המקומיים משלבים לתוך תכנון המחקר. לכן, צוות מחקר עובדת על מחקר עיצובים לכלול חברי הקבוצות התרבותי המקומי.

דימות מוחי שדה יש הגבלה לעומת שיטות מעבדה. חשוב לציין, שליטה על סביבת הבדיקות הוא מופחת במידה ניכרת בשטח. דימות מוחי תחקירני צריך לתכנן נסיעות אוסף נתונים מורחבים. גשם טרופי, הסיכון להידבקות מחלות טרופיות, האזרחי מכה, אי יציבות פוליטית עלול להשפיע באופן משמעותי תוכניות מחקר. החוקרים צריכים להבטיח רמות אבטחה באזור מספיקים ולעקוב אחר עדכונים מצבים שעשויים להשפיע על רמות אבטחה. תקשורת רציפה בין חברי הצוות, ספציפית לגבי רמות אבטחה, עשויים לצמצם סיכונים פוטנציאליים.

יישומים עתידיים והרלוונטיות לשיטות הקיימות:

ניתן להחיל את השימוש בשיטה זו דימות מוחי שדה כדי להעריך את ההשפעה של הסיכון מוקדם על התפתחות התינוק והילד בהגדרות הבריאות העולמי. חוקרים החלו באמצעות גישה זו ללמוד להתפתחות הילד בגמביה כפרי ו של עוני עירוניים ב בנגלדש32. בשכונת עוני עירוניים ב דאקה, חוקרים משתמשים fNIRS כדי לבחון כיצד גורמים כגון תזונה, תברואה לתרום לצמיחה, התפתחות המוח33. בגמביה כפריים, החוקרים השתמשו fNIRS ללמוד התפקוד הקוגניטיבי של תינוקות, ואף הדגימו שאת fNIRS הזה הוא כלי הדמיה קיימא הגדרות משאב מסכן34,35. עבודה כל כך מבטיח לגלות תובנות חדשות התפתחות ילדים בעולם המתפתח, פרופורציה מושפעות על ידי תזונה, תברואה ירודים. טכנולוגיות הדמייה נייד להמשיך להיות יותר נגיש, הרלוונטיים למחקר בסביבות נמוך-משאב, ובכך הארת את הצורך קפדני שיטות דימות מוחי שדה.

מסקנה:

מערכות הדמייה נייד עם יכולת לתפקד על שסופק על-ידי סוללת כוח לאחרונה הופכים לזמינים. כמו טכניקות אלה הן חדשות יחסית, מקדמות למערכות הסוללה תספק שיפורים מתמשכים. לקהילות השונות של מדענים בינלאומי בפיתוח תוכניות מחקר באמצעות כלים אלה ללא ספק ימטב מעבדה ניידת הגדרות כדי לספק שליטה מוגברת של סביבת הבדיקות. מעורבות משמעותית בין מדענים מקומיים ובינלאומיים קהילות מקומיות יכול להבטיח לאוכלוסיות המחקר יש תפקידים פעילים בפיתוח של תוכניות מחקר ולייצג את האינטרסים של הקהילות שלהם. רק כאלה צוותי המחקר ושילוב להיות עוצב כדי להחיל שדה שיטות דימות מוחי ללמוד כל התפתחות המוח האנושי, לחשוף מידע תיאורטית ולא מעשית-רלוונטיות הן להבנת ביותר בעיות התפתחות הילד דחוף.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgments

מחקר זה בוצע דרך קרן ג'ייקובס מוקדם לאחווה הקריירה ק' Jasinska (מלגת מספר: 2015 118455). המחברים גם רוצים להכיר Blahoua אקסל, פאבריס Tanoh, אריאן אמון, ברייס, ולהחזיר איווט Foto לסיוע שלהם לאיסוף נתונים ותמיכה שדה. תודה המשפחות והילדים של Moapé, Ananguié, אפרי Becouefin שלהם להשתתפות בתוכנית מחקר זו ואירוח חם של הכפרים מיוחדת.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
LIGHTNIRS Main Unit Pack 120V Shimadzu 292-34000-42 Component of the fNIRS system
HOLDER ASSY, ALL- CAP Shimadzu 594-07618-01 Component of the fNIRS system
LIGHTNIRS connection cable Shimadzu 567-10976-11 fNIRS system component
Fiber set for LIGHTNIRS, 1m (8 sets) Shimadzu 567-11350-01 fNIRS system component
Dell Latitude Laptop Shimadzu (from Dell) 220-97322-00 Master computer to run fNIRS applications
PATRIOT SEU (System Electronics Unit) POLHEMUS 1A0453-001 PATRIOT System component
Power Supply POLHEMUS 2C0809 PATRIOT System component
Power Supply cord POLHEMUS 17500B-BLK PATRIOT System component
RS-232 null modem cable POLHEMUS 1C0288 PATRIOT System component
USB cable POLHEMUS 1C0289 PATRIOT System component
RX2 Sensor 10' cable POLHEMUS 4A0492-20 PATRIOT System component
TX2 Source 10' cable POLHEMUS 4A0506-20 PATRIOT System component

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Dawson, G., Ashman, S. B., Carver, L. J. The role of early experience in shaping behavioral and brain development and its implications for social policy. Dev Psychopathol. 12 (4), 695-712 (2000).
  2. Blair, C., Raver, C. C. Poverty, Stress, and Brain Development: New Directions for Prevention and Intervention. Acad Pediatr. 16 (3 Suppl), S30-S36 (2016).
  3. Jasińska, K. K., Petitto, L. A. How age of bilingual exposure can change the neural systems for language in the developing brain: A functional near infrared spectroscopy investigation of syntactic processing in monolingual and bilingual children. Dev Cogn Neurosci. 6c, 87-101 (2013).
  4. Statistics, U. I. f Côte d'Ivoire. , (2017).
  5. University, T. 2013/14 Survey Research on Child Labor in West African Cocoa Growing Areas. , School of Public Health and Tropical Medicine. (2015).
  6. Cui, X., Bray, S., Bryant, D. M., Glover, G. H., Reiss, A. L. A quantitative comparison of NIRS and fMRI across multiple cognitive tasks. Neuroimage. 54 (4), 2808-2821 (2011).
  7. Quaresima, V., Bisconti, S., Ferrari, M. A brief review on the use of functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) for language imaging studies in human newborns and adults. Brain Lang. 121 (2), 79-89 (2012).
  8. Jasińska, K. K., Berens, M. S., Kovelman, I., Petitto, L. A. Bilingualism yields language-specific plasticity in left hemisphere's circuitry for learning to read in young children. Neuropsychologia. 98, 34-45 (2016).
  9. Jasińska, K. K., Petitto, L. A. Development of neural systems for reading in the monolingual and bilingual brain: new insights from functional near infrared spectroscopy neuroimaging. Dev Neuropsychol. 39 (6), 421-439 (2014).
  10. Petitto, L., et al. The "Perceptual Wedge Hypothesis" as the basis for bilingual babies' phonetic processing advantage: new insights from fNIRS brain imaging. Brain Lang. 121 (2), 130-143 (2012).
  11. Jasper, H. H. Report of the Committee on Methods of Clinical Examination in Electroencephalography. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 10 (2), 370-371 (1958).
  12. Shalinsky, M. H., Kovelman, I., Berens, M. S., Petitto, L. A. Exploring Cognitive Functions in Babies, Children & Adults with Near Infrared Spectroscopy. Journal of visualized experiments. (29), (2009).
  13. Tadel, F., Baillet, S., Mosher, J. C., Pantazis, D., Leahy, R. M. Brainstorm: a user-friendly application for MEG/EEG analysis. Comput Intell Neurosci. 2011, 879716 (2011).
  14. Tak, S., Ye, J. C. Statistical analysis of fNIRS data: A comprehensive review. Neuroimage. 85, Part 1 (0), 72-91 (2014).
  15. Ye, J. C., Tak, S., Jang, K. E., Jung, J., Jang, J. NIRS-SPM: statistical parametric mapping for near-infrared spectroscopy. Neuroimage. 44 (2), 428-447 (2009).
  16. Huppert, T. J. T. J., Diamond, S. G. S. G., Franceschini, M. A. M. A., Boas, D. A. D. A. HomER: a review of time-series analysis methods for near-infrared spectroscopy of the brain. Appl Opt. 48 (10), D280-D298 (2009).
  17. Huppert, T. J. Commentary on the statistical properties of noise and its implication on general linear models in functional near-infrared spectroscopy. Neurophotonics. 3 (1), 010401 (2016).
  18. Rosso, A. L., et al. Neuroimaging of an attention demanding dual-task during dynamic postural control. Gait Posture. 57, 193-198 (2017).
  19. Jang, K. E. K. E., et al. Wavelet minimum description length detrending for near-infrared spectroscopy. Journal of Biomedical Optics. 14 (3), 034004-034004 (2009).
  20. Worsley, K. J., Friston, K. J. Analysis of fMRI time-series revisited--again. Neuroimage. 2 (3), 173-181 (1995).
  21. Friston, K. J., Josephs, O., Rees, G., Turner, R. Nonlinear event-related responses in fMRI. Magn Reson Med. 39 (1), 41-52 (1998).
  22. Sun, J. Y. Tail Probabilities of the Maxima of Gaussain Random-Fields. The Annals of Probability. 21 (1), 34-71 (1993).
  23. Sun, J. Y., Loader, C. R. Simultaneous Confidence Bands for Linear-Regression and Smoothing. The Annals of Statistics. 22 (3), 1328-1345 (1994).
  24. Molfese, P. J., Glen, D., Mesite, L., Pugh, K., Cox, R. Organization of Human Brain Mapping. , Honolulu Hawaii. (2015).
  25. Singh, A. K., Okamoto, M., Dan, H., Jurcak, V., Dan, I. Spatial registration of multichannel multi-subject fNIRS data to MNI space without MRI. Neuroimage. 27 (4), 842-851 (2005).
  26. Cui, X. Handy programs to visualize NIRS data (6): plotAverage. , Available from: http://www.alivelearn.net/?p=1533 (2013).
  27. Krosin, M. T., Klitzman, R., Levin, B., Cheng, J., Ranney, M. L. Problems in comprehension of informed consent in rural and peri-urban Mali, West Africa. Clinical Trials. 3, (2006).
  28. Leach, A. An evaluation of the informed consent procedure used during a trial of a Haemophilus influenzae type B conjugate vaccine undertaken in The Gambia, West Africa. Soc Sci Med. 48, (1999).
  29. Molyneux, C. S., Peshu, N., Marsh, K. Understanding of informed consent in a low-income setting: three case studies from the Kenyan Coast. Soc Sci Med. 59, (2004).
  30. Oduro, A. R. Understanding and retention of the informed consent process among parents in rural northern Ghana. BMC Med Ethics. 9 (1), 1-9 (2008).
  31. Tindana, P. O., Kass, N., Akweongo, P. The Informed Consent Process in a Rural African Setting:: A Case Study of the Kassena-Nankana District of Northern Ghana. IRB. 28 (3), 1-6 (2006).
  32. Lloyd-Fox, S., et al. fNIRS in Africa & Asia: an Objective Measure of Cognitive Development for Global Health Settings. The FASEB Journal. 30 (1 Supplement), (2016).
  33. Storrs, C. Nature News. , Nature Publishing Group. (2018).
  34. Lloyd-Fox, S., et al. Functional near infrared spectroscopy (fNIRS) to assess cognitive function in infants in rural Africa. Sci Rep. 4, 4740 (2014).
  35. Papademetriou, M. D., et al. Optical imaging of brain activation in Gambian infants. Adv Exp Med Biol. 812, 263-269 (2014).

Tags

מדעי המוח גיליון 132 fNIRS שיטות שדה דימות מוחי קוגניציה מדעי המוח התפתחות הילד אוריינות גלובלית שפה קריאה חוף השנהב אפריקה שמדרום לסהרה
שיטות דימות מוחי שדה שימוש פונקציונלי ליד דימות מוחי ספקטרוסקופית אינפרא אדום (NIRS) לחקר התפתחות הילד גלובלית: כפריים אפריקה שמדרום לסהרה
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Jasińska, K. K., Guei, S.… More

Jasińska, K. K., Guei, S. Neuroimaging Field Methods Using Functional Near Infrared Spectroscopy (NIRS) Neuroimaging to Study Global Child Development: Rural Sub-Saharan Africa. J. Vis. Exp. (132), e57165, doi:10.3791/57165 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter