Neuroimaging फील्ड के पास कार्यात्मक अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी (NIRS) Neuroimaging का उपयोग कर वैश्विक बाल विकास का अध्ययन करने के तरीके: ग्रामीण उप सहारा अफ्रीका
Summary
पोर्टेबल neuroimaging दृष्टिकोण (अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी के निकट कार्यात्मक) पहले दुर्गम क्षेत्रों में मस्तिष्क के अध्ययन के लिए अग्रिम प्रदान; इधर, ग्रामीण कोटे आइवर. तरीकों और सांस्कृतिक रूप से उपयुक्त neuroimaging प्रोटोकॉल के विकास में नवाचार महत्वपूर्ण गरीबी और दुर्भाग्य के साथ वातावरण में मस्तिष्क के विकास और बच्चों के सीखने के परिणामों के उपंयास अध्ययन परमिट ।
Abstract
पोर्टेबल neuroimaging दृष्टिकोण पहले दुर्गम आबादी के साथ और दूरदराज के स्थानों में मस्तिष्क समारोह और मस्तिष्क के विकास के अध्ययन के लिए नए अग्रिम प्रदान करते हैं । यह कागज बाल भाषा के अध्ययन के लिए अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी (fNIRS) इमेजिंग के निकट क्षेत्र कार्यात्मक के विकास से पता चलता है, पढ़ने, और एक ग्रामीण गांव में संज्ञानात्मक विकास कोटे आइवर की स्थापना । तरीकों में नवाचार और सांस्कृतिक रूप से उपयुक्त neuroimaging प्रोटोकॉल के विकास के मस्तिष्क के विकास में पहली बार देखने की अनुमति और बच्चों के अध्ययन के वातावरण में सीखने के परिणामों । यह कागज परिवहन और एक मोबाइल प्रयोगशाला की स्थापना के लिए प्रोटोकॉल को दर्शाता है, प्रयोगशाला neuroimaging बनाम क्षेत्र के लिए विचार पर चर्चा की, और neuroimaging सहमति प्रक्रियाओं के विकास के लिए एक गाइड प्रस्तुत करता है और सार्थक दीर्घकालिक निर्माण स्थानीय सरकार और विज्ञान भागीदारों के साथ सहयोग । पोर्टेबल neuroimaging तरीकों का उपयोग जटिल बाल विकास संदर्भों का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है, जिसमें मस्तिष्क के विकास पर महत्वपूर्ण गरीबी और विपरीत परिस्थितियों का प्रभाव शामिल है । यहां प्रस्तुत प्रोटोकॉल कोटे आइवर, दुनिया कोको का प्राथमिक स्रोत में उपयोग के लिए विकसित किया गया है, और जहां कोको क्षेत्र में बाल श्रम की रिपोर्ट आम हैं । फिर भी, थोड़ा मस्तिष्क के विकास और सीखने पर बाल श्रम के प्रभाव के बारे में जाना जाता है । फील्ड neuroimaging तरीकों की क्षमता के लिए इस तरह के तत्काल मुद्दों में नए अंतर्दृष्टि उपज है, और बच्चों के विकास के विश्व स्तर पर ।
Introduction
पोर्टेबल fNIRS इमेजिंग प्रयोगशाला के बाहर मस्तिष्क समारोह और विकास का अध्ययन करने की क्षमता प्रदान करता है, पहले से दुर्गम सेटिंग्स में या अध्ययन की आबादी के साथ । संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान के क्षेत्र में ज्ञान की बहुत इमेजिंग अध्ययन से आता है विश्वविद्यालय या अस्पताल प्रयोगशाला सेटिंग्स में, मुख्य रूप से पश्चिमी देशों में किए गए । डिजाइन करके, यह एक शायद ही कभी बात की-अनुसंधान में समस्या का योगदान: क्या मस्तिष्क के बारे में जाना जाता है की बहुत प्रतिभागियों जिनके लिए (ज्यादातर) पश्चिमी देशों में प्रयोगशाला सेटिंग्स के साथ अध्ययन पर आधारित है सुलभ हैं । यही है, सबसे neuroimaging अनुसंधान प्रतिभागियों जो एक neuroimaging प्रयोगशाला के लिए उचित निकटता में रहते है और दोनों समय और एक अध्ययन में भाग लेने के लिए आवश्यक संसाधनों शामिल है । एक अनुशासन के रूप में, संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान मस्तिष्क और कारकों है कि एक बच्चे के पर्यावरण और उनके प्रारंभिक जीवन के अनुभवों1,2,3के शक्तिशाली प्रभाव सहित अपने विकास को आकार को समझने के लिए करना है । तरीकों कि क्षेत्र की क्षमता के लिए मानव अनुभव की एक फुलर रेंज में विकास के अध्ययन को नाटकीय रूप से मस्तिष्क के विकास के बीच जटिल संबंध की समझ अग्रिम कर सकते है और जीवन का अनुभव है कि यह आकार ।
इस कागज क्षेत्र neuroimaging, जो ग्रामीण उप सहारा अफ्रीका, विशेष रूप से दक्षिणी कोटे आइवर में उपयोग के लिए विकसित किया गया था के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करता है । इस फील्ड neuroimaging रिसर्च प्रोग्राम का उद्देश्य अशिक्षा के उच्च जोखिम वाले एक वातावरण में बच्चों के पठन विकास को समझना था । कोटे d’Ivoire’s युवा (15-24 वर्ष) साक्षरता दर ९३% प्राथमिक विद्यालय नामांकन दर4के बावजूद ५३% है । कोटे आइवर कोको का दुनिया का प्राथमिक स्रोत है, और वहां एक अनुमानित १,३००,००० कोको कृषि क्षेत्र में बाल मजदूरों रहे है5। फिर भी, थोड़ा मस्तिष्क के विकास और सीखने पर बाल श्रम के प्रभाव के बारे में जाना जाता है, विशेष रूप से पढ़ने के लिए सीखने । संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान के नवीनतम उपकरण, यानी, पोर्टेबल neuroimaging तरीकों को लागू करने, बच्चों के सीखने के परिणामों में मूल्यवान अंतर्दृष्टि उपज सकते हैं । उदाहरण के लिए, fNIRS के साथ फील्ड neuroimaging neurodevelopmental अवधियों की पहचान की अनुमति दे सकता है जिसके दौरान लक्षित शैक्षिक कार्यक्रम या हस्तक्षेप बच्चों के सीखने के परिणामों पर अधिक से अधिक प्रभाव पड़ सकता है ।
fNIRS neuroimaging क्षेत्र अनुसंधान के लिए अच्छी तरह से अनुकूल है । कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (fMRI) के लिए इसी तरह, fNIRS मस्तिष्क के hemodynamic प्रतिक्रिया6उपाय । हालांकि, fNIRS विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र पैदा करने के बजाय प्रकाश optodes और प्रकाश डिटेक्टरों उत्सर्जक की एक श्रृंखला का उपयोग करता है. वहां में या परीक्षण के क्षेत्र के पास धातु पर कोई प्रतिबंध नहीं हैं, और कोई बिजली परिरक्षण आवश्यक है, के रूप में electroencephalography (ईईजी) के लिए मामले में । fNIRS का एक महत्वपूर्ण लाभ अपनी पोर्टेबिलिटी (यानी, कुछ प्रणालियों एक सूटकेस में फिट हो सकता है) और उपयोग में आसानी । fNIRS भी बच्चों के साथ प्रयोग करने में आसान है; बच्चे को आराम से प्रयोग के दौरान एक कुर्सी में बैठा है और fNIRS प्रणाली fMRI की तुलना में अच्छी तरह से आंदोलन बर्दाश्त । fMRI के साथ तुलना में, fNIRS भी रिकॉर्डिंग के दौरान deoxygenated (HbR) और oxygenated हीमोग्लोबिन (एचबीओ) के अलग उपाय प्रदान करता है, fMRI जो पैदावार एक संयुक्त रक्त ऑक्सीजन स्तर घनत्व (बोल्ड) उपाय की तुलना में । fNIRS fMRI करने के लिए बेहतर लौकिक संकल्प किया है: नमूना दरों के बीच भिन्न हो सकते हैं ~ 7-15 हर्ट्ज. fNIRS अच्छा स्थानिक संकल्प किया है: मानव प्रांतस्था में रिकॉर्डिंग की ‘ fNIRS गहराई fMRI से कम है, गहराई में 3 से 4 सेमी के बारे में मापने, जो अच्छी तरह से अध्ययन के लिए अनुकूल है cortical कार्यों, विशेष रूप से शिशुओं और बच्चों को जो वयस्कों की तुलना में पतले खोपड़ी है के साथ3,7,8,9,10।
इस क्षेत्र neuroimaging प्रोटोकॉल के साथ यात्रा और कम संसाधन संदर्भों में एक पोर्टेबल neuroimaging प्रयोगशाला की स्थापना के लिए विचार रूपरेखा । प्रोटोकॉल भी स्थानीय विज्ञान भागीदारों और तरीके जिसके द्वारा इस दृष्टिकोण स्थानीय विज्ञान की क्षमता का निर्माण करने के लिए कार्य करता है के साथ सार्थक, दीर्घकालिक सहयोग के आवश्यक प्रकृति पर प्रकाश डाला गया । भाषा, पठन, और संज्ञानात्मक कार्यों की बैटरी से fNIRS ब्रेन डेटा का संग्रह और विश्लेषण करने के लिए neuroimaging प्रोटोकॉल, इमेजिंग अनुसंधान के लिए सांस्कृतिक रूप से उपयुक्त सूचित सहमति प्रक्रियाएं बनाने के लिए सिफारिशों को शामिल किया गया है । हालांकि इस प्रोटोकॉल प्राथमिक स्कूल ग्रामीण कोटे आइवर में वृद्ध बच्चों के साथ संज्ञानात्मक विकास अनुसंधान के लिए डिज़ाइन किया गया है, प्रोटोकॉल चुनौतीपूर्ण, कम संसाधन वातावरण में किसी भी क्षेत्र neuroimaging अध्ययन के लिए अत्यधिक प्रासंगिक है, और उपंयास के लिए अनुकूलित किया जा सकता संदर्भों.
Protocol
Representative Results
Discussion
इस पेपर ने दूरस्थ स्थानों में कम संसाधन संदर्भों के लिए उपयुक्त एक फील्ड neuroimaging प्रोटोकॉल प्रस्तुत किया । इस क्षेत्र neuroimaging प्रोटोकॉल की कुंजी अग्रिम पहली बार के लिए अध्ययन करने की क्षमता है मस्तिष्क समा?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
यह शोध याकूब फाउंडेशन अर्ली कैरियर फैलोशिप के माध्यम से कश्मीर Jasinska (फैलोशिप संख्या: २०१५ ११८४५५) के माध्यम से संभव बनाया गया था । लेखक भी डेटा संग्रह और क्षेत्र के समर्थन में उनकी सहायता के लिए एक्सल Blahoua, कपड़ा तनोह, मेष आमोन, ब्राईस Kanga, और Yvette Foto स्वीकार करने की इच्छा है । इस शोध कार्यक्रम में अपनी भागीदारी के लिए Moapé, Ananguié, Affery, और Becouefin के परिवारों एवं बच्चों का विशेष धन्यवाद और गांवों का गर्मजोशी से सत्कार करें ।
Materials
| 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 |
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