وأيد هذا العمل من قبل مجلس البحوث الأسترالي معدات الربط البنية التحتية والمرافق والاسترالي غرانت LEO668421 مجلس البحوث مشروع الربط LP0669471 المنحة. الكتاب الامتنان للتعاون معهد كانازاوا للتكنولوجيا وشركة يوكوجاوا الكتريك في تأسيس أبحاث الدماغ KIT - ماكواري مختبر.

تصف هذه المبادئ التوجيهية والإجراءات معدات لقياس وظائف المخ المعرفية في مرحلة ما قبل المدرسة باستخدام magnetoencephalography (MEG). أولا ، نحن مناقشة المبادئ التوجيهية العامة ، والقضايا التي يجب مراعاتها عند إجراء الاختبارات التجريبية للوظائف الادراكية لدى الأطفال. ثانيا ، نحن تصف وضع بروتوكول لمواءمة متطلبات جمع البيانات MEG مع قدرات وحفز الهمم والسلوكية لأربع سنوات من العمر طفلا. 1. اعتبارات عامة لدراسة الأطفال الصغار مع MEG الباحثون MEG تواجه عددا من التحديات الفريدة عند العمل مع الأطفال الأصحاء مستيقظا. أولا ، بيئة معملية صارخ والوظيفية ومن المحتمل أن ترهيب أو تخويف الأطفال الصغار. الثانية ، والمتطلبات الأساسية للدراسة تجريبية MEG تشمل تقييد حركة وحضور فعال لمهمة لفترة طويلة ، والظروف التي يجد الكثير من البالغين مملة وغير مريحة. عند دراسة الأطفال يصبح من المحتم على التكيف مع الإجراءات التجريبية لقدرات والقيود المفروضة على الأطفال. في هذا القسم ، ونحن تصف الخطوات المبدئية المشاركة في إعداد هذا الموضوع إلى المشاركة في الدورة الحصول على البيانات. 1.1 التعريف / تدريب الدورة : للأطفال ما قبل المدرسة ومن المقرر عقد دورة تعريفية / التدريب قبل الدورة الفعلية لجمع البيانات. هذه الدورة تسمح للطفل أن تصبح مألوفة مع البيئة والباحثين في وتيرتها. نقدم للطفل والأم وإلى الباحثين وتعريفهم محيط المعمل والروتينية. في نهاية الدورة التمهيدية الوالد والطفل فهم كل الخطوات التي تنطوي عليها المشاركة وفهم ما يجب توقعه خلال تسجيل البيانات. إذا خلال الزيارة الأولى ، فإن الطفل يبدو خجولا أو قلقا ، لدينا فترة من اللعب حتى انهم يشعرون بمزيد من الراحة. ثم ، علينا المضي قدما في تطبيق جميع الخطوات. 1.2 شرح البيئة : البيئة لشرح MEG للطفل ، ونحن توظيف موضوع الذي يوفر تبريرا الصديقة للطفل في محيطه. على سبيل المثال ، فإن النظام MEG غير مركبة فضائية في انتظار أخذ الأطفال على مغامرة الفضاء حيث بعض الأحداث غير مألوفة قد تحدث. المختبر كما زينت الجدران ملصقات ودمى (الشكل 1) ، ولها اللعب مخصص. عندما نتحدث للطفل ، ونحن نستخدم اللغة التي يستطيع الأطفال فهمها بسهولة مثل &quot;تجميد&quot; بدلا من &quot;حركة التقليل&#39; ، و &#39;خوذة رائد الفضاء&quot; بدلا من &quot;سقف علامة لفائف&quot;. 1.3 شرح إجراءات للطفل والوالدين : علينا أن نظهر للطفل والأم الخطوات التي يتم اتخاذها قبل ذهاب الطفل داخل غرفة محمية مغناطيسيا (MSR). واحدة من أولى الخطوات هي لصالح لمدة خمس لفائف علامة على رأسه قبعة الشخص المعني ، وهذه الملفات تشير إلى منصب رئيس هذا الموضوع داخل الخوذة MEG. مع مساعدة الطفل ، ونحن رقمنة شكل رأس الدمية ، ومن ثم فإننا ندعو للطفل والأم لمرافقة للدمية MSR / سفينة الفضاء. مرة واحدة داخل MSR ، نضع رأس دمية داخل الخوذة لمشاهدة الفيلم. ثم نسأل الطفل إذا كانوا يريدون مشاهدة الفيلم مع دمية. إذا كان الطفل بالراحة والاسترخاء واقتنعت الأم مع بروتوكولات لدينا ، فإننا ندعوهم إلى اللعب داخل سفينة الفضاء في المرة القادمة التي يزورونها مختبرنا. 1.4 المصنفات : لقد المصنفات استنادا إلى الفضاء مغامرة موضوع يعرض الأطفال خطوات ستتخذ خلال الدورة الاختبار. يتم إعطاء هؤلاء الأطفال worksbooks لاتخاذ المنزل والعمل من خلالها مع والديهم في إطار التحضير للزيارة المقبلة. ان الهدف من المصنفات هو التأكيد على أهمية المتطلبات الرئيسية الثلاثة للاختبار : أ) تجنب أي مواد حديدية داخل MSR ، ب) ووضع سقف لفائف علامة لضمان دقة البيانات وشارك في تسجيل ج) و أهمية التي لا تزال قائمة خلال الرقمنة والحصول على البيانات. 2. بروتوكول لقياس اشارات MEG من الأطفال قبل سن المدرسة الذين تتراوح أعمارهم بين 2.1 المعدات المستخدمة في الحصول على البيانات التجريبية والمهمة يتم وضعها من أجل محاذاة البيانات MEG بمعلومات موضوع الهيكلية (مثل التصوير بالرنين المغناطيسي شكل الرأس أو رقمية) ، ومجموعة من خمسة ملفات في قبعة السباحة أن الطفل يرتدي خوذة داخل MEG : علامة لفائف الغطاء. هذه الملفات بمثابة نقطة مرجعية وتتم مقارنة مواقفهم قبل وبعد المهمة لقياس مقدار رأس الشخص المعني قد انتقلت خلال الاستحواذ. التحويل الرقمي : قبل الحصول على البيانات ، يتم ترقيم موقف لفائف علامة الخمس وشكل رئيس للموضوع باستخدام F بزليموسastrak ® التحويل الرقمي (كولشستر ، VT). والتحويل الرقمي يتكون من التحويل الرقمي القلم ، استقبال ثلاثة الارسال ألف وحدة تتبع الحركة. هذه العملية التدابير الموقع من لفائف. في وقت لاحق تتم مطابقة هذه المواقع على معلومات حصل عليها موقع MEG لمحاذاة البيانات التي حصل عليها المغناطيسية وشكل الرأس. الطفل MEG النظام : يتم الحصول على البيانات باستخدام كامل الرأس الطفل MEG النظام (KIT ، كانازاوا ، اليابان) [2]. تكتسب البيانات بشكل مستمر بمعدل عينة من 1000Hz ، مع تمرير شريط على الانترنت تصفية بين 0.03 هرتز و 200Hz. ويتم الحصول على مواقف لفائف علامة قبل وبعد تسجيلات لقياس حركة الرأس. ورفض رئيس حركة البيانات إذا كان أكبر من 5mm. MEG نظام الأجهزة الطرفية : يتم التحكم المحفزات تجريبية مع كمبيوتر باستخدام عرض ® (نظم السلوك العصبي ، ألباني ، كاليفورنيا). يتم تسليم المدخلات البصرية من خلال جهاز عرض الذي يجلس خارج MSR وينعكس على الشاشة MSR. يتم تسليم المثيرات السمعية بواسطة النموذجي بحوث Etymotic ER - 30 سماعات مجهزة إدراج الاذان الطفل الحجم الرغوة (Etymotic بحوث شركة ، إلك غروف فيلاج ، IL). ويتم رصد مستمر للطفل عن طريق كاميرا الدائرة المغلقة والمجرب يتواصل مع الأطفال من خلال ميكروفون. 2.2 الحصول على البيانات : دورات تسجيل بيانات تتضمن المراحل التالية : المرحلة الأولى : قبل وصول الطفل فمن المهم أن تكون كافة أجهزة الكمبيوتر والبرمجيات والمعدات على استعداد للبدء التجربة في أقرب وقت وصول الطفل. كتوصية عامة ، ينبغي أن اثنين من الباحثين من ذوي الخبرة في حين يكون حاضرا للطفل والأم هي في المختبر. اتصالات واضحة بين الوالدين ، والطفل الباحث حاسمة بالنسبة لنجاح التجربة. المرحلة الثانية : بعد وصول الطفل <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يتم توقيع استمارات الموافقة والمجربون معرفة ما اذا كان لديك أسئلة الوالدين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> المجرب يتحقق إذا كان الطفل يتذكر كل الخطوات التي قدمت خلال الاجتماع الأول أو في كتيبات وتعيد تقديم أي التي لا تذكر. وشدد على أهمية تجميد أو تقليل الحركة خلال اقتناء الرقمنة والبيانات. ويمكن إثبات ذلك باستخدام الدمى. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ثم ، والمجرب يتحقق إذا ما كان الطفل يحمل أي مواد حديدية (الملابس مع بقع لمعان ، والمجوهرات ، ونسي اللعب داخل جيوب ، ودبابيس الشعر ، الخ). إذا كانت تحمل قطعة من الملابس التي تحتوي على مواد حديدية ، ونحن نقدم لهم ملابس MEG آمنة. إذا كانت الأم ترغب في مرافقة الطفل أثناء التجربة ، علينا أن نضمن أنهم أيضا إزالة موادها الحديدية. </li></ol> المرحلة الثالثة : الحصول على طفل على استعداد لتنفيذ المهمة داخل MSR <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> المجرب يناسب الغطاء الذي يحمل علامة 5 لفات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> المجرب التحويل الرقمي للموقع وشكل لفائف علامة الطفل رأسه. من أجل الحفاظ على الرؤساء في وضع ثابت ، ونحن نستخدم دعامة للعنق والتي تم تركيبها مع ثلاثة أجهزة الاستقبال. من المهم أن تعزز فكرة تحجيم حركة أو &quot;تجميد&quot; بانتظام للحصول على شكل رأس جيدة. قد يكافأ الطفل مع ملصقا للقيام بعمل جيد في &#39;تجميد&#39;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مدعو للطفل لدخول MSR. تندس سماعات ويتم وضع الطفل في خوذة ديوار MEG في موقف ضعيف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بمجرد أن الطفل هو الاستلقاء بشكل مريح مع رؤوسهم داخل الخوذة MEG ، يتم توصيل وحدة لفائف علامة لقوتهم والباب مغلق MSR. المجرب واحد لا يزال (وأيضا أحد الوالدين ، وإذا رغبت في ذلك) في الغرفة خلال الدورة بأكملها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> للتسلية أثناء الإعداد ، وبين كتل جمع البيانات ، يمكن أن يتوقع أحد الأفلام أو الرسوم المتحركة على الشاشة الخلفية الإسقاط MSR. </li></ol> المرحلة الرابعة : تشغيل التجربة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بمجرد أن يتم إغلاق باب MSR ، تشارك الحبار ويبدأ في الحصول على البيانات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> والطفل يشاهد الفيلم ، وأجرت coregistration قبل الاختبار للتأكد من أن الإشارات MEG يمكن coregistered على شكل رأس رقمية. هذا يتكون من يختبر مسبقا مطابقة لموقف لفائف علامة تم الحصول عليها خلال رقمنة مع الموقف الذي أبداه النظام MEG. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بمجرد أن يظهر الاختبار الأول الذي تم وضعه بشكل صحيح رأس الطفل داخل الخوذة ، يمكن للباحث بدء التجربة : (أ) الفيلم الصامت ، (ب) للباحث يسأل الطفل إذا كانت مستعدة &quot;لنلعب لعبة&quot; ؛ (ج) مرة واحدة وتبدأ اللعبة ، المجرب بانتظام يوفر للطفل مع ملاحظات. على سبيل المثال ، قد يطلب الطفل للاستماع الى سلسلة من الأحكام ، وكرر كلمة هدف مثل &quot;الجبن&quot; ، بمجرد سماعها. هذه الكلمات هي جزء لا يتجزأ الهدف في مجموعة فرعية من اللحاق الثلاثيةلا يتم تضمين هذا المرض استمر التحقيق الانتباه لهذه المهمة ولكن في التحليل النهائي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بمجرد اكتمال المهمة ، يتم تنفيذ آخر لفائف علامة قياس لرصد موقف رئيس والحركة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حالما يتم فض الاشتباك والحبار ، وفتحت الباب MSR ويدعى الطفل إلى اللعب حيث يمكنهم اختيار الجائزة لعملهم الجيد. </li></ol> 3. ممثل النتائج استخدمت دراسة تمثيلية في مختبرنا هذا البروتوكول لدراسة تطور اللغة في منطق الطفل. وشارك ستة وعشرين طفل تتراوح أعمارهم بين 3-4 سنوات (متوسط ​​العمر 4 سنوات و 5 أشهر) في جلسة شراء واحدة على الأقل. عاد سبعة عشر من هؤلاء الأطفال لدورة فحص آخر وخمسة وجاء اختبار لدورة ثالثة. وكان متوسط ​​حركة الرأس أقل من 3.7 ملم (SD 3.1 ملم) ، وكذلك داخل عتبة 5mm. أكبر من الحركات وقعت في 5mm 4.5 ٪ من الدورات ، مع تفاوت تتراوح من 5.5 ملم الى 15 ملم (متوسط ​​= 8.6mm ، SD = 2.5 ملم). <img src="/files/ftp_upload/1693/1693fig1.jpg" alt="الشكل 1" /> الشكل 1 ، وقد زينت خوذة MSR MEG مع والملصقات والألعاب الناعمة. <img src="/files/ftp_upload/1693/1693fig2.jpg" alt="الشكل 2" /> الشكل 2. أربعة من عمرها في تعليم الكبار الحجم MEG (يسار). لاحظ الحشو في الجزء العلوي من رأسها لتقليل حركة والمسافة بين الرأس والخوذة. صورة الحق ويبين نفس الفتاة في MEG الطفل.

<ol>
	<li>H&#228;m&#228;l&#228;inen, M., Hari, R., Ilmoniemi, R. J., Knuutila, J., Lounasmaa, O. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetoencephalography-+theory,+instrumentation,+and+applications+to+noninvasive+studies+of+the+working+human+brain.">Magnetoencephalography- theory, instrumentation, and applications to noninvasive studies of the working human brain.</a> Rev. Mod. Physics. 65 (2), 413-497 (1993).</li><li>Johnson, B. W., Crain, S., Thornton, R., Tesan, G., Reid, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+brain+function+in+pre-school+children+using+a+custom+sized+whole-head+MEG+sensor+array.">Measurement of brain function in pre-school children using a custom sized whole-head MEG sensor array.</a> Clin. Neurophysiol. , (2009).</li><li>Kado, H., Higuchi, M., Shimogawara, M., Haruta, Y., Adachi, Y., Kawai, J., Ogata, H., Uehara, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetoencephalogram+system+developed+at+KIT.">Magnetoencephalogram system developed at KIT.</a> IEEE Trans. Appl. Supercond. 9, 4057-4062 (1999).</li><li>Uehara, G., Adachi, Y., Kawai, J., Shimogawara, M., Higuchi, M., Haruta, Y., Ogata, H., Kado, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-Channel+SQUID+Systems+for+Biomagnetic+Measurement.">Multi-Channel SQUID Systems for Biomagnetic Measurement.</a> IEICE Trans. Electr. E86-C, 43-54 (2003).</li></ol>

ويهدف هذا البروتوكول لتسهيل قياس وظائف المخ المعرفية في أطفال أصحاء ومستيقظا عاما 4. نستخدم نظام MEG مخصصة الحجم مصممة لتناسب رؤوس الأطفال قبل سن المدرسة الذين تتراوح أعمارهم. مع هذا النظام ، وهي صديقة للطفل بيئة معملية ، وبروتوكول تكييفها وفقا لقدرات ودوافع للأطفال ، ونحن قادرون على قياس وظائف المخ المعرفية في الفئة العمرية التي توجد في الوقت الحاضر بيانات قليلة للغاية. نظام KIT - ماكواري هو أول نظام مخصص كامل رئيس الحجم للاستخدام مع الأطفال قبل سن المدرسة الذين تتراوح أعمارهم. هناك ثلاث مزايا رئيسية لديوار الخوذة المخصصة لدراسة الأطفال. أولا ، أصغر دائرة نصف قطرها من التكوين استشعار يجلب مجسات الحبار في مجموعة من الاشارات neuromagnetic من رؤوس الأطفال ق. الثاني ، أصغر خوذة تسمح الإدراج الكامل لرأس الطفل في ديوار. يتم منع الإدراج الكامل في الخوذات ديوار الكبار لأن من أصغر لتحمل تاج المسافة بين الأطفال (انظر الشكل 2). هذه العوامل الأساسية هما في تسجيل نشاط المخ باستخدام MEG لأن الإشارات neuromagnetic تخفيف بسرعة مع البعد عنه. ثالثا ، تخصيص مساعدات خوذة الطفل في وضع متماثل من الرأس ويحد من حرية حركة رأس الطفل داخل ديوار. هذه الميزات تيسير الإعداد بشكل ملحوظ ، وتحديد المواقع ، وقياس الاشارات MEG من الأطفال. ظهور العرف الحجم الطفل MEG النظام هو تقدم مهم لعلم الأعصاب الإدراكي. قد بديل تقنيات تصوير الأعصاب الوظيفية التي تستخدم المواد المشعة أو المجالات المغناطيسية القوية لا تكون مناسبة للاستخدام الروتيني مع الأطفال الصغار. منذ MEG هو أسلوب القياس سلبية تماما لا يوجد أي خطر يمكن تصوره لتطوير الأنسجة. لا يوجد حاليا سوى القليل جدا من البيانات MEG الأطفال الأصحاء الذين تتراوح أعمارهم ما قبل المدرسة ، وذلك لأن النظم التقليدية الكبار MEG ليست مناسبة تماما لاستخدامها مع الأطفال. سيقوم الطفل نظم MEG تسمح لنا لدراسة وظائف المخ في في الأعمار حيث هيكلة كبيرة من نشاط الدماغ يحدث ، وتقديم رؤى جديدة في التطور الطبيعي والمرضي للوظائف الادراكية.

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en" lang="en">	
		
		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>Whole head child MEG</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Kanazawa Institute of Technology (Kanazawa) and Yokogawa Electric Corporation (Tokyo)</td>
<td>Model PQ1064R-N2m</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Magnetically shielded room</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fujihara Co. Ltd., (Tokyo)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Digitiser</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Polhemus (Colchester, VT)</td>
<td>Fastrack</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Experimental control software</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Neurobehavioral Systems (Albany, CA)</td>
<td>Presentation</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Earphones</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Etymotic Research Inc. (Elk Grove Village, IL)</td>
<td>ER-30</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

measurement of neuromagnetic brain function in pre-school children with custom sized meg

Magnetoencephalography هو الاسلوب الذي يكشف المجالات المغناطيسية المرتبطة بالنشاط القشرية [1]. النشاط الكهربية من الدماغ يولد المجالات الكهربائية -- التي يمكن تسجيلها باستخدام تخطيط كهربية الدماغ (EEG) -- وحقولها المغناطيسية ما يصاحب ذلك -- الكشف عنها بواسطة MEG. يتم الكشف عنها بواسطة أجهزة استشعار الإشارات MEG المتخصصة المعروفة باسم أجهزة فائقة التوصيل التدخل الكم (الحبار). أجهزة استشعار فائقة التوصيل تتطلب تبريد مع الهيليوم السائل عند -270 درجة مئوية. ويرد عليهم داخل خوذة vacumm معزول يسمى ديوار ، وهي مليئة السائل. توضع الحبار في مواقع ثابتة داخل الخوذة ديوار في الهيليوم المبرد ، ويوضع رأسه موضوعا داخل هذا ديوار خوذة لقياسات MEG. يجب أن يكون الحجم ديوار خوذة لتلبية القيود المتعارضة. بوضوح ، ويجب أن تكون كبيرة بما يكفي لتناسب معظم أو كل من الرؤساء في عدد السكان التي سيتم دراستها. ومع ذلك ، يجب أن تكون الخوذة أيضا صغيرة بما يكفي للابقاء على معظم أجهزة الاستشعار الحبار في نطاق المجالات الدماغية الصغيرة التي أرادت أن التدبير. صممت التقليدية كامل رئيس MEG نظم لاستيعاب أكثر من 90 ٪ من الرؤساء الكبار. لا أخلاقي ولكن نظم مناسبة تماما لقياس وظائف المخ في مرحلة ما قبل المدرسة الخاصة بالأطفال الذين رؤساء يملك الطول نصف قطرها عدة أصغر من البالغين. وKIT - ماكواري مختبر أبحاث الدماغ في جامعة ماكواري يستخدم نظام MEG الحجم مخصصة لتناسب رؤوس الأطفال قبل سن المدرسة. هذا النظام 64 طفل من الدرجة الأولى مع مقاييس تدرج المحورية الأساسية 50 مم [2] ، ويرد داخل غرفة محمية مغناطيسيا (MSR) جنبا إلى جنب مع النظام التقليدي MEG الكبار الحجم [3،4]. هناك ثلاث مزايا رئيسية لديوار الخوذة المخصصة لدراسة الأطفال. أولا ، أصغر دائرة نصف قطرها من التكوين استشعار يجلب مجسات الحبار في مجموعة من الاشارات neuromagnetic من رؤوس الأطفال. الثاني ، أصغر خوذة تسمح الإدراج الكامل لرأس الطفل في ديوار. يتم منع الإدراج الكامل في الخوذات ديوار الكبار لأن من أصغر لتحمل تاج المسافة بين الأطفال. هذه العوامل الأساسية هما في تسجيل نشاط المخ باستخدام MEG لأن الإشارات neuromagnetic تخفيف بسرعة مع البعد عنه. ثالثا ، تخصيص مساعدات خوذة الطفل في وضع متماثل من الرأس ويحد من حرية حركة رأس الطفل داخل ديوار. عند استخدامها مع البروتوكول الذي ينسجم مع متطلبات جمع البيانات مع قدرات وحفز الهمم والسلوكية للأطفال ، وهذه الميزات تيسير الإعداد بشكل ملحوظ ، وتحديد المواقع ، وقياس الاشارات MEG.

Watch this Scientific Journal Video about Measurement Of Neuromagnetic Brain Function In Pre-school Children With Custom Sized MEG at JoVE.com

Measurement Of Neuromagnetic Brain Function In Pre-school Children With Custom Sized MEG

ظهور أنظمة MEG الحجم للأطفال الصغار يفتح فرصا جديدة هامة لدراسة تطور الدماغ. ويمكن استخدام النظام الجديد ، جنبا إلى جنب مع متطلبات البروتوكول الذي ينسجم مع قدرات التجريبية للأطفال ، لدراسة العمليات المعرفية واللغوية لدى الأطفال ، الذين تتراوح أعمارهم بين الأصحاء مستيقظا 3-6.

قياس وظائف المخ Neuromagnetic في مرحلة ما قبل المدرسة والأطفال MEG الحجم مخصص

Magnetoencephalography is a technique that detects magnetic fields associated with cortical activity [1]. The electrophysiological activity of the brain ...

measurement-neuromagnetic-brain-function-pre-school-children-with

Research

JoVE Journal

Biology

16.8K Views.  Macquarie University. ظهور أنظمة MEG الحجم للأطفال الصغار يفتح فرصا جديدة هامة لدراسة تطور الدماغ. ويمكن استخدام النظام الجديد ، جنبا إلى جنب مع متطلبات البروتوكول الذي ينسجم مع قدرات التجريبية للأطفال ، لدراسة العمليات المعرفية واللغوية لدى الأطفال ، الذين تتراوح أعمارهم بين الأصحا...

Video: Measurement Of Neuromagnetic Brain Function In Pre-school Children With Custom Sized MEG

Long-term Imaging Mammalian Cells using Wide-Field Microscopy

التصوير خلايا الثدييات على المدى الطويل باستخدام الميكروسكوب واسعة الميدانية

In vivo Micro-circulation Measurement in Skeletal Muscle by Intra-vital Microscopy

BACKGROUND: Regulatory factors and detailed physiology of in vivo microcirculation have remained not fully clarified after many different modalities of imaging had invented. While many macroscopic parameters of blood flow reflect flow velocity, changes in blood flow velocity and red blood cell (RBC) flux does not hold linear relationship in the microscopic observations. There are reports of discrepancy between RBC velocity and RBC flux, RBC flux and plasma flow volume, and of spatial and temporal heterogeneity of flow regulation in the peripheral tissues in microscopic observations, a scientific basis for the requirement of more detailed studies in microcirculatory regulation using intravital microscopy. METHODS: We modified Jeff Lichtman's method of in vivo microscopic observation of mouse sternomastoid muscles. Mice are anesthetized,
ventilated, and injected with PKH26L-fluorescently labeled RBCs for microscopic observation.RESULT &amp; CONCLUSIONS: Fluorescently labeled RBCs are detected and distinguished well by a wide-field microscope. Muscle contraction evoked by electrical stimulation induced increase in RBC flux. Quantification of other parameters including RBC velocity and capillary density were feasible. Mice tolerated well the surgery, injection of stained RBCs, microscopic observation, and electrical stimulation. No muscle or blood vessel damage was observed, suggesting that our method is relatively less invasive and suited for long-term observations.

A new versatile method for observation of microcirculation is presented. It is considered suitable for long-term observation, and for combination with pharmacophysiological or molecular biological interventions.

في القياس الصغير تداول المجراة في الهيكل العظمي والعضلات التي البينية الحيوية الميكروسكوب

BACKGROUND: Regulatory factors and detailed physiology of in vivo microcirculation have remained not fully clarified after many different modalities of ...

Exploring Cognitive Functions in Babies, Children &amp; Adults with Near Infrared Spectroscopy

An explosion of functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) studies investigating cortical activation in relation to higher cognitive processes, such as language1,2,3,4,5,6,7,8,9,10, memory11, and attention12 is underway worldwide involving adults, children and infants 3,4,13,14,15,16,17,18,19 with typical and atypical cognition20,21,22. The contemporary challenge of using fNIRS for cognitive neuroscience is to achieve systematic analyses of data such that they are universally interpretable23,24,25,26, and thus may advance important scientific questions about the functional organization and neural systems underlying human higher cognition.
Existing neuroimaging technologies have either less robust temporal or spatial resolution. Event Related Potentials and Magneto Encephalography (ERP and MEG) have excellent temporal resolution, whereas Positron Emission Tomography and functional Magnetic Resonance Imaging (PET and fMRI) have better spatial resolution. Using non-ionizing wavelengths of light in the near-infrared range (700-1000 nm), where oxy-hemoglobin is preferentially absorbed by 680 nm and deoxy-hemoglobin is preferentially absorbed by 830 nm (e.g., indeed, the very wavelengths hardwired into the fNIRS Hitachi ETG-400 system illustrated here), fNIRS is well suited for studies of higher cognition because it has both good temporal resolution (~5s) without the use of radiation and good spatial resolution (~4 cm depth), and does not require participants to be in an enclosed structure27,28. Participants cortical activity can be assessed while comfortably seated in an ordinary chair (adults, children) or even seated in mom s lap (infants). Notably, NIRS is uniquely portable (the size of a desktop computer), virtually silent, and can tolerate a participants subtle movement. This is particularly outstanding for the neural study of human language, which necessarily has as one of its key components the movement of the mouth in speech production or the hands in sign language. 
The way in which the hemodynamic response is localized is by an array of laser emitters and detectors. Emitters emit a known intensity of non-ionizing light while detectors detect the amount reflected back from the cortical surface. The closer together the optodes, the greater the spatial resolution, whereas the further apart the optodes, the greater depth of penetration. For the fNIRS Hitachi ETG-4000 system optimal penetration / resolution the optode array is set to 2cm. 
Our goal is to demonstrate our method of acquiring and analyzing fNIRS data to help standardize the field and enable different fNIRS labs worldwide to have a common background.

Here we describe a data collection and data analysis method for functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS), a novel non-invasive brain imaging system used in cognitive neuroscience, particularly in studying child brain development. This method provides a universal standard of data acquisition and analysis vital to data interpretation and scientific discovery.

استكشاف الوظائف المعرفية لدى الأطفال والرضع والكبار مع التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء القريبة

An explosion of functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) studies investigating cortical activation in relation to higher cognitive processes, such as ...

Genome Editing with CompoZr Custom Zinc Finger Nucleases (ZFNs)

Genome editing is a powerful technique that can be used to elucidate gene function and the genetic basis of disease. Traditional gene editing methods such as chemical-based mutagenesis or random integration of DNA sequences confer indiscriminate genetic changes in an overall inefficient manner and require incorporation of undesirable synthetic sequences or use of aberrant culture conditions, potentially confusing biological study. By contrast, transient ZFN expression in a cell can facilitate precise, heritable gene editing in a highly efficient manner without the need for administration of chemicals or integration of synthetic transgenes.
Zinc finger nucleases (ZFNs) are enzymes which bind and cut distinct sequences of double-stranded DNA (dsDNA). A functional CompoZr ZFN unit consists of two individual monomeric proteins that bind a DNA "half-site" of approximately 15-18 nucleotides (see Figure 1). When two ZFN monomers "home" to their adjacent target sites the DNA-cleavage domains dimerize and create a double-strand break (DSB) in the DNA.1 Introduction of ZFN-mediated DSBs in the genome lays a foundation for highly efficient genome editing. Imperfect repair of DSBs in a cell via the non-homologous end-joining (NHEJ) DNA repair pathway can result in small insertions and deletions (indels). Creation of indels within the gene coding sequence of a cell can result in frameshift and subsequent functional knockout of a gene locus at high efficiency.2 While this protocol describes the use of ZFNs to create a gene knockout, integration of transgenes may also be conducted via homology-directed repair at the ZFN cut site.
The CompoZr Custom ZFN Service represents a systematic, comprehensive, and well-characterized approach to targeted gene editing for the scientific community with ZFN technology. Sigma scientists work closely with investigators to 1) perform due diligence analysis including analysis of relevant gene structure, biology, and model system pursuant to the project goals, 2) apply this knowledge to develop a sound targeting strategy, 3) then design, build, and functionally validate ZFNs for activity in a relevant cell line. The investigator receives positive control genomic DNA and primers, and ready-to-use ZFN reagents supplied in both plasmid DNA and in-vitro transcribed mRNA format. These reagents may then be delivered for transient expression in the investigator&#x2019;s cell line or cell type of choice. Samples are then tested for gene editing at the locus of interest by standard molecular biology techniques including PCR amplification, enzymatic digest, and electrophoresis. After positive signal for gene editing is detected in the initial population, cells are single-cell cloned and genotyped for identification of mutant clones/alleles.

Genome Editing with CompoZr Custom Zinc Finger Nucleases ZFNs

The CompoZr Custom Zinc-Finger Nuclease (ZFN) Service enables precise genome editing in any organism or cell line at any locus defined by the user. This article describes the process for the design, manufacture, validation and implementation of the CompoZr Custom ZFN Service.

الجينوم التحرير مع مخصص Nucleases CompoZr فنجر الزنك (ZFNs)

Genome editing is a powerful technique that can be used to elucidate gene function and the genetic basis of disease. Traditional gene editing methods such ...

Measurement of Cellular Chemotaxis with ECIS/Taxis

Cellular movement in response to external stimuli is fundamental to many cellular processes including wound healing, inflammation and the response to infection. A common method to measure chemotaxis is the Boyden chamber assay, in which cells and chemoattractant are separated by a porous membrane. As cells migrate through the membrane toward the chemoattractant, they adhere to the underside of the membrane, or fall into the underlying media, and are subsequently stained and visually counted 1. In this method, cells are exposed to a steep and transient chemoattractant gradient, which is thought to be a poor representation of gradients found in tissues 2.
Another assay system, the under-agarose chemotaxis assay, 3, 4 measures cell movement across a solid substrate in a thin aqueous film that forms under the agarose layer. The gradient that develops in the agarose is shallow and is thought to be an appropriate representation of naturally occurring gradients. Chemotaxis can be evaluated by microscopic imaging of the distance traveled. Both the Boyden chamber assay and the under-agarose assay are usually configured as endpoint assays.
The automated ECIS/Taxis system combines the under-agarose approach with Electric Cell-substrate Impedance Sensing (ECIS) 5, 6. In this assay, target electrodes are located in each of 8 chambers. A large counter-electrode runs through each of the 8 chambers (Figure 2). Each chamber is filled with agarose and two small wells are the cut in the agarose on either side of the target electrode. One well is filled with the test cell population, while the other holds the sources of diffusing chemoattractant (Figure 3). Current passed through the system can be used to determine the change in resistance that occurs as cells pass over the target electrode. Cells on the target electrode increase the resistance of the system 6. In addition, rapid fluctuations in the resistance represent changes in the interactions of cells with the electrode surface and are indicative of ongoing cellular shape changes. The ECIS/Taxis system can measure movement of the cell population in real-time over extended periods of time, but is also sensitive enough to detect the arrival of a single cell at the target electrode. 
Dictyostelium discoidium is known to migrate in the presence of a folate gradient 7, 8 and its chemotactic response can be accurately measured by ECIS/Taxis 9. Leukocyte chemotaxis, in response to SDF1&alpha; and to chemotaxis antagonists has also been measured with ECIS/Taxis 10, 11. An example of the leukocyte response to SDF1&alpha; is shown in Figure 1.

The ECIS/Taxis system is an automated, real-time assay that measures cellular chemotaxis. In this assay, cells move beneath a layer of agarose to arrive at a target electrode. Cellular movement is measured by the onset of resistance to AC current 0.

قياس من الانجذاب الكيميائي الخلوي مع ECIS / سيارات الأجرة

Cellular movement in response to external stimuli is fundamental to many cellular processes including wound healing, inflammation and the response to ...

Force Measurement During Contraction to Assess Muscle Function in Zebrafish Larvae

Zebrafish larvae provide models of muscle development, muscle disease and muscle-related chemical toxicity, but related studies often lack functional measures of muscle health. In this video article, we demonstrate a method to measure force generation during contraction of zebrafish larval trunk muscle. Force measurements are accomplished by placing an anesthetized larva into a chamber filled with a salt solution. The anterior end of the larva is tied to a force transducer and the posterior end of the larva is tied to a length controller. An isometric twitch contraction is elicited by electric field stimulation and the force response is recorded for analysis. Force generation during contraction provides a measure of overall muscle health and specifically provides a measure of muscle function. Although we describe this technique for use with wild-type larvae, this method can be used with genetically modified larvae or with larvae treated with drugs or toxicants, to characterize muscle disease models and evaluate treatments, or to study muscle development, injury, or chemical toxicity.

Force measurements can be used to demonstrate changes in muscle function due to development, injury, disease, treatment or chemical toxicity. In this video, we demonstrate a method to measure force during a maximal contraction of zebrafish larval trunk muscle.

قياس القوة خلال تقلص العضلات لتقييم وظيفة في يرقات اسماك الزرد

Zebrafish larvae provide models of muscle development, muscle disease and muscle-related chemical toxicity, but related studies often lack functional ...

Measurement of Smooth Muscle Function in the Isolated Tissue Bath-applications to Pharmacology Research

Isolated tissue bath assays are a classical pharmacological tool for evaluating concentration-response relationships in a myriad of contractile tissues. While this technique has been implemented for over 100 years, the versatility, simplicity and reproducibility of this assay helps it to remain an indispensable tool for pharmacologists and physiologists alike. Tissue bath systems are available in a wide array of shapes and sizes, allowing a scientist to evaluate samples as small as murine mesenteric arteries and as large as porcine ileum &#8211; if not larger. Central to the isolated tissue bath assay is the ability to measure concentration-dependent changes to isometric contraction, and how the efficacy and potency of contractile agonists can be manipulated by increasing concentrations of antagonists or inhibitors. Even though the general principles remain relatively similar, recent technological advances allow even more versatility to the tissue bath assay by incorporating computer-based data recording and analysis software. This video will demonstrate the function of the isolated tissue bath to measure the isometric contraction of an isolated smooth muscle (in this case rat thoracic aorta rings), and share the types of knowledge that can be created with this technique. Included are detailed descriptions of aortic tissue dissection and preparation, placement of aortic rings in the tissue bath and proper tissue equilibration prior to experimentation, tests of tissue viability, experimental design and implementation, and data quantitation. Aorta will be connected to isometric force transducers, the data from which will be captured using a commercially available analog-to-digital converter and bridge amplifier specifically designed for use in these experiments. The accompanying software to this system will be used to visualize the experiment and analyze captured data.

This protocol describes the measurement of isometric contraction in an isolated smooth muscle preparation, using an isolated tissue bath system and computer-based data acquisition.

قياس السلس وظيفة العضلات في الأنسجة المعزولة حمام تطبيقات لأبحاث الصيدلة

Isolated tissue bath assays are a classical pharmacological tool for evaluating concentration-response relationships in a myriad of contractile tissues.  ...

Functional Reconstitution and Channel Activity Measurements of Purified Wildtype and Mutant CFTR Protein

The Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR) is a unique channel-forming member of the ATP Binding Cassette (ABC) superfamily of transporters. The phosphorylation and nucleotide dependent chloride channel activity of CFTR has been frequently studied in whole cell systems and as single channels in excised membrane patches. Many Cystic Fibrosis-causing mutations have been shown to alter this activity. While a small number of purification protocols have been published, a fast reconstitution method that retains channel activity and a suitable method for studying population channel activity in a purified system have been lacking. Here rapid methods are described for purification and functional reconstitution of the full-length CFTR protein into proteoliposomes of defined lipid composition that retains activity as a regulated halide channel. This reconstitution method together with a novel flux-based assay of channel activity is a suitable system for studying the population channel properties of wild type CFTR and the disease-causing mutants F508del- and G551D-CFTR. Specifically, the method has utility in studying the direct effects of phosphorylation, nucleotides and small molecules such as potentiators and inhibitors on CFTR channel activity. The methods are also amenable to the study of other membrane channels/transporters for anionic substrates.

Described here is a rapid and effective procedure for functional reconstitution of purified wild-type and mutant CFTR protein that preserves activity for this chloride channel, which is defective in Cystic Fibrosis. Iodide efflux from reconstituted proteoliposomes mediated by CFTR allows studies of channel activity and the effects of small molecules.

إعادة إعماره الوظيفية وآخر قناة قياسات تنقية Wildtype والمسخ CFTR البروتين

The Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR) is a unique channel-forming member of the ATP Binding Cassette (ABC) superfamily of ...

Sample Preparation and Imaging of Exosomes by Transmission Electron Microscopy

Exosomes are nano-sized extracellular vesicles secreted by body fluids and are known to represent the characteristics of cells that secrete them. The contents and morphology of the secreted vesicles reflect cell behavior or physiological status, for example cell growth, migration, cleavage, and death. The exosomes&#39; role may depend highly on size, and the size of exosomes varies from 30 to 300 nm. The most widely used method for exosome imaging is negative staining, while other results are based on Cryo-Transmission Electron Microscopy, Scanning Electron Microscopy, and Atomic Force Microscopy. The typical exosome&#39;s morphology assessed through negative staining is a cup-shape, but further details are not yet clear. An exosome well-characterized through structural study is necessary particular in medical and pharmaceutical fields. Therefore, function-dependent morphology should be verified by electron microscopy techniques such as labeling a specific protein in the detailed structure of exosome. To observe detailed structure, ultrathin sectioned images and negative stained images of exosomes were compared. In this protocol, we suggest transmission electron microscopy for the imaging of exosomes including negative staining, whole mount immuno-staining, block preparation, thin section, and immuno-gold labelling.

This protocol describes the various techniques necessary for transmission electron microscopy including negative staining, ultrathin sectioning for detailed structure, and immuno-gold labelling to determine the positions of specific proteins in exosomes.

نموذج إعداد وتصوير اكسوسوميس مجهر إلكتروني

Exosomes are nano-sized extracellular vesicles secreted by body fluids and are known to represent the characteristics of cells that secrete them. The ...

Photodiode-Based Optical Imaging for Recording Network Dynamics with Single-Neuron Resolution in Non-Transgenic Invertebrates

The development of transgenic invertebrate preparations in which the activity of specifiable sets of neurons can be recorded and manipulated with light represents a revolutionary advance for studies of the neural basis of behavior. However, a downside of this development is its tendency to focus investigators on a very small number of &#8220;designer&#8221; organisms (e.g., C. elegans and Drosophila), potentially negatively impacting the pursuit of comparative studies across many species, which is needed for identifying general principles of network function. The present article illustrates how optical recording with voltage-sensitive dyes in the brains of non-transgenic gastropod species can be used to rapidly (i.e., within the time course of single experiments) reveal features of the functional organization of their neural networks with single-cell resolution. We outline in detail the dissection, staining, and recording methods used by our laboratory to obtain action potential traces from dozens to ~150 neurons during behaviorally relevant motor programs in the CNS of multiple gastropod species, including one new to neuroscience &#8211; the nudibranch Berghia stephanieae. Imaging is performed with absorbance voltage-sensitive dyes and a 464-element photodiode array that samples at 1,600 frames/second, fast enough to capture all action potentials generated by the recorded neurons. Multiple several-minute recordings can be obtained per preparation with little to no signal bleaching or phototoxicity. The raw optical data collected through the methods described can subsequently be analyzed through a variety of illustrated methods. Our optical recording approach can be readily used to probe network activity in a variety of non-transgenic species, making it well suited for comparative studies of how brains generate behavior.

This protocol presents a method for imaging neuronal population activity with single-cell resolution in non-transgenic invertebrate species using absorbance voltage-sensitive dyes and a photodiode array. This approach enables a rapid workflow, wherein imaging and analysis can be pursued over the course of a single day.

التصوير البصري المستند إلى الصمامات الثنائية الضوئية لتسجيل ديناميكيات الشبكة بدقة أحادية الخلايا العصبية في اللافقاريات غير المعدلة وراثيا

The development of transgenic invertebrate preparations in which the activity of specifiable sets of neurons can be recorded and manipulated with light ...