Das beschriebene Projekt wurde durch das National Center for Research Resources, Grant UL1 RR024975-01 unterstützt und ist jetzt in der National Center for Advancing Translational Sciences, Grant 2 UL1 TR000445-06. Der Inhalt ist ausschließlich der Verantwortung der Autoren und nicht notwendigerweise die offizielle Meinung des NIH.

1. Bewertung der Antwort auf Light Touch <ol><li> Die Elektrode Netz (z. B. 128-Kanäle geodätische sensor net) auf Kind oder Säugling Kopf. Stellen Sensoren für Kontakt mit warmer Kochsalzlösung. Wenn bei einem Kind, sicherzustellen Kind bequem sitzen Eltern oder Betreuer in den Schoß. Wenn ein Kleinkind auf, sicherzustellen, dass die Kinder wird leicht gewickelt und entweder in Pflegeperson in die Arme oder in Rückenlage in einem offenen Krippe statt. </li><li> Positionieren einer 1 mm-Düse 0,5 cm unterhalb der Spitze des Zeigefingers der Hand getestet. Legen Sie den Finger für ein kleines Kind oder der Handfläche für ein Kleinkind in einem Formhalter und mit Klettband proximal und distal gemeinsame konsequente Entfernung von Düse auf die Finger oder die Hand zu gewährleisten. Es ist unbedingt notwendig, dass das Kind unterhält die richtige Fingerposition während der Testsitzung. Stellen Sie sicher, dies durch periodisches Beurteilung Finger-und Handplatzierung und mit Kind mit Bezugsperson, wenn jung. Wenn die Prüfung ein Kind, Stopp-Protokollwenn Säugling weint und bieten Komfort vor dem Neustart. Wenn die Prüfung kleines Kind, fragen Betreuer, Trost und Beruhigung während der kurzen Testphase bieten. </li><li> Starten Sie Luftkompressor mit 40 psi durch den Regler, um die Ventileingänge für taktile Reize zu liefern. </li><li> Führen Reiz Lieferprogramm. <ol><li> Für die getesteten Seite, derzeit 60 puff Reize zufällig mit 60 Schein-Studien (ein Lufthauch über eine separate Düse zuge hingewiesen vom Finger) durchsetzt. </li><li> Präsentieren Sie nicht mehr als zwei Wiederholungen eines Blätterteig oder Schein in einer Reihe. Variieren Sie die inter-trial Abständen zufällig zwischen 2.000-2.500 msec. Der Zweck davon ist es, Gewöhnung zu reduzieren, wobei ein Stimulus nicht mehr wahrgenommen wird. Die Gesamtzeit für eine Folge von 120 Versuchen sollte 4,5-5 min. </li><li> Führen Sie das gleiche Protokoll mehr für die andere Seite, wenn das Studium asymmetrische somatosensorischen Störungen. </li></ol></li><li> Für Protokolle nicht die Aufmerksamkeit auf Konjunktur erfordern keine weitere Einrichtung erforderlich. Tgilt für seine Kinder Tests. Für Verbesserung der Aufmerksamkeit bei jungen Kindern (die in größeren spezifischen ERP-Gipfel in Aufnahme führt), eine Aufgabe. <ol><li> Beispielaufgabe für die 5-Jährigen: Beschreiben Luft Züge als &quot;Luftblasen&quot; von &quot;Fisch&quot; in einem &quot;Aquarium&quot; (eine dekorierten Box Verbergen der Kugelfisch Apparate) geblasen. Bitten Sie die Kinder, zu erraten, ob jeder &quot;Blase&quot; wird durch eine blaue oder eine rote &quot;Fisch&quot; ausgeliefert. Sagen Sie dem Kind, die sie nicht brauchen, und sollte nichts sagen, während sie der Erfüllung dieser Aufgabe (siehe oben mit gespielter Aquarium in Abbildung 1). </li></ol></li></ol> 2. Bewertung der Antwort auf Multisensorische Protocol (Auditory-taktile Gleichzeitige vs summiert Individuelle Antworten) <ol><li> Führen Sie die Schritte 1.1-1.3 wie oben beschrieben. Stimuli werden in Tabelle 1 beschrieben. </li><li> Führen Sie den Reiz Lieferprogramm (z. B. in E-Prime-Software). Für die getesteten seits eine auditiv-taktile<html> Paradigma kann die folgenden vier zufällig Reize zu präsentieren, mit 60 Versuche / Stimulus: puff, puff-/ga /, / ga /-Schein, Schein. Auch die Möglichkeit der Gewöhnung zu begrenzen, nicht in einem Zustand, präsentieren mehr als zwei Wiederholungen eines Blätterteig oder Schein in einer Reihe, und variieren die inter-trial Abständen zufällig zwischen 2.000-2.500 msec. Jede Sequenz von 240 Studien sollten zwischen 9-10 min dauern. </li><li> Führen identisches Protokoll über für die andere Hand. </li><li> Geben Sie einen lautlosen altersgerechte Karikatur zu Beginn der Protokoll und weiterhin während des gesamten Verfahrens zur Erhöhung der Motor Artefakte aus Unruhe zu vermeiden, und um den Hintergrund von großen Patienten erzeugten Delta-Wellen zu verringern, wenn sie sich langweilen. Zum Beispiel, in 5-Jährigen haben wir eine Schleife von 20 Minuten von einem gekauften Video, stumm gespielt und neu gestartet werden, bevor jedes Thema wurde getestet. Keine Beachtung Stimulus benötigt wird, damit die Schleife Cartoon eine visuelle Hintergrund aus den Stimuli getrennt. </li></ol>e_title &quot;&gt; 3. Software und Geräte einrichten <ol><li> Um die Software zu programmieren, zwei serielle Befehle von der Anwendung gesendet Stimuluskontrolle einrichten. Man identifiziert den Blätterteig, der andere der Schwindel. Haben die Stimuluskontrolle Anwendung senden Sie die Befehle an einen Mikrocontroller. </li><li> Haben die Mikro erzeugen einen TTL-Impuls (z. B. 20 msec Dauer) mit dem entsprechenden digitalen Ausgangskanal. Dieser Ausgang ist in zwei Leitungen, eine für den digitalen Eingang des EEG-Aufzeichnungssystem und einem an den Magnetgesteuerte Luftventile aufgeteilt werden. Markieren Sie die Öffnung der Ventile in der EEG-Datenstrom. </li><li> Messen Sie den Puls zu paffen Latenzzeit für beide real und Schein-Bedingungen mit einem Oszilloskop und einem Mikrofon. Diese sollten einheitlich, und in der Größenordnung von 10-15 msec. Stellen Sie für die Wartezeit nach der Aufnahme. </li><li> Berechnen die Kraft an der Düse ausgeübt in PSI mit einem Manometer und durch Messung der Düsendurchmesser. Verwenden Sie die Formel F (N) = Druck * Fläche. Zum Beispiel ausgeübte Kraft from ein Radius von 1 mm Düse bei 6 psi ergibt F (N) = 0,03 lbs. </li><li> Um die Steuerungsanwendung für die multisensorische Protokoll ändern, senden zwei serielle Befehle Identifizierung eines echten Blätterteig oder Schein an den Mikrocontroller sowie eine aufgezeichnete Sprachklang oder Schweigen. Hinweis: In unserem Paradigma wir die Computer generiert, Akzent-neutral / ga / Sound, unter anderem, wie / da /, / du /, / bu / etc verwendet haben. </li><li> Anwesend akustische Reize durch einen Lautsprecher auf der Mittellinie platziert, 2 m vor dem Thema. </li><li> Ausrichten der Schall Einsetzen Zeit gleichzeitig mit dem Beginn der Hub oder mit der Verzögerung gemessen in Schritt 3.3, je nachdem, welcher Zustand wünschenswert, den Tester sein. </li></ol> 4. Datenerfassung und-Vorbereitung <ol><li> Wählen Sie Filter und Verweise Einstellungen, um Daten auf Basis von Standard-ERP-Methoden probieren. Hier verwenden Sie eine 1.000 Hz mit Filter zu 0,1 bis 400 Hz eingestellt. Während der Datensammlung finden Sie alle Elektroden Cz und rereferenced sie offline zu einem durchschnittlichenAlter Referenz. </li><li> Um die Daten-Segment, filtern Sie die aufgezeichneten Daten mit den gewünschten Filter und Segmentierung. Für diese Studie mit einem 0,3 bis 40 Hz Bandpass-Filter und das Segment der laufenden EEG auf der Basis des Reizbeginn einen 200 msec prestimulus Grundlinie und eine 500 msec Post-Stimulus-Intervall enthalten. </li><li> Eine Qualitätskontrolle der Daten. Bildschirm jedes Segment für Motor-und Augen Artefakte wie Hochfrequenz-Muskelaktivität, mit Computer-Algorithmen in der ERP-Software enthalten. Folgen Sie diesen Bildschirm durch eine manuelle Überprüfung. </li><li> Die automatisierten Screening-Kriterien werden wie folgt in diesem Protokoll festgelegt, kann aber geändert werden: für die Augenkanäle, Spannung&gt; 140 uV = Lidschlag und Spannung&gt; 55 uV = Augenbewegungen. </li><li> Korrigieren Sie die Daten aus kontaminierten Studien mit einer Augenartefaktkorrektur-Tool. Hinweis: Jeder Kanal mit Spannung&gt; 200 uV ist von schlechter Qualität betrachtet. Wenn&gt; 15 Kanäle sind von schlechter Qualität, entschieden wir uns, die gesamte Studie zur Reproduzierbarkeit Gründen verwerfen. </li><li> Durchschnittliche ERPs. Rereference sie zu einem durchschnittlichen Referenz und durchzuführen, Baseline-Korrektur basierend auf Kriterien, die in Schritt 4.2 gewählt, dann. Auszug mittleren Amplitude und Peak-Latenzen für verschiedene Gipfel, vom Gesamtmittelwellenformen von vordefinierten Bevölkerung hochgerechnet. Hinweis: In unserem Fall haben wir basierend auf den folgenden etablierten Literatur von älteren Reaktion der Kinder auf mittlere Nervenstimulation 10-14. Wir verwendeten P50 (30-80 ms), N70 (50-100 msec), P100 (80-150 msec), N140 (130 bis 230 ms) und P2 (250-350 ms) Spitzen. </li><li> Fügen Sie nur Daten aus überlappenden Elektroden voreingestellte Positionen (Abbildung 2). Leiten Sie Daten für einzelne Elektroden und durchschnittlich innerhalb jedes Clusters. </li></ol>

<ol>
	<li>Nelson, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+plasticity+and+human+development:+the+role+of+early+experience+in+sculpting+memory+systems.">Neural plasticity and human development: the role of early experience in sculpting memory systems.</a> Dev. Sci. 3 (2), 115-136 (2000).</li><li>Wallace, M. T., Stein, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+experience+determines+how+the+senses+will+interact.">Early experience determines how the senses will interact.</a> J. Neurophysiol. 97 (1), 921-926 (2007).</li><li>Greenough, W. T., Black, J. E., Wallace, C. 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Sci. 21 (3), 289-298 (1974).</li><li>Schubert, R., Blankenburg, F., Lemm, S., Villringer, A., Curio, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Now+you+feel+it-now+you+don't:+ERP+correlates+of+somatosensory+awareness.">Now you feel it-now you don't: ERP correlates of somatosensory awareness.</a> Psychophysiology. 43 (1), 31-40 (2006).</li><li>Hamalainen, H., Kekoni, J., Sams, M., Reinikainen, K., Naatanen, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+somatosensory+evoked+potentials+to+mechanical+pulses+and+vibration:+contributions+of+SI+and+SII+somatosensory+cortices+to+P50+and+P100+components.">Human somatosensory evoked potentials to mechanical pulses and vibration: contributions of SI and SII somatosensory cortices to P50 and P100 components.</a> Electroencephal. Clin. 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Brain Res. 151 (1), 24-31 (2003).</li><li>Forster, B., Eimer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Covert+attention+in+touch:+Behavioral+and+ERP+evidence+for+costs+and+benefits.">Covert attention in touch: Behavioral and ERP evidence for costs and benefits.</a> Psychophysiology. 42 (2), 171-179 (2005).</li><li>Tamura, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cognitive+processes+in+two-point+discrimination:+an+ERP+study.">Cognitive processes in two-point discrimination: an ERP study.</a> Clin. 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F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+assessment+of+cortical+response+to+somatosensory+stimuli+in+children+with+hemiparetic+cerebral+palsy.">Novel assessment of cortical response to somatosensory stimuli in children with hemiparetic cerebral palsy.</a> J. Child Neurol. 27 (10), 1276-1283 (2012).</li><li>Molholm, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Audio-Visual+Multisensory+Integration+in+Superior+Parietal+Lobule+Revealed+by+Human+Intracranial+Recordings.">Audio-Visual Multisensory Integration in Superior Parietal Lobule Revealed by Human Intracranial Recordings.</a> J. Neurophysiol. 96 (2), 721-729 (2006).</li><li>Molholm, S., Ritter, W., Murray, M. M., Javitt, D. C., Schroeder, C. E., Foxe, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multisensory+auditory-visual+interactions+during+early+sensory+processing+in+humans:+a+high-density+electrical+mapping+study.">Multisensory auditory-visual interactions during early sensory processing in humans: a high-density electrical mapping study.</a> Brain Res. 14 (1), 115-128 (2002).</li><li>Foxe, J. J., Morocz, I. A., Murray, M. M., Higgins, B. A., Javitt, D. C., Schroeder, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multisensory+auditory-somatosensory+interactions+in+early+cortical+processing+revealed+by+high-density+electrical+mapping.">Multisensory auditory-somatosensory interactions in early cortical processing revealed by high-density electrical mapping.</a> Brain Res.. 10 (1-2), 77-83 (2000).</li><li>Gick, B., Derrick, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aero-tactile+integration+in+speech+perception.">Aero-tactile integration in speech perception.</a> Nature. 462 (7272), 502-504 (2009).</li><li>Stevens, K. N., Blumstein, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Invariant+cues+for+place+of+articulation+in+stop+consonants.">Invariant cues for place of articulation in stop consonants.</a> J. Acoust. Soc. Am. 64 (5), 1358-1368 (1978).</li><li>Hari, R., Parkkonen, L., Nangini, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+brain+in+time:+insights+from+neuromagnetic+recordings.">The brain in time: insights from neuromagnetic recordings.</a> Ann. NY Acad. Sci. 1191, 89-109 (2010).</li><li>Key, A. P. F., Dove, G. O., Maguire, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Linking+Brainwaves+to+the+Brain:+An+ERP.">Linking Brainwaves to the Brain: An ERP.</a> Dev. Neuropsychol. 27 (2), 183-215 (2005).</li></ol>

Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessen konkurrieren.

Diese neuartige Kombination von Luftstoß-und ERP-kortikale Verarbeitung von leichten Berührung und taktile-auditive Reaktionen zu messen (die als &quot;Puffer-System&quot; genannt) ist gut mit kleinen Kindern mit Behinderungen und von Kindern gut vertragen. Dies gilt für unisensory und multisensorischen Versionen, und ob sich das beobachtete Komponente im Falle von kleinen Kindern aufgenommen wird oder nicht. Die Gründe für den Erfolg dieser Methode bei der Beurteilung eines jungen und empfindlichen Bevölkerung si...

Das Studium der Entwicklung kortikaler sensorischer Prozesse ist unerlässlich, um das Verständnis der Grundlage für die meisten Funktionen höherer Ordnung. Sinneserfahrungen sind für einen Großteil des Gehirns durch die Organisation der Kindheit verantwortlich, die Grundlagen für komplexe Prozesse wie Kognition, Kommunikation und motorische Entwicklung 3.1. Die meisten pädiatrischen Studien der sensorischen Prozesse konzentrieren sich auf auditive und visuelle Domains, vor allem weil diese Reize sind am einfachsten zu entwickeln, zu standardisieren und zu testen. Ist von besonderem Interesse bei Säuglingen und Kindern jedoch taktile Verarbeitung, da es das erste Sinn, in dem 4,5 Fötus entwickeln und somatosensorischen Informationen ist integraler Bestandteil der Funktion anderer kortikalen Systeme (z. B. Motor, Speicher, assoziativen Lernens limbischen) 6. Aktuelle Verfahren der Beurteilung somatosensorischen Verarbeitung werden durch die Wahl der taktilen Reiz begrenzt. Eine gemeinsame Wahl ist eine direkte elektrische Nervenstimulation Median 7,8 </sup&gt;, Mit dem Potential für Unbehagen. Andere wirksame Methoden verwenden aktive Aufgaben wie Diskriminierung, Anerkennung und Lokalisierung der Reize, sowohl Aufmerksamkeit und ein hohes Maß an Verständnis 9 benötigt. Alle diese Verfahren sind daher in ihrer Verwendung bei kleinen Kindern und Säuglingen beschränkt. Daher war unser Ziel, eine taktile Paradigma, dass diese Einschränkungen richtet, indem nicht-invasive und reduzieren die Notwendigkeit für eine aktive Beteiligung einer Person zu entwickeln. Darüber hinaus galt es, einen standardisierten Niveau der Stimulation und eine Schein-Kontrolle zu haben. Dafür haben wir den &quot;Kugelfisch&quot;-System, ein Dual-Channel-, zeitgesteuert, und kalibrierte Luftstoß-Liefersystem entwickelt, so dass wir die Auswirkungen der leichten Berührung in den Kindern und anderen gefährdeten Bevölkerungsgruppen zu messen. Funktionelle MRI-Studien zeigten, dass die Stimulation durch Luftstöße aktiviert sensorischen Kortex, obwohl die Länge und Herausforderungen solcher Studien, wie Immobilisierung Kieldein Sitzungen und angstauslösenden Einstellungen machen sie schwer in den jungen Kindern durchzuführen. Deshalb kombinieren wir unsere neue Liefersystem mit Event-Related Potential (ERP)-Methode, um die zeitliche Auflösung der sensorischen Verarbeitung von leichten Berührung in einem kurzen, kinderfreundliches Test-Session zu liefern. Dieses neue Paradigma bietet die nötige Flexibilität, um die sensorische Verarbeitung in verschiedenen Bevölkerungsgruppen, Altersgruppen und klinischen Umgebungen zu studieren. Es hat auch den Vorteil, dass mit auditiven Reize kompatibel, so dass für multisensorische Einschätzungen. Bis jetzt hat genaue und zuverlässige taktile Beurteilung nicht bei Kleinkindern oder bei Kindern, die nicht zuverlässig durch geistige / Sprachstörungen reagieren, sind möglich. Diese Methode zielt darauf ab, diese Lücke, um in einem Zeitraum von maximal Plastizität des Gehirns in der frühen Identifizierung der sensorischen Verarbeitung Defizite und Intervention unterstützen zu füllen. Verbesserungen in der sensorischen Verarbeitung in der Kindheit kann die Kaskade beeinflussenvon der Entwicklung des Nerven Die folgenden Verfahren sind alle enthalten in Vanderbilt Institutional Review Board genehmigt Protokolle.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="703">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:249px;">Geodesic sensor net</td>
			<td style="width:168px;">EGI, Inc., Eugene, OR</td>
			<td style="width:119px;">depends on size</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Net Station EEG software v. 4.2</td>
			<td style="width:168px;">EGI, Inc., Eugene, OR</td>
			<td style="width:119px;">NA</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">E-Prime stimulus control application</td>
			<td style="width:168px;">PST, Inc. Pittsburgh, PA</td>
			<td style="width:119px;">NA</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:249px;">Manometer (model 6&#8221; 0-60PSI)</td>
			<td style="width:168px;">H. O. Trerice Co, Oak Park, MI</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:249px;">Custom Puffer setup</td>
			<td style="width:168px;">Nathalie Maitre</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

quantitative assessment of cortical auditory-tactile processing in children with disabilities

Ziel und einfache Messung der sensorischen Verarbeitung ist extrem schwierig in nonverbal oder gefährdeten pädiatrischen Patienten. Wir entwickelten eine neue Methode zur quantitativen Bewertung der Kinder kortikale Verarbeitung von leichten Berührung, Sprachlaute und die multisensorische Verarbeitung der zwei Reize, ohne dass aktives Subjekt Beteiligung oder was Kinder Unbehagen. Um dies zu erreichen haben wir ein Dual-Channel-, Zeit und Kraft kalibrierten Luftstoß-Stimulator, der sowohl taktile Stimulation und eine Schein-Steuerung ermöglicht. Wir kombinieren diese mit der Verwendung von ereignisbezogene Potential Methodik für die hohe zeitliche Auflösung der Signale von den primären und sekundären somatosensorischen Kortex sowie höhere Auftragsbearbeitung zu ermöglichen. Diese Methodik erlaubt es uns auch, eine multisensorische Reaktion auf auditiv-taktile Stimulation zu messen.

Beurteilung der Licht touch (Abbildung 3): Eigenschaften des kortikalen Reaktion auf taktile Stimulation mit dem Puffer-System: Die Muster von Peaks in Reaktion auf die Blätterteig sind sehr ähnlich zu den kortikalen Reaktionen unter Verwendung von Mediannerv Stimulation bei gesunden Erwachsenen 10,11 erhalten. Die frühe Reaktion (P50, N70, P100 Peaks) spiegelt vor allem Aktivität im primären sensorischen Kortex 12 und nicht ...

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Quantitative Assessment of Cortical Auditory-tactile Processing in Children with Disabilities

Ziel und einfache Messung der sensorischen Verarbeitung ist extrem schwierig in nonverbal oder gefährdeten pädiatrischen Patienten. Wir entwickelten eine neue Methode zur quantitativen Bewertung Säuglinge und Kinder kortikale Verarbeitung von leichten Berührung, Geräusche Rede, und die multisensorische Verarbeitung der zwei Reize, ohne dass aktives Subjekt Beteiligung oder verursacht Unbehagen in gefährdeten Patienten.

Quantitative Bewertung der kortikalen Auditory-taktile Verarbeitung bei Kindern mit Behinderungen

Objective and easy measurement of sensory processing is extremely difficult in nonverbal or vulnerable pediatric patients. We developed a new methodology ...

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Research

JoVE Journal

Behavior

10.7K Aufrufe.  Vanderbilt University.  Ziel und einfache Messung der sensorischen Verarbeitung ist extrem schwierig in nonverbal oder gefährdeten pädiatrischen Patienten. Wir entwickelten eine neue Methode zur quantitativen Bewertung Säuglinge und Kinder kortikale Verarbeitung von leichten Berührung, Geräusche Rede, und die multisensorische Verarbeitung der zwei Reize, ohne dass aktives Subjekt Beteiligung oder verursacht Unbehagen in gefährdeten Patienten. 

Serie: Quantitative Assessment of Cortical Auditory-tactile Processing in Children with Disabilities

Assessment and Evaluation of the High Risk Neonate: The NICU Network Neurobehavioral Scale

There has been a long-standing interest in the assessment of the neurobehavioral integrity of the newborn infant. The NICU Network Neurobehavioral Scale (NNNS) was developed as an assessment for the at-risk infant. These are infants who are at increased risk for poor developmental outcome because of insults during prenatal development, such as substance exposure or prematurity or factors such as poverty, poor nutrition or lack of prenatal care that can have adverse effects on the intrauterine environment and affect the developing fetus. The NNNS assesses the full range of infant neurobehavioral performance including neurological integrity, behavioral functioning, and signs of stress/abstinence. The NNNS is a noninvasive neonatal assessment tool with demonstrated validity as a predictor, not only of medical outcomes such as cerebral palsy diagnosis, neurological abnormalities, and diseases with risks to the brain, but also of developmental outcomes such as mental and motor functioning, behavior problems, school readiness, and IQ. The NNNS can identify infants at high risk for abnormal developmental outcome and is an important clinical tool that enables medical researchers and health practitioners to identify these infants and develop intervention programs to optimize the development of these infants as early as possible. The video shows the NNNS procedures, shows examples of normal and abnormal performance and the various clinical populations in which the exam can be used.

The NICU Network Neurobehavioral Scale (NNNS) was developed as an assessment for the at-risk infant. The purpose of this article is to describe the NNNS, provide video examples of the NNNS procedures and discuss the ways in which the exam has been used.

Bewertung und Evaluierung der High Risk Neugeborene: Die Neugeborenen-Intensivstation Netzwerk Neuropsychologische Skala

There has been a long-standing interest in the assessment of the neurobehavioral integrity of the newborn infant.  The NICU Network Neurobehavioral Scale ...

Forschung

Verhalten

Measurement of Fronto-limbic Activity Using an Emotional Oddball Task in Children with Familial High Risk for Schizophrenia

Adolescence is a critical developmental period where the early symptoms of schizophrenia frequently emerge. First-degree relatives of people with schizophrenia who are at familial high risk (FHR) may show similar cognitive and emotional changes. However, the neurological changes underlying the emergence of these symptoms remain unclear. This study sought to identify differences in frontal, striatal, and limbic regions in children and adolescents with FHR using functional magnetic resonance imaging. Groups of 21 children and adolescents at FHR and 21 healthy controls completed an emotional oddball task that relied on selective attention and the suppression of task-irrelevant emotional information. The standard oddball task was modified to include aversive and neutral distractors in order to examine potential group differences in both emotional and executive processing. This task was designed specifically to allow for children and adolescents to complete by keeping the difficulty and emotional image content age-appropriate. Furthermore, we demonstrate a technique for suitable fMRI registration for children and adolescent participants. This paradigm may also be applied in future studies to measure changes in neural activity in other populations with hypothesized developmental changes in executive and emotional processing.

This paper describes how to use the emotional oddball task and fMRI to measure brain activation in children and adolescents at familial high risk for schizophrenia (FHR).&#160;FMRI was used to measure differences in fronto-striato-limbic regions during an emotional oddball task. Children with FHR exhibited abnormal functional activation during adolescence.

Die Messung der Fronto-limbischen Aktivität unter Verwendung einer emotionalen Oddball Aufgabe bei Kindern mit familiärer High Risk for Schizophrenia

Adolescence is a critical developmental period where the early symptoms of schizophrenia frequently emerge. First-degree relatives of people with ...

Cortical Source Analysis of High-Density EEG Recordings in Children

EEG is traditionally described as a neuroimaging technique with high temporal and low spatial resolution. Recent advances in biophysical modelling and signal processing make it possible to exploit information from other imaging modalities like structural MRI that provide high spatial resolution to overcome this constraint1. This is especially useful for investigations that require high resolution in the temporal as well as spatial domain. In addition, due to the easy application and low cost of EEG recordings, EEG is often the method of choice when working with populations, such as young children, that do not tolerate functional MRI scans well. However, in order to investigate which neural substrates are involved, anatomical information from structural MRI is still needed. Most EEG analysis packages work with standard head models that are based on adult anatomy. The accuracy of these models when used for children is limited2, because the composition and spatial configuration of head tissues changes dramatically over development3.&#160;
In the present paper, we provide an overview of our recent work in utilizing head models based on individual structural MRI scans or age specific head models to reconstruct the cortical generators of high density EEG. This article describes how&#160;EEG recordings are acquired, processed, and analyzed with pediatric populations at the London Baby Lab, including laboratory setup, task design, EEG preprocessing, MRI processing, and EEG channel level and source analysis.&#160;

In recent years, there has been increasing interest in estimating the cortical sources of scalp measured electrical activity for cognitive neuroscience experiments. This article describes how high density EEG is acquired and how recordings are processed for cortical source estimation in children from the age of 2 years at the London Baby Lab.

Kortikale Quelle Analyse von High-Density-Aufnahmen EEG bei Kindern

EEG is traditionally described as a neuroimaging technique with high temporal and low spatial resolution. Recent advances in biophysical modelling and ...

Experimental Assessment of Mouse Sociability Using an Automated Image Processing Approach

Mouse is the preferred model organism for testing drugs designed to increase sociability. We present a method to quantify mouse sociability in which the test mouse is placed in a standardized apparatus and relevant behaviors are assessed in three different sessions (called session I, II, and III).
The apparatus has three compartments (see Figure 1), the left and right compartments contain an inverted cup which can house a mouse (called &#34;stimulus mouse&#34;).
In session I, the test mouse is placed in the cage and its mobility is characterized by the number of transitions made between compartments. In session II, a stimulus mouse is placed under one of the inverted cups and the sociability of the test mouse is quantified by the amounts of time it spends near the cup containing the enclosed stimulus mouse vs. the empty inverted cup. In session III, the inverted cups are removed and both mice interact freely. The sociability of the test mouse in session III is quantified by the number of social approaches it makes toward the stimulus mouse and by the number of times it avoids a social approach by the stimulus mouse.
The automated evaluation of the movie detects the nose of the test mouse, which allows the determination of all described sociability measures in session I and II (in session III, approaches are identified automatically but classified manually). To find the nose, the image of an empty cage is digitally subtracted from each frame of the movie and the resulting image is binarized to identify the mouse pixels. The mouse tail is automatically removed and the two most distant points of the remaining mouse are determined; these are close to nose and base of tail. By analyzing the motion of the mouse and using continuity arguments, the nose is identified.
<img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/52508/52508fig1.jpg" /> 
Figure 1. Assessment of Sociability During 3 sessions. Session I (top): Acclimation of test mouse to the cage. Session II (middle): Test mouse moving freely in the cage while the stimulus mouse is enclosed in an inverted cup. Session III (bottom): Both test mouse and stimulus mouse are allowed to move freely and interact with each other.

This protocol describes a method to quantify mouse sociability. Mice are videotaped as they move and interact in a special cage. Movie processing allows for the automated quantification of sociability with excellent accuracy and reliability.

Experimentelle Bewertung der Maus Sociability einer automatisierten Bildverarbeitung Ansatz

Mouse is the preferred model organism for testing drugs designed to increase sociability. We present a method to quantify mouse sociability in which the ...

Testing Sensory and Multisensory Function in Children with Autism Spectrum Disorder

In addition to impairments in social communication and the presence of restricted interests and repetitive behaviors, deficits in sensory processing are now recognized as a core symptom in autism spectrum disorder (ASD). Our ability to perceive and interact with the external world is rooted in sensory processing. For example, listening to a conversation entails processing the auditory cues coming from the speaker (speech content, prosody, syntax) as well as the associated visual information (facial expressions, gestures). Collectively, the &#8220;integration&#8221; of these multisensory (i.e., combined audiovisual) pieces of information results in better comprehension. Such multisensory integration has been shown to be strongly dependent upon the temporal relationship of the paired stimuli. Thus, stimuli that occur in close temporal proximity are highly likely to result in behavioral and perceptual benefits &#8211; gains believed to be reflective of the perceptual system&#39;s judgment of the likelihood that these two stimuli came from the same source. Changes in this temporal integration are expected to strongly alter perceptual processes, and are likely to diminish the ability to accurately perceive and interact with our world. Here, a battery of tasks designed to characterize various aspects of sensory and multisensory temporal processing in children with ASD is described. In addition to its utility in autism, this battery has great potential for characterizing changes in sensory function in other clinical populations, as well as being used to examine changes in these processes across the lifespan.

We describe how to implement a battery of behavioral tasks to examine the processing and integration of sensory stimuli in children with ASD. The goal is to characterize individual differences in temporal processing of simple auditory and visual stimuli and relate these to higher order perceptual skills like speech perception.

Testen Sensorische und multisensorische Funktion bei Kindern mit Asperger-Syndrom

In addition to impairments in social communication and the presence of restricted interests and repetitive behaviors, deficits in sensory processing are ...

A Method to Quantify Visual Information Processing in Children Using Eye Tracking

Visual problems that occur early in life can have major impact on a child's development. Without verbal communication and only based on observational methods, it is difficult to make a quantitative assessment of a child's visual problems. This limits accurate diagnostics in children under the age of 4 years and in children with intellectual disabilities. Here we describe a quantitative method that overcomes these problems. The method uses a remote eye tracker and a four choice preferential looking paradigm to measure eye movement responses to different visual stimuli. The child sits without head support in front of a monitor with integrated infrared cameras. In one of four monitor quadrants a visual stimulus is presented. Each stimulus has a specific visual modality with respect to the background, e.g., form, motion, contrast or color. From the reflexive eye movement responses to these specific visual modalities, output parameters such as reaction times, fixation accuracy and fixation duration are calculated to quantify a child's viewing behavior. With this approach, the quality of visual information processing can be assessed without the use of communication. By comparing results with reference values obtained in typically developing children from 0-12 years, the method provides a characterization of visual information processing in visually impaired children. The quantitative information provided by this method can be advantageous for the field of clinical visual assessment and rehabilitation in multiple ways. The parameter values provide a good basis to: (i) characterize early visual capacities and consequently to enable early interventions; (ii) compare risk groups and follow visual development over time; and (iii), construct an individual visual profile for each child.

A method is described to quantify the quality of visual information processing based on reflexive eye movements in response to specific visual modalities. Reaction times and fixation output parameters are used to characterize visual performance in children with and without visual impairments from 6 months of age.

Eine Methode zur Quantifizierung von Visual Information Processing bei Kindern Eye-Tracking

Visual problems that occur early in life can have major impact on a child's development. Without verbal communication and only based on observational ...

Behavioral Assessment of Hearing in 2 to 4 Year-old Children: A Two-interval, Observer-based Procedure Using Conditioned Play-based Responses

Collecting reliable behavioral data from toddlers and preschoolers is challenging. As a result, there are significant gaps in our understanding of human auditory development for these age groups. This paper describes an observer-based procedure for measuring hearing sensitivity with a two-interval, two-alternative forced-choice paradigm. Young children are trained to perform a play-based, motor response (e.g., putting a block in a bucket) whenever they hear a target signal. An experimenter observes the child&#39;s behavior and makes a judgment about whether the signal was presented during the first or second observation interval; the experimenter is blinded to the true signal interval, so this judgment is based solely on the child&#39;s behavior. These procedures were used to test 2 to 4 year-olds (n = 33) with no known hearing problems. The signal was a 1,000 Hz warble tone presented in quiet, and the signal level was adjusted to estimate a threshold corresponding to 71%-correct detection. A valid threshold was obtained for 82% of children. These results indicate that the two-interval procedure is both feasible and reliable for use with toddlers and preschoolers. The two-interval, observer-based procedure described in this paper is a powerful tool for evaluating hearing in young children because it guards against response bias on the part of the experimenter.

This paper describes a procedure for measuring hearing sensitivity in 2 to 4 year-old children. Children are trained to perform play-based responses when they hear a target signal. Thresholds are then estimated in a two-interval, two-alternative forced-choice paradigm, based on observations of the child&#39;s behaviors.

Behavioral Beurteilung der in 2 bis 4-jährigen Kindern zu hören: Ein Zwei-Intervall, Beobachter-basierte Vorgehensweise Über konditionierten Wiedergabe-basierte Antworten

Collecting reliable behavioral data from toddlers and preschoolers is challenging. As a result, there are significant gaps in our understanding of human ...

Assessing Working Memory in Children: The Comprehensive Assessment Battery for Children &#8211; Working Memory (CABC-WM)

The Comprehensive Assessment Battery for Children - Working Memory (CABC-WM) is a computer-based battery designed to assess different components of working memory in young school-age children. Working memory deficits have been identified in children with language-based learning disabilities, including dyslexia1,2 and language impairment3,4, but it is not clear whether these children exhibit deficits in subcomponents of working memory, such as visuospatial or phonological working memory. The CABC-WM is administered on a desktop computer with a touchscreen interface and was specifically developed to be engaging and motivating for children. Although the long-term goal of the CABC-WM is to provide individualized working memory profiles in children, the present study focuses on the initial success and utility of the CABC-WM for measuring central executive, visuospatial, phonological loop, and binding constructs in children with typical development. Immediate next steps are to administer the CABC-WM to children with specific language impairment, dyslexia, and comorbid specific language impairment and dyslexia.

Assessing Working Memory in Children: The Comprehensive Assessment Battery for Children &amp;#8211; Working Memory (CABC-WM)

Working memory predicts a significant amount of variance for a variety of cognitive tasks, including speaking, reading, and writing. However, few tools are available to assess working memory in children. We present an innovative, computer-based battery that comprehensively assesses different components of working memory in school-age children.

Beurteilen von Arbeitsspeichern bei Kindern: Die umfassende Assessment-Batterie für Kinder - Arbeitsspeicher (CABC-WM)

The Comprehensive Assessment Battery for Children - Working Memory (CABC-WM) is a computer-based battery designed to assess different components of ...

An Electrophysiology Protocol to Measure Reward Anticipation and Processing in Children

We present a protocol designed to measure the neural correlates of reward in children. The protocol allows researchers to measure both reward anticipation and processing. Its purpose is to create a reward task that is appropriate for young children with and without autism while controlling reward properties between two conditions: social and nonsocial. The current protocol allows for comparisons of brain activity between social and nonsocial reward conditions while keeping the reward itself identical between conditions. Using this protocol, we found evidence that neurotypical children demonstrate enhanced anticipatory brain activity during the social condition. Furthermore, we found that neurotypical children anticipate social reward more robustly than children with autism diagnoses. As the task uses snacks as a reward, it is most appropriate for young children. However, the protocol may be adapted for use with adolescent or adult populations if snacks are replaced by monetary incentives. The protocol is designed to measure electrophysiological events (event-related potentials), but it may be customized for use with eye-tracking or fMRI.

This protocol is designed to measure reward anticipation and processing in young children with and without autism. Specifically, the protocol is designed to study the neural correlates of reward during social and nonsocial conditions while controlling for reward between conditions.

Ein Protokoll der Elektrophysiologie Maßnahme Belohnung Erwartung und Verarbeitung bei Kindern

We present a protocol designed to measure the neural correlates of reward in children. The protocol allows researchers to measure both reward anticipation ...

Using the Visual World Paradigm to Study Sentence Comprehension in Mandarin-Speaking Children with Autism

Sentence comprehension relies on the ability to rapidly integrate different types of linguistic and non-linguistic information. However, there is currently a paucity of research exploring how preschool children with autism understand sentences using different types of cues. The mechanisms underlying sentence comprehension remains largely unclear. The present study presents a protocol to examine the sentence comprehension abilities of preschool children with autism. More specifically, a visual world paradigm of eye-tracking is used to explore the moment-to-moment sentence comprehension in the children. The paradigm has multiple advantages. First, it is sensitive to the time course of sentence comprehension and thus can provide rich information about how sentence comprehension unfolds over time. Second, it requires minimal task and communication demands, so it is ideal for testing children with autism. To further minimize the computational burden of children, the present study measures eye movements that arise as automatic responses to linguistic input rather than measuring eye movements that accompany conscious responses to spoken instructions.

We present a protocol to examine the use of morphological cues during real-time sentence comprehension by children with autism.