Damos las gracias a Hubertus Lohmann por compartir sus conocimientos en técnicas de FTCD. Este trabajo fue financiado por el Wellcome Trust programa de becas no. 082498/Z/07/2.

1. Utilizando FTCD para evaluar la lateralización del lenguaje en los niños <ol><li> Cuando sea posible, familiarizar al niño con imágenes que muestran los personajes de las historias de vídeo en una sesión aparte antes de introducirlos al sistema Doppler. </li><li> Es importante que el procedimiento incluye pruebas suficientes para obtener una medida fiable: lo ideal es 20 o más, aunque hemos obtenido información útil con tan poco como 10 a 15 pruebas. Cada ensayo consiste en un período de relajación, para ser utilizado como punto de partida, seguido por la activación del lenguaje. Velocidad del flujo sanguíneo durante el periodo de activación se compara con la línea de base. Hemos encontrado que es posible utilizar el período, mientras el niño observa pasivamente un clip de 12 segundos de vídeo como punto de partida. Esto ayuda a evitar el aburrimiento. La línea base es seguido por un período de respuesta de 10 segundos en el que se pide al niño que describa lo que sucedió. Esto es seguido por un período de descanso 16 segundos. </li><li> El momento en que el procedimiento es importante para detectar cambios en la velocidad del flujo sanguíneo debido a la demanda metabólica, que puede tardar hasta 7 segundos. Nosotros usamos las tareas informatizadas, escrito en la presentación o Matlab, que controlan el tiempo de cada prueba. Fundamentalmente, estos programas también enviar impulsos a los equipos que registra un marcador en el archivo de datos Doppler para indicar el comienzo del periodo de activación. Estos se utilizan en el análisis de datos para determinar los períodos de referencia y la activación del flujo sanguíneo. </li><li> Usamos un sistema de multi-dop que permite la grabación de ultrasonido de los lados izquierdo y derecho simultáneamente. Lo mejor es que el sistema Multi-dop configurado y listo para ir antes de que el participante llega. Asegúrese de que las sondas están conectadas al sistema Multi-dop antes de encenderlo. Compruebe que el ordenador está conectado estímulo, a través del puerto paralelo, el equipo Multi-DOP y las pulsaciones de una se ve en el otro. Asegúrese de que el filtro pasa-altos es de 300 Hz para ambas partes y comprobar la profundidad de insonación (45-55 mm) y la potencia de la señal. El sistema cuenta con los límites establecidos en los diferentes parámetros para asegurar que sólo los niveles de seguridad pueden ser utilizados. </li><li> Un código de participante deberá registrarse en los archivos de Multi-dop de datos con el fin de la condición, el grupo o los datos demográficos correspondientes. </li><li> El sistema debe ser detenido mientras se preparan las sondas. Cada sonda de ultrasonido se cubre con un gel que proporciona un contacto entre la sonda y la piel. Use una cantidad generosa de gel para mantener el mejor contacto posible. </li><li> Ahora es el momento de iniciar la sesión. Comprobar si el niño necesita ir al baño antes de empezar! Demostramos el auricular con animales de juguete, y asegúrese de que el niño entienda lo que va a pasar y lo que se le pide que haga. Es particularmente importante que comprendan la necesidad de guardar silencio después del periodo de activación, de manera que la señal pueda volver a los valores basales. Los niños deben estar sentados cómodamente en una tarea completa puede durar entre 20 y 30 minutos y un montón de movimientos corporales graves pueden interferir con la señal Doppler. </li><li> La parte más difícil del procedimiento es la colocación de las sondas cubiertas de gel. Los nuevos usuarios deben ser conscientes de que se necesita práctica para convertirse en un experto en esta parte del proceso. No es una simulación por ordenador de Rune Aaslid útil que puede ayudar con la capacitación ( <a href="http://www.transcranial.com/">http://www.transcranial.com/</a> ), pero la mejor manera de aprender es practicando con amigos y colegas. Una vez que se han evaluado alrededor de 10 personas, usted comenzará a encontrar mucho más fácil. Una cosa buena acerca de cómo trabajar con niños es que por lo general es más fácil encontrar una señal de un niño que un adulto, porque tienen más delgados cráneos. </li><li> Cada sonda se coloca en la ventana temporal del cráneo a cada lado de la cabeza. Esta es la parte más delgada de hueso en la cabeza y ofrece la mejor zona a través del cual puede ser una señal que se obtiene a partir de las arterias cerebrales medias. Estas ventanas se encuentra justo delante de cada oreja. Cuando se trabaja con los niños, puede ayudar a reducir el tiempo de instalación si tiene dos experimentadores, un ajuste de cada sonda. La mayoría de los niños están felices de ver un DVD en esta parte del procedimiento, pero es importante para controlar el comportamiento del niño y asegurarse de que están cómodos y relajados. Terminar la sesión si el niño lo pide o si hay algún signo de sufrimiento. </li><li> La posición de las sondas se ajusta con el fin de insonar la arteria cerebral media. Puede tomar unos minutos antes de una señal satisfactoria se encuentra. Esta señal tiene un sonido característico, así como de patrones visuales que deben ser controlados desde el ordenador multi-dop. </li><li> El sonido característico es el murmullo de baja de la tasa de latidos del corazón del participante. El patrón visual característico es un fuerte aumento seguido por una caída de decaimiento exponencial de la que también se repite en el ritmo de los latidos del corazón. Usted puede recoger la actividad de otros vasos sanguíneos, en función de<html> la profundidad de insonación y la dirección de la sonda. Una profundidad de aproximadamente 45 a 50 mm por lo general funciona bien en los niños. Una vez que una señal fuerte se ha encontrado, reducir el poder tanto como sea posible, manteniendo una buena señal. La ganancia también se puede aumentar para amplificar una señal débil. </li><li> Una vez que las señales para cada arteria cerebral media son satisfactorios, la salida de la señal auditiva Multi-dop debe ser rechazado, y el procedimiento puede comenzar. El experimentador le explica al niño que se va a ver un video clip en silencio. Cuando ven el signo de interrogación aparecerá en la computadora que necesitan para contar el experimentador lo más que pueda sobre lo que pasó en el video. Cuando ven la foto del niño va &quot;shhh&quot; que tienen que dejar de hablar de inmediato y sentarse tranquilamente a esperar a que el siguiente video para empezar (ver Figura 2 y. Avi ejemplos). </li><li> Aparatos de grabación después se inició, es decir, una grabadora de voz de las respuestas auditivas, junto con el sistema de grabación Multi-dop, y la computadora que controla la presentación del estímulo. </li><li> El trabajo del investigador es entonces de vigilar al niño y la señal Doppler a) asegurarse de que el niño se sienta cómodo y la atención a la tarea y b) asegurar que una señal adecuada se mantiene. La señal Doppler es mucho menos sensible a los movimientos de una señal de resonancia magnética funcional, pero aún puede verse afectada por los movimientos del cuerpo grave, o si se mueve la sonda. Si la señal se interrumpe de manera significativa, la pantalla del ordenador debe ser detenido y las sondas de restablecer adecuadamente. A veces puede ser necesario aplicar más gel con el fin de obtener re-establecer una señal satisfactoria. Nos encontramos con que las pruebas de los niños funciona mejor si un experimentador es responsable de mantener al niño en la tarea y el registro de lo que dicen, y los otros monitores de la señal Doppler. </li><li> Cuando el procedimiento experimental está terminado, la grabación Multi-dop puede ser cesado y los sondeos. Es útil tener algunos tejidos disponibles para eliminar cualquier exceso de gel. </li><li> Los archivos de datos en bruto se procesan con el fin de comparar las señales Doppler izquierda y derecha. Hemos desarrollado nuestro propio software Matlab sobre la base de los métodos desarrollados por Deppe 7. Este proceso implica por muestreo de los datos y la corrección de las fluctuaciones debido a una frecuencia cardiaca. Los ensayos individuales son excluidos del análisis si la activación de la izquierda o la derecha se encuentra fuera de un rango específico, normalmente 70 a 130% de la velocidad del flujo arterial inicial. La activación de estos ensayos es probable que sea afectado por el contacto de la sonda problemática. La Figura 3 muestra la activación de la sonda con respecto a las señales de una buena señal, mientras que la Figura 4, muestra un caso donde es periódicamente la pérdida de señal. </li><li> En relación con la velocidad del flujo arterial basal, la activación en el canal derecho se resta de la izquierda con el fin de calcular la diferencia de activación (ver Figura 5). El índice de lateralización se calcula como el promedio de la activación de la diferencia por un segundo a cada lado de la diferencia máxima dentro de un periodo definido de interés. Este periodo de interés es de 7 a 17 segundos después del inicio de la &quot;charla&quot; de comandos, indicado por el marcador desde el ordenador la pantalla en el fichero de Multi-dop de datos. A medida que la activación de diferencia es el canal izquierdo sin derecho, los índices positivos lateralización reflejan lateralización izquierda y negativas reflejan la derecha. </li></ol> 2. Resultados representante <img src="/files/ftp_upload/2161/2161fig1.jpg" alt="Figura 1" /> Figura 1:. Superficie externa del hemisferio cerebral, que muestra las zonas suministradas por las arterias cerebrales rosa es la región suministrado por la arteria cerebral media. (De: <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/File:Gray517.png">http://en.wikipedia.org/wiki/File:Gray517.png</a> ) <img src="/files/ftp_upload/2161/2161fig2.jpg" alt="Figura 2" /> Figura 2. Esquema de los ensayos experimentales con 12 video segunda línea de base, 10 intervalo de la segunda respuesta, y el 16 de fase de reposo segundo período de interés para el cálculo de la lateralidad es también representado. <img src="/files/ftp_upload/2161/2161fig3.jpg" alt="Figura 3" /> Figura 3. Registro de datos limpia de la materia prima de velocidad Doppler (cm / seg) para la izquierda (azul) y derecho (rojo) Doppler canales 130 a 150 segundos durante una sesión experimental única. Cada pulso visible corresponde a un latido del corazón. Marcador de evento que indica el inicio del estímulo de color verde. <img src="/files/ftp_upload/2161/2161fig4.jpg" alt="Figura 4" /> Figura 4. Interrumpido el registro de datos de las materias primas de velocidad Doppler (cm / seg) para la izquierda (azul) y derecho (rojo) Doppler canales 400 a 450 segundos durante una sesión experimental única. Marcador de evento que indica el inicio del estímulo de color verde. Evidencia significativa de la deserción escolar es visible para ambos canales. ftp_upload/2161/2161fig5.jpg &quot;alt =&quot; Figura 5 &quot;/&gt; Figura 5. A la izquierda (azul) y derecho (rojo) canal (Grupo A) y la diferencia a la izquierda sin la derecha (Grupo B) de velocidad Doppler (cm / seg) con un promedio aceptable en todos los ensayos de un grupo de participantes. Los participantes fueron con claves para &quot;hablar&quot; a los 12 segundos y el período de interés para el cálculo de la lateralidad también se representa en color verde. Las barras de error gris que rodea la velocidad de diferencia en el Panel B representan el error estándar de la media. Avi ejemplos: las secuencias de vídeo para contar la &quot;Freezefoot&quot; historia se puede descargar desde: <a href="http://psyweb.psy.ox.ac.uk/oscci/Miscellaneous.htm">http://psyweb.psy.ox.ac.uk/oscci/Miscellaneous.htm</a>

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	<li>Bishop, D. V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handedness and developmental disorder. , (1990).</li><li>Pelletier, I., Sauerwein, H., Lepore, F., Saint-Amour, D., Lassonde, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-invasive+alternatives+to+the+Wada+test+in+the+presurgical+evaluation+of+language+and+memory+functions+in+epilepsy+patients.">Non-invasive alternatives to the Wada test in the presurgical evaluation of language and memory functions in epilepsy patients.</a> Epileptic Disorders. 9, 111-126 (2007).</li><li>Deppe, M., Ringelstein, E. B., Knecht, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+investigation+of+functional+brain+lateralization+by+transcranial+Doppler+sonography.">The investigation of functional brain lateralization by transcranial Doppler sonography.</a> NeuroImage. 21, 1124-1146 (2004).</li><li>Knecht, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+determination+of+language+lateralization+by+functional+transcranial+Doppler+sonography+:+A+comparison+with+the+Wada+test.">Noninvasive determination of language lateralization by functional transcranial Doppler sonography : A comparison with the Wada test.</a> Stroke. 29, 82-86 (1998).</li><li>Lohmann, H., Drager, B., Muller-Ehrenberg, S., Deppe, M., Knecht, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Language+lateralization+in+young+children+assessed+by+functional+transcranial+Doppler+sonography.">Language lateralization in young children assessed by functional transcranial Doppler sonography.</a> Neuroimage. 24, 780-790 (2005).</li><li>Bishop, D. V. M., Watt, H., Papadatou-Pastou, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+efficient+and+reliable+method+for+measuring+cerebral+lateralization+during+speech+with+functional+transcranial+Doppler+ultrasound.">An efficient and reliable method for measuring cerebral lateralization during speech with functional transcranial Doppler ultrasound.</a> Neuropsychologia. 47, 587-590 (2009).</li><li>Deppe, M., Knecht, S., Henningsen, H., Ringelstein, E. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=AVERAGE:+a+Windows+program+for+automated+analysis+of+event+related+cerebral+blood+flow.">AVERAGE: a Windows program for automated analysis of event related cerebral blood flow.</a> Journal of Neuroscience Methods. 75, 147-154 (1997).</li><li>Whitehouse, A. J. O., Bishop, D. V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+dominance+for+language+function+in+adults+with+specific+language+impairment+or+autism.">Cerebral dominance for language function in adults with specific language impairment or autism.</a> Brain. 131, 3193-3200 (2008).</li><li>Illingworth, S., Bishop, D. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atypical+cerebral+lateralisation+in+adults+with+compensated+developmental+dyslexia+demonstrated+using+functional+transcranial+Doppler+ultrasound.">Atypical cerebral lateralisation in adults with compensated developmental dyslexia demonstrated using functional transcranial Doppler ultrasound.</a> Brain and Language. 111, 61-65 (2009).</li><li>Whitehouse, A. J. O., Bishop, D. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hemispheric+division+of+function+is+the+result+of+independent+probabilistic+biases.">Hemispheric division of function is the result of independent probabilistic biases.</a> Neuropsychologia. 47, 1938-1943 (2009).</li><li>Whitehouse, A. J. O., Badcock, N., Groen, M. A., Bishop, D. V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reliability+of+a+novel+paradigm+for+determining+hemispheric+lateralization+of+visuospatial+function.">Reliability of a novel paradigm for determining hemispheric lateralization of visuospatial function.</a> Journal of the International Neuropsychological Society. 15, 1028-1032 (2009).</li></ol>

Así como el estudio del desarrollo normal, que hemos estado usando FTCD para estudiar la lateralización del lenguaje en adultos y niños con trastornos del desarrollo del lenguaje y la alfabetización de 8, 9. También estamos interesados ​​en el desarrollo de métodos de uso de FTCD para la evaluación de la lateralización de las habilidades viso-espaciales 10, 11.

A correction was made to <a href="http://www.jove.com/video/2161">Assessment of Cerebral Lateralization in Children using Functional Transcranial Doppler Ultrasound (fTCD)</a>. There was a misstated time interval for the point of interest.

Erratum: Assessment of Cerebral Lateralization in Children using Functional Transcranial Doppler Ultrasound (fTCD)

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
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		<div>
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		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>Multi-Dop T with Upgrade to 2 Channel MultiFlow Monitoring</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Compumedics</td>
<td>5610 EN</td>
<td>soon to be superseded by digital version </td>
</tr>
<tr>
<td>Headset</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Spencer Technologies, 701&#x2013;16th Avenue, Seattle,WA 98122</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

assessment of cerebral lateralization in children using functional transcranial doppler ultrasound (ftcd)

Hay muchas preguntas sin respuesta acerca de la lateralización cerebral. En particular, no queda claro cuáles son los aspectos del lenguaje no verbal y la capacidad son lateralizado, si existen desventajas asociadas con patrones atípicos de la lateralización cerebral, y si la lateralización cerebral se desarrolla con la edad. En el pasado, los investigadores interesados ​​en estas cuestiones tienden a utilizar la lateralidad como una medida aproximada de la lateralización cerebral, pero esto no es satisfactorio debido a la lateralidad es sólo un indicador débil e indirectos de la lateralidad de las funciones cognitivas 1. Otros métodos, tales como resonancia magnética funcional, son caros para estudios a gran escala, y no siempre es factible con 2 niños. Aquí vamos a describir el uso de la ecografía Doppler transcraneal funcional (FTCD) como un costo-efectivo, método no invasivo y confiable para la evaluación de la lateralización cerebral. El procedimiento consiste en medir el flujo sanguíneo en la arteria cerebral media a través de una sonda de ultrasonido colocado justo delante de la oreja. Nuestro trabajo se basa en el trabajo de Runa Aaslid, quien co-presentó TCD en 1982, y Stefan Knecht, Deppe Michael y sus colegas de la Universidad de Münster, que fue pionero en el uso de la medición simultánea de izquierda y centro derecha el flujo cerebral sanguíneo de la arteria, e ideó un método de corrección de la actividad de latidos del corazón. Esto hizo posible que para ver un claro aumento en el flujo sanguíneo en el lado izquierdo durante la generación del lenguaje, con lateralización acuerdo y con la obtenida por otros métodos 3. La arteria cerebral media tiene un territorio vascular muy amplio (ver Figura 1) y el método no proporciona información útil acerca de la localización dentro de un hemisferio. Nuestra experiencia sugiere que es particularmente sensible a las tareas que implican la producción del lenguaje explícito o implícito. La tarea del &quot;patrón oro&quot; es una tarea de generación de palabras (por ejemplo, pensar en tantas palabras como usted que puede comenzar con &#39;B&#39; de la carta) 4, pero esto no es adecuado para niños pequeños y otras con la escritura. En comparación con otros métodos de imágenes cerebrales, FTCD es relativamente poco afectada por los artefactos de movimiento de hablar, por lo que son capaces de obtener un resultado fiable de las tareas que incluyen imágenes que describen en voz alta 5,6. En consecuencia, hemos desarrollado una tarea de los chicos, que consiste en buscar en el vídeo-clips que cuentan una historia, a continuación, describir lo que fue visto.

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Assessment of Cerebral Lateralization in Children using Functional Transcranial Doppler Ultrasound fTCD

Funcionales sonografía Doppler transcraneal (FTCD) es una técnica de ultrasonido simple y no invasiva que puede ser utilizado para evaluar la lateralización de las funciones cognitivas, especialmente el idioma, y ​​es adecuado para su uso con los niños.

Evaluación de la lateralización cerebral en niños con ultrasonido Doppler transcraneal funcional (FTCD)

There are many unanswered questions about cerebral lateralization.  In particular, it remains unclear which aspects of language and nonverbal ability are ...

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

Assessment of Cerebral Lateralization in Children using Functional Transcranial Doppler Ultrasound (fTCD)

20.1K vistas.  University of Oxford. Funcionales sonografía Doppler transcraneal (FTCD) es una técnica de ultrasonido simple y no invasiva que puede ser utilizado para evaluar la lateralización de las funciones cognitivas, especialmente el idioma, y ​​es adecuado para su uso con los niños.

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Dual Electrophysiological Recordings of Synaptically-evoked Astroglial and Neuronal Responses in Acute Hippocampal Slices

Astrocytes form together with neurons tripartite synapses, where they integrate and modulate neuronal activity. Indeed, astrocytes sense neuronal inputs through activation of their ion channels and neurotransmitter receptors, and process information in part through activity-dependent release of gliotransmitters. Furthermore, astrocytes constitute the main uptake system for glutamate, contribute to potassium spatial buffering, as well as to GABA clearance. These cells therefore constantly monitor synaptic activity, and are thereby sensitive indicators for alterations in synaptically-released glutamate, GABA and extracellular potassium levels. Additionally, alterations in astroglial uptake activity or buffering capacity can have severe effects on neuronal functions, and might be overlooked when characterizing physiopathological situations or knockout mice. Dual recording of neuronal and astroglial activities is therefore an important method to study alterations in synaptic strength associated to concomitant changes in astroglial uptake and buffering capacities. Here we describe how to prepare hippocampal slices, how to identify stratum radiatum astrocytes, and how to record simultaneously neuronal and astroglial electrophysiological responses. Furthermore, we describe how to isolate pharmacologically the synaptically-evoked astroglial currents.

The preparation of acute brain slices from isolated hippocampi, as well as the simultaneous electrophysiological recordings of astrocytes and neurons in stratum radiatum during stimulation of schaffer collaterals is described. The pharmacological isolation of astroglial potassium and glutamate transporter currents is demonstrated.

Dos registros electrofisiológicos de sinápticamente respuestas evocadas neuronal y astroglial en agudas rodajas de hipocampo

Astrocytes form together with neurons tripartite synapses, where they integrate and modulate neuronal activity. Indeed, astrocytes sense neuronal inputs ...

Investigación

Neurociencias

Functional Imaging of Auditory Cortex in Adult Cats using High-field fMRI

Current knowledge of sensory processing in the mammalian auditory system is mainly derived from electrophysiological studies in a variety of animal models, including monkeys, ferrets, bats, rodents, and cats. In order to draw suitable parallels between human and animal models of auditory function, it is important to establish a bridge between human functional imaging studies and animal electrophysiological studies. Functional magnetic resonance imaging (fMRI) is an established, minimally invasive method of measuring broad patterns of hemodynamic activity across different regions of the cerebral cortex. This technique is widely used to probe sensory function in the human brain, is a useful tool in linking studies of auditory processing in both humans and animals and has been successfully used to investigate auditory function in monkeys and rodents. The following protocol describes an experimental procedure for investigating auditory function in anesthetized adult cats by measuring stimulus-evoked hemodynamic changes in auditory cortex using fMRI. This method facilitates comparison of the hemodynamic responses across different models of auditory function thus leading to a better understanding of species-independent features of the mammalian auditory cortex.

Functional studies of the auditory system in mammals have traditionally been conducted using spatially-focused techniques such as electrophysiological recordings. The following protocol describes a method of visualizing large-scale patterns of evoked hemodynamic activity in the cat auditory cortex using functional magnetic resonance imaging.

Imágenes funcionales de la corteza auditiva en los gatos adultos el uso de alto campo fMRI

Current knowledge of sensory processing in the mammalian auditory system is mainly derived from electrophysiological studies in a variety of animal ...

Studying Brain Function in Children Using Magnetoencephalography

Magnetoencephalography (MEG) is a non-invasive neuroimaging technique which directly measures magnetic fields produced by the electrical activity of the human brain. MEG is quiet and less likely to induce claustrophobia compared with magnetic resonance imaging (MRI). It is therefore a promising tool for investigating brain function in young children. However, analysis of MEG data from pediatric populations is often complicated by head movement artefacts which arise as a consequence of the requirement for a spatially-fixed sensor array that is not affixed to the child's head. Minimizing head movements during MEG sessions can be particularly challenging as young children are often unable to remain still during experimental tasks. The protocol presented here aims to reduce head movement artefacts during pediatric MEG scanning. Prior to visiting the MEG laboratory, families are provided with resources that explain the MEG system and the experimental procedures in simple, accessible language. An MEG familiarization session is conducted during which children are acquainted with both the researchers and the MEG procedures. They are then trained to keep their head still whilst lying inside an MEG simulator. To help children feel at ease in the novel MEG environment, all of the procedures are explained through the narrative of a space mission. To minimize head movement due to restlessness, children are trained and assessed using fun and engaging experimental paradigms. In addition, children's residual head movement artefacts are compensated for during the data acquisition session using a real-time head movement tracking system. Implementing these child-friendly procedures is important for improving data quality, minimizing participant attrition rates in longitudinal studies, and ensuring that families have a positive research experience.

This article introduces a child-friendly research protocol designed to improve data quality by reducing head movement during pediatric magnetoencephalography (MEG). We familiarize families with the MEG environment, train children to remain still using an MEG simulator, and correct for residual head movement artefacts using a real-time head movement detection system.

Estudiar la función cerebral en niños utilizando Magnetoencefalografía

Magnetoencephalography (MEG) is a non-invasive neuroimaging technique which directly measures magnetic fields produced by the electrical activity of the ...

Stimulation Location Determination using a 3D Digitizer with High-Definition Transcranial Direct Current Stimulation

The abundance of neuroimaging data and rapid development of machine learning has made it possible to investigate brain activation patterns. However, causal evidence of brain area activation leading to a behavior is often left missing. Transcranial direct current stimulation (tDCS), which can temporarily alter brain cortical excitability and activity, is a noninvasive neurophysiological tool used to study causal relationships in the human brain. High-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS) is a noninvasive brain stimulation (NIBS) technique that produces a more focal current compared to conventional tDCS. Traditionally, the stimulation location has been roughly determined through the 10-20 EEG system, because determining precise stimulation points can be difficult. This protocol uses a 3D digitizer with HD-tDCS to increase accuracy in determination of stimulation points. The method is demonstrated using a 3D digitizer for more accurate localization of stimulation points in the right temporo-parietal junction (rTPJ).

Presented here is a protocol to achieve higher accuracy in determination of stimulation location combining a 3D digitizer with high-definition transcranial direct current stimulation.

Determinación de la ubicación de estimulación mediante un digitalizador 3D con estimulación de corriente directa transcraneal de alta definición

The abundance of neuroimaging data and rapid development of machine learning has made it possible to investigate brain activation patterns. However, ...

Analysis of Cerebral Vasospasm in a Murine Model of Subarachnoid Hemorrhage with High Frequency Transcranial Duplex Ultrasound

Cerebral vasospasm that occurs in the weeks after subarachnoid hemorrhage, a type of hemorrhagic stroke, contributes to delayed cerebral ischemia. A problem encountered in experimental studies using murine models of SAH is that methods for in vivo monitoring of cerebral vasospasm in mice are lacking. Here, we demonstrate the application of high frequency ultrasound to perform transcranial Duplex sonography examinations on mice. Using the method, the internal carotid arteries (ICA) could be identified. The blood flow velocities in the intracranial ICAs were accelerated significantly after induction of SAH, while blood flow velocities in the extracranial ICAs remained low, indicating cerebral vasospasm. In conclusion, the method demonstrated here allows functional, noninvasive in vivo monitoring of cerebral vasospasm in a murine SAH model.

The aim of this manuscript is to present a sonography-based method that allows in vivo imaging of blood flow in cerebral arteries in mice. We demonstrate its application to determine changes in blood flow velocities associated with vasospasm in murine models of subarachnoid hemorrhage (SAH).

Análisis Del Vasospasmo Cerebral En Un Modelo Murino De Hemorragia Subaracnoidea Con Ultrasonido Dúplex Transcraneal De Alta Frecuencia

Cerebral vasospasm that occurs in the weeks after subarachnoid hemorrhage, a type of hemorrhagic stroke, contributes to delayed cerebral ischemia. A ...

Whole-Brain 3D Activation and Functional Connectivity Mapping in Mice using Transcranial Functional Ultrasound Imaging

Functional ultrasound (fUS) imaging is a novel brain imaging modality that relies on the high-sensitivity measure of the cerebral blood volume achieved by ultrafast doppler angiography. As brain perfusion is strongly linked to local neuronal activity, this technique allows the whole-brain 3D mapping of task-induced regional activation as well as resting-state functional connectivity, non-invasively, with unmatched spatio-temporal resolution and operational simplicity. In comparison with fMRI (functional magnetic resonance imaging), a main advantage of fUS imaging consists in enabling a complete compatibility with awake and behaving animal experiments. Moreover, fMRI brain mapping in mice, the most used preclinical model in Neuroscience, remains technically challenging due to the small size of the brain and the difficulty to maintain stable physiological conditions. Here we present a simple, reliable and robust protocol for whole-brain fUS imaging in anesthetized and awake mice using an off-the-shelf commercial fUS system with a motorized linear transducer, yielding significant cortical activation following sensory stimulation as well as reproducible 3D functional connectivity pattern for network identification.

This protocol describes the quantification of volumetric cerebral hemodynamic variations in the mouse brain using functional ultrasound (fUS). Procedures for 3D functional activation map following sensory stimulation as well as resting-state functional connectivity are provided as illustrative examples, in anesthetized and awake mice.

Activación 3D de todo el cerebro y mapeo de conectividad funcional en ratones utilizando imágenes de ultrasonido funcional transcraneal

Functional ultrasound (fUS) imaging is a novel brain imaging modality that relies on the high-sensitivity measure of the cerebral blood volume achieved by ...

Batería de pruebas de comportamiento para evaluar los efectos neurotóxicos en el pez cebra adulto

Neurotoxicity Assessment in Adult Danio rerio using a Battery of Behavioral Tests in a Single Tank

The presence of neuropathological effects proved to be, for many years, the main endpoint for assessing the neurotoxicity of a chemical substance. However, in the last 50 years, the effects of chemicals on the behavior of model species have been actively investigated. Progressively, behavioral endpoints were incorporated into neurotoxicological screening protocols, and these functional outcomes are now routinely used to identify and determine the potential neurotoxicity of chemicals. Behavioral assays in adult zebrafish provide a standardized and reliable means to study a wide range of behaviors, including anxiety, social interaction, learning, memory, and addiction. Behavioral assays in adult zebrafish typically involve placing the fish in an experimental arena and recording and analyzing their behavior using video tracking software. Fish can be exposed to various stimuli, and their behavior can be quantified using a variety of metrics. The novel tank test is one of the most accepted and widely used tests to study anxiety-like behavior in fish. The shoaling and social preference tests are useful in studying the social behavior of zebrafish. This assay is particularly interesting since the behavior of the entire shoal is studied. These assays have proven to be highly reproducible and sensitive to pharmacological and genetic manipulations, making them valuable tools for studying the neural circuits and molecular mechanisms underlying behavior. Additionally, these assays can be used in drug screening to identify compounds that may be potential modulators of behavior.
We will show in this work how to apply behavioral tools in fish neurotoxicology, analyzing the effect of methamphetamine, a recreational drug, and glyphosate, an environmental pollutant. The results demonstrate the significant contribution of behavioral assays in adult zebrafish to the understanding of the neurotoxicological effects of environmental pollutants and drugs, in addition to providing insights into the molecular mechanisms that may alter neuronal function.

Autor destacado: Evaluación de los cambios de comportamiento ambientales e inducidos por drogas en el pez cebra adulto 

Here, we present a comprehensive behavioral test battery, including the novel tank, Shoaling, and social preference tests, to effectively determine the potential neurotoxic effects of chemicals (e.g., methamphetamine and glyphosate) on adult zebrafish using a single tank. This method is relevant to neurotoxicity and environmental research.

Evaluación de la Neurotoxicidad en Danio rerio Adulto mediante una Batería de Pruebas de Comportamiento en un Tanque Único

The presence of neuropathological effects proved to be, for many years, the main endpoint for assessing the neurotoxicity of a chemical substance. ...

TUS de alta precisión: planificación y ejecución con simulaciones acústicas y térmicas

Pipeline for Planning and Execution of Transcranial Ultrasound Neuromodulation Experiments in Humans

Transcranial ultrasound stimulation (TUS) is an emerging non-invasive neuromodulation technique capable of manipulating both cortical and subcortical structures with high precision. Conducting experiments involving humans necessitates careful planning of acoustic and thermal simulations. This planning is essential to adjust for bone interference with the ultrasound beam's shape and trajectory and to ensure TUS parameters meet safety requirements. T1- and T2-weighted, along with zero-time echo (ZTE) magnetic resonance imaging (MRI) scans with 1 mm isotropic resolution, are acquired (alternatively computed tomography x-ray (CT) scans) for skull reconstruction and simulations. Target and trajectory mapping are performed using a neuronavigational platform. SimNIBS is used for the initial segmentation of the skull, skin, and brain tissues. Simulation of TUS is carried over with the BabelBrain tool, which uses the ZTE scan to produce synthetic CT images of the skull to be converted into acoustic properties. We use a phased array ultrasound transducer with electrical steering capabilities. Z-steering is adjusted to ensure that the target depth is reached. Other transducer configurations are also supported in the planning tool. Thermal simulations are run to ensure temperature and mechanical index requirements are within the acoustic guidelines for TUS in human subjects as recommended by the FDA. During TUS delivery sessions, a mechanical arm assists in the movement of the transducer to the required location using a frameless stereotactic localization system.

Autor destacado: Avance de la modulación del cerebro humano: protocolos optimizados para experimentos de estimulación transcraneal por ultrasonido

Transcranial ultrasound stimulation (TUS) is an emerging non-invasive neuromodulation technique that requires careful planning of acoustic and thermal simulations. The methodology describes an image processing and ultrasound simulation pipeline for efficient, user-friendly, streamlined planning for human TUS experimentation.

Pipeline para la planificación y ejecución de experimentos de neuromodulación por ultrasonido transcraneal en humanos

Transcranial ultrasound stimulation (TUS) is an emerging non-invasive neuromodulation technique capable of manipulating both cortical and subcortical ...