Queremos agradecer al Prof. John Richards, de la Universidad de Carolina del Sur, por darnos acceso a la base de datos del desarrollo de resonancia magnética y útiles debates. También nos gustaría agradecer a nuestros patrocinadores la Caridad del Great Ormond Street Children, UCL Impacto y Grandes Desafíos.

<ol>
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Los costos de publicación para este artículo fueron patrocinados por Electrical Geodesia, Inc.

El presente artículo describe el registro y análisis de alta densidad de EEG para la reconstrucción de los generadores corticales utilizando modelos de elementos de frontera por razones de edad plantillas MRI medios apropiados y profundidad ponderada estimación mínima norma en un paradigma ERP estándar adecuado para los niños. En este paradigma, se presentan imágenes de rostros y rostros revueltos. Diferentes autores utilizaron este paradigma para investigar el desarrollo de mecanismos de procesamiento de la car...

El presidente Barack Obama describió el cerebro humano como la próxima frontera de los descubrimientos científicos con una alta importancia para la salud y la economía de 3 (http://www.whitehouse.gov/share/brain-initiative). Sin embargo, como cualquier otro campo de las ciencias naturales, las ciencias neurológicas depende de los avances en las metodologías y técnicas de análisis para el progreso. Dos herramientas no invasivas de uso común en los estudios sobre la función cerebral en los seres humanos son la resonancia magnética (RM) y la electroencefalografía (EEG). Estos herramienta explotar diferentes propiedades físicas y proporcionar diferentes ideas sobre la función cerebral con ventajas y desventajas. MRI utiliza las propiedades magnéticas de las moléculas de agua dentro de los campos magnéticos para obtener imágenes de los tejidos vivos. El sujeto tiene que ser colocado en un imán con alta intensidad de campo. El movimiento de la participante está restringido durante estos procedimientos y el participante tiene que tolerar el ruido causado por los rápidos cambios en el campo magnéticocampo. Además de las imágenes estructurales, resonancia magnética también ofrece la posibilidad de medir los cambios en la oxigenación de la sangre para investigar la función cerebral (fMRI). En resumen, la RM ofrece relativamente alta resolución espacial de hasta 0,5 mm 3 con modernos altos campos escáneres y parámetros optimizados 4. En contraste, la resolución temporal de resonancia magnética funcional se limita a la lenta cinética de la respuesta BOLD, que refleja sólo indirectamente la dinámica temporal altos de actividad neural 5,6. Por otro lado, el EEG mide los cambios en la actividad eléctrica causada por la actividad de las neuronas a través de electrodos colocados en el cuero cabelludo. Los recientes avances en la tecnología EEG permiten el uso rápido y fácil de los sensores de corto plazo o largo plazo y fijos, así como grabaciones ambulatorios. Debido a que el EEG es menos restrictiva, que también es el método de elección para ciertas poblaciones de los participantes que no toleran el medio ambiente así como la RM pediátrica y ciertageriatría y psiquiatría. Las propiedades de EEG muestran un patrón inverso a los de resonancia magnética: la resolución temporal es muy alta con una precisión de milisegundos, pero la resolución espacial es limitada. Las corrientes eléctricas pasan a través de diferentes tejidos entre su generador y los electrodos de EEG en la superficie del cuero cabelludo. Esto conduce a un mezclado y manchas espacial de actividad de la fuente conocida como el efecto de volumen de la conducción. Por lo tanto, la actividad medida por los electrodos en la superficie del cuero cabelludo refleja la actividad de múltiples fuentes que podrían ser distante a la posición del electrodo en la cabeza de 1,7. Gran parte del trabajo en los últimos años se ha dedicado a la fusión de la RM y EEG con el fin de aprovechar sus respectivos puntos fuertes. Una línea de trabajo se dedica a la adquisición simultánea de EEG y la RM en los estudios funcionales. Otro enfoque es usar la información espacial proporcionada por resonancia magnética estructural para tener en cuenta el volumen Conduction efecto a través del modelado biofísico. El uso de la información estructural para la reconstrucción fuente de registros de EEG es particularmente útil para estudios con una población pediátrica. La investigación sobre el desarrollo de la función cerebral es fundamental para la comprensión de cómo las habilidades cognitivas complejas se construyen en la parte superior de precursores simples 8. Estas investigaciones ayudan a poner de relieve los cambios en los sustratos neurales y propiedades de respuesta que se correlacionan con los cambios en el rendimiento de comportamiento. Sin embargo, la investigación de la función cerebral y la cognición durante el desarrollo también plantea retos específicos. En particular, la oportunidad para que los estudios de resonancia magnética funcional se limita como los niños pequeños y bebés, o bien tienen que estar dormido o sedado para obtener datos de MRI y sin artefactos de movimiento y el impacto negativo sobre el bienestar de los participantes. Además, el EEG se percibe como menos riesgoso e invasivo por los padres, lo que hace el reclutamiento de participantes en la investigación más fácil. Tor lo tanto, EEG es el método de elección para muchas investigaciones sobre la función del cerebro en los niños pequeños. Avances metodológicos en los sistemas de EEG permiten la aplicación de matrices de electrodos de alta densidad con 128 o más canales en cuestión de minutos. Facilidad de aplicación y la comodidad de uso son suficientes para permitir el registro EEG incluso en los niños más pequeños. Sin embargo, a menudo los investigadores no sólo están interesados ​​en la dinámica temporal de las respuestas a estímulos particulares, pero también le gustaría comparar los sustratos neurales que median las respuestas. Una suposición que prevalece en el análisis de ERP de nivel de canal comparando diferentes grupos de edad es que los mismos sustratos neurales responden, pero que el momento o la amplitud de la respuesta varía entre las edades de 9. Similar cuero cabelludo topografía se utiliza a menudo como un indicador de la actividad neuronal subyacente similar. Sin embargo, muchas diferentes configuraciones de origen pueden conducir a las topografías cuero cabelludo similares 10. Mediante la aplicación de la estimación de la fuente, esta UNCErtainty se puede reducir y cuantificados. La independencia de las observaciones es crítico para las cuentas de la red de la función cerebral: si se mezclan las fuentes, las correlaciones estarán sesgados hacia una mayor conectividad local. Fuente de reconstrucción se puede aplicar para reducir este sesgo 11. Alternativamente, las diferencias en tiempo y fase se pueden utilizar para el análisis de la conectividad, pero estos modelos matemáticos requieren supuestos que son difíciles de evaluar en datos no simulados 12. En resumen, la estimación de fuente proporciona información adicional a nivel de los canales EEG y análisis ERP basado en el conocimiento sobre la anatomía y propiedades biofísicas de los tejidos. Diferentes algoritmos se han ideado para encontrar soluciones al problema inverso. Estos algoritmos se dividen en dos categorías: paramétricas y no paramétricas 13. Modelos paramétricos asumen una o múltiples dipolos que pueden variar en localización, orientación y fuerza. Por el contrario, no modelos paramétricos containa gran número de dipolos con la ubicación y orientación fija. En estos modelos, la actividad eléctrica del cuero cabelludo se explica como una combinación de activaciones en los dipolos fijos 10,13,14. No paramétrica, modelos de fuentes distribuidas se pueden basar en el conocimiento sobre la anatomía y la conductividad en diferentes medios de comunicación. Modelos de Elementos de Contorno incorporan valores de conductividad de los principales tejidos de la cabeza con diferentes conchas para el cerebro, el líquido cefalorraquídeo y el cráneo. Esto se basa en la suposición de que la conductividad es principalmente constante dentro de cada compartimento, pero que los cambios marcados se produce en el límite de los diferentes compartimentos. Modelos de elementos finitos se basan en una mayor segmentación de los exámenes de IRM en la materia gris y el blanco de manera que los valores de conductividad se pueden asignar a cada voxel 15. En términos prácticos, los modelos no paramétricos son particularmente útiles para la reconstrucción de fuentes en las tareas cognitivas complejas, en las que el número de áreas involucradas puedenno ser conocido 10. Modelos de elementos de contorno son más utilizados en la literatura actual, probablemente porque los más precisos modelos de elementos finitos representan comparativamente altas demandas computacionales. Además, existe una considerable variabilidad individual entre en la materia gris y el blanco de manera que los FEM debe basarse en imágenes por resonancia magnética individuales. Modelos no paramétricos requieren un segundo paso para hacer coincidir la actividad medida el cuero cabelludo hasta las predicciones del modelo a seguir. Una vez más, los diferentes enfoques con diferentes ventajas y desventajas se han discutido en la literatura (véase Michel et al. 2004 para una visión general). Los algoritmos más utilizados se basan en la estimación de norma mínima (MNE), que coincide con la actividad medida cuero cabelludo para una distribución de corriente en el modelo hacia adelante con la intensidad total más bajo 16. MNE está sesgada hacia las fuentes débiles y superficiales. Algoritmos EMN ponderados Profundidad tratan de reducir la desviación de superficies mediante la introducción de ponderaciónmatrices basadas en supuestos matemáticos 10. El enfoque LORETA ampliamente utilizado se basa también en ponderada EMN, pero, además, reduce al mínimo el laplaciano de fuentes, que conduce a soluciones más suaves 17,18. LORETA se ha encontrado que el mejor rendimiento para fuentes individuales en estudios de simulación 19,20. Sin embargo, LORETA puede conducir a un exceso de suavizado de soluciones. Profundidad ponderada EMN es preferible cuando las fuentes son desconocidos o múltiples fuentes son propensos a estar presente 13, 16. Se recomienda Comparando los resultados de diferentes algoritmos para evaluar la influencia de diferentes supuestos del modelo. En resumen, la reconstrucción de fuentes a través de métodos de modelado se ha limitado a los niños hasta hace poco. Esto se debe a que la mayoría del software de análisis de EEG se basa en modelos de cabeza en base a la anatomía adulta que limita sustancialmente la precisión de las soluciones de código en los niños 2,8. El acceso barato a la potencia de cálculo y la prestación desoftware fácil de usar para la reconstrucción de la fuente que sea posible superar estas limitaciones. La aplicación de la estimación de origen a la EEG proporciona dos ventajas importantes sobre el análisis sobre la base de observaciones del nivel del canal solas: una mejor resolución y la independencia de las observaciones espaciales. Fuente de estimación puede no ser informativo en algunos casos: se requiere una buena cobertura de la cabeza para distinguir fuentes. Los sistemas de alta densidad con 128 o más electrodos se recomiendan 10,15; una cobertura más escasa actuará como un filtro espacial que conduce a activación de la fuente propagación más amplia o resultados negativos falsos 10. Además, sólo se ha informado de reconstrucción fuente basado en el método descrito en este artículo para generadores corticales. Por lo tanto, es menos adecuado para probar hipótesis acerca de sustratos subcorticales o interacciones subcorticales corticales. Por último, el análisis de origen debe basarse en hipótesis previas detalladas sobre los sustratos corticales,teniendo la literatura existente de otras modalidades de imágenes en cuenta. Técnicas de filtrado espacial también se pueden utilizar para mejorar la resolución espacial de la señal de EEG mediante la reducción de la mezcla espacial en el nivel del cuero cabelludo. Se utilizan métodos alternativos para reducir la influencia de los efectos del volumen de la conducción sin modelado de la cabeza, por ejemplo, el filtrado de Laplaciano 21 o análisis de la densidad Fuente de corriente 22. Sin embargo, estos métodos no proporcionan más información acerca de los generadores neuronales como efectos volumen de la conducción son no sólo restringidos a los sensores en estrecha proximidad espacial 1. En las siguientes secciones, el artículo describe cómo los experimentos para la investigación de la función cerebral y cognitivo en los niños de 2 años de edad están diseñados en el bebé Lab Londres. A continuación, se analiza la adquisición de datos de EEG con los sistemas de baja impedancia de alta densidad con niños. A continuación, se presenta EEG preprocesamiento y análisis sobre el nivel del canal. Ultimoly, el artículo se centra en el tratamiento de los datos de resonancia magnética estructural para la reconstrucción fuente cortical y el análisis de las señales de nivel de fuente.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1256">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:473px;">High-density EEG sensor net (128 or 256 channels)</td>
			<td style="width:448px;">HydroCel Geodesic Sensor Net 128</td>
			<td style="width:247px;">Electrical Geodesic Inc., Oregon, US</td>
			<td style="width:88px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">EEG high impendance amplifier</td>
			<td>NetAmps 200</td>
			<td>Electrical Geodesic Inc., Oregon, US</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Data Acquisition Computer&#160;</td>
			<td>PowerMac G4</td>
			<td>Apple Inc, California, US</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Stimulus Presentation Computer</td>
			<td>Optiplex 745</td>
			<td>Dell Computers Inc., Texas, US</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Stimulus Presentation Software</td>
			<td>Matlab R2012b with PsychToolBox</td>
			<td>Brainard et al. 1997</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">EEG recording software</td>
			<td>NetStation 4.5.1</td>
			<td>Electrical Geodesic Inc., Oregon, US</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">EEG analysis software</td>
			<td>Matlab R2012b</td>
			<td>The Mathworks Inc.,&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;"></td>
			<td>EEGLAB</td>
			<td>Delorme et al. 2004</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;"></td>
			<td>BrainStorm</td>
			<td>Sylvain et al. 2001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MRI processing software</td>
			<td>FreeSurfer</td>
			<td>Fischl et al. 2004</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;"></td>
			<td>OpenMEEG</td>
			<td>Gramfort et al. 2010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;"></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;"></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">References</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td colspan="4" height="21" style="height:21px;">Delorme, A., &#38; Makeig, S. (2004). EEGLAB: an open source toolbox for analysis of single-trial EEG dynamics including independent component analysis. Journal of Neuroscience Methods, 134(1), 9&#8211;21.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td colspan="3" height="21" style="height:21px;">Sylvain, B., John, C., Dimitrios, P., &#38; Richard, M. (2011). Brainstorm: A User-Friendly Application for MEG/EEG Analysis. Computational Intelligence and Neuroscience, 2011, 1&#8211;13.</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td colspan="3" height="21" style="height:21px;">Fischl, B., Van Der Kouwe, A., Destrieux, C., Halgren, E., S&#233;gonne, F., Salat, D. H., et al. (2004). Automatically parcellating the human cerebral cortex. Cerebral Cortex, 14(1), 11&#8211;22.</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td colspan="4" height="21" style="height:21px;">Gramfort, A., Papadopoulo, T., Olivi, E., &#38; Clerc, M. (2010). OpenMEEG: opensource software for quasistatic bioelectromagnetics. BioMedical Engineering OnLine, 9(1), 45. doi:10.1186/1475-925X-9-45</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Brainard, D. H. (1997). The psychophysics toolbox. Spatial vision.</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

cortical source analysis of high-density eeg recordings in children

EEG se describe tradicionalmente como una técnica de neuroimagen de alta resolución espacial y temporal bajo. Los recientes avances en el modelado biofísico y procesamiento de señales hacen que sea posible la explotación de la información de otras técnicas de imagen como la resonancia magnética estructural que proporcionan una alta resolución espacial para superar esta restricción 1. Esto es especialmente útil para las investigaciones que requieren alta resolución en lo temporal, así como el dominio espacial. Además, debido a la fácil aplicación y bajo costo de los registros de EEG, EEG suele ser el método de elección cuando se trabaja con poblaciones, como los niños pequeños, que no toleran IRM funcional analiza también. Sin embargo, con el fin de investigar lo que los sustratos neurales implicados, información anatómica de resonancia magnética estructural sigue siendo necesario. La mayoría de los paquetes de análisis de EEG trabajan con los modelos estándar de cabeza que se basan en la anatomía de adultos. La precisión de estos modelos cuando se utiliza para los niños está limitada 2, debido a que el composition y la configuración espacial de la cabeza tissues cambios dramáticamente en desarrollo 3. En el presente trabajo, se proporciona un resumen de nuestro trabajo reciente en la utilización de modelos de cabeza sobre la base de imágenes por resonancia magnética estructural individuales o modelos de cabeza específicos de edad para reconstruir los generadores corticales de alta densidad de EEG. En este artículo se describe cómo se adquieren los registros de EEG, procesados ​​y analizados con la población pediátrica en el bebé Lab Londres, incluyendo la configuración de laboratorio, diseño de tareas, EEG preprocesamiento, procesamiento de resonancia magnética, y el nivel del canal EEG y análisis de origen.

El diseño de experimentos de potenciales evocados para lactantes y niños a menudo es un reto, debido a su limitada capacidad de tolerar los experimentos repetitivos largos 30. Este problema se agrava aún más cuando el experimentador planea aplicar reconstrucción de fuentes, porque la reconstrucción fuente precisa requerirá una elevada relación señal-ruido 1. Figura 1 muestra un protocolo experimental para la investigación de los mecanismos de procesamiento de la cara que ...

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Cortical Source Analysis of High-Density EEG Recordings in Children

En los últimos años, ha habido un creciente interés en la estimación de las fuentes corticales de cuero cabelludo medidos actividad eléctrica para los experimentos de neurociencia cognitiva. En este artículo se describe cómo se adquiere EEG de alta densidad y cómo se procesan las grabaciones para la estimación de fuente cortical en los niños desde la edad de 2 años en el bebé Lab Londres.

Cortical Análisis Fuente de Alta Densidad EEG Grabaciones en niños

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

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Research

JoVE Journal

Behavior

21.2K vistas.  UCL Institute of Child Health.  En los últimos años, ha habido un creciente interés en la estimación de las fuentes corticales de cuero cabelludo medidos actividad eléctrica para los experimentos de neurociencia cognitiva. En este artículo se describe cómo se adquiere EEG de alta densidad y cómo se procesan las grabaciones para la estimación de fuente cortical en los niños desde la edad de 2 años en el bebé Lab Londres. 

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

Objective and easy measurement of sensory processing is extremely difficult in nonverbal or vulnerable pediatric patients. We developed a new methodology to quantitatively assess children&#39;s cortical processing of light touch, speech sounds and the multisensory processing of the 2 stimuli, without requiring active subject participation or causing children discomfort. To accomplish this we developed a dual channel, time and strength calibrated air puff stimulator that allows both tactile stimulation and sham control. We combined this with the use of event-related potential methodology to allow for high temporal resolution of signals from the primary and secondary somatosensory cortices as well as higher order processing. This methodology also allowed us to measure a multisensory response to auditory-tactile stimulation.

Objective and easy measurement of sensory processing is extremely difficult in nonverbal or vulnerable pediatric patients. We developed a new methodology to quantitatively assess infants and children&#39;s cortical processing of light touch, speech sounds, and the multisensory processing of the 2 stimuli, without requiring active subject participation or causing discomfort in vulnerable patients.

Evaluación cuantitativa de procesamiento cortical auditivo-táctil en Niños con Discapacidades

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

Investigación

Comportamiento

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.

Medición de Fronto-límbico Actividad Usando una Emocional bicho raro de tareas en niños con alto riesgo familiar para la esquizofrenia

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

Measuring Attentional Biases for Threat in Children and Adults

Investigators have long been interested in the human propensity for the rapid detection of threatening stimuli. However, until recently, research in this domain has focused almost exclusively on adult participants, completely ignoring the topic of threat detection over the course of development. One of the biggest reasons for the lack of developmental work in this area is likely the absence of a reliable paradigm that can measure perceptual biases for threat in children. To address this issue, we recently designed a modified visual search paradigm similar to the standard adult paradigm that is appropriate for studying threat detection in preschool-aged participants. Here we describe this new procedure. In the general paradigm, we present participants with matrices of color photographs, and ask them to find and touch a target on the screen. Latency to touch the target is recorded. Using a touch-screen monitor makes the procedure simple and easy, allowing us to collect data in participants ranging from 3 years of age to adults. Thus far, the paradigm has consistently shown that both adults and children detect threatening stimuli (e.g., snakes, spiders, angry/fearful faces) more quickly than neutral stimuli (e.g., flowers, mushrooms, happy/neutral faces). Altogether, this procedure provides an important new tool for researchers interested in studying the development of attentional biases for threat.

Here we describe a touch-screen visual search paradigm that can be used to study threat detection across the lifespan. The paradigm has already been used in various studies demonstrating that both children and adults detect threatening stimuli like snakes, spiders, and angry faces faster than non-threatening stimuli.

Medición atencionales sesgos de amenaza en niños y adultos

Investigators have long been interested in the human propensity for the rapid detection of threatening stimuli. However, until recently, research in this ...

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.

Prueba de la función sensorial y multisensorial en niños con Trastorno del Espectro Autista

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

Psychophysical Tracking Method to Measure Taste Preferences in Children and Adults

The Monell two-series, forced-choice, paired-comparison tracking method provides a reliable measure of sweet taste preferences from childhood to adulthood. The method, which is identical for children, adolescents, and adults, is of short duration (&#60; 15 min), does not rely on sustained attention or place demands on memory (which would yield spurious age differences), and minimizes the impact of language development, making this method amenable to the cognitive limitations of pediatric populations. In this whole-mouth tasting method, subjects are asked to taste (without swallowing) pairs of solutions of different sucrose concentrations and to point to the solution they prefer. Each subsequent pair contains the participant&#39;s preceding preferred concentration and an adjacent stimulus concentration. The procedure continues until the subject chooses either a given concentration of sucrose when paired with both a higher and a lower concentration, or the highest or lowest concentration two consecutive times. Subjects are prevented from reaching response criteria on the basis of first or second position bias by the two-series design of the method, which counterbalances the order of solution presentation within each pair between the series (the weaker concentration is presented first in Series 1, second in Series 2). The geometric mean of the two sucrose concentrations chosen in Series 1 and 2 is an estimate of the participant&#39;s most preferred level of sucrose. Sucrose preference as determined with this laboratory-based measure has been shown to be associated with preference for sugars in foods and beverages and with taste receptor genotype, family history of alcoholism, and race/ethnicity, as well as depressive symptomatology among pediatric populations. The method has real-world relevance and has been applied to determine most preferred level of other tastes (e.g., salt), making it a valuable psychophysical tool.

Sweet taste has powerful hedonic appeal among people of all ages, particularly children. Described herein is a reliable and valid method that can be used to determine the level of sweetness most preferred, making it a valuable psychophysical tool for scientists.

Psicofísico Método de Seguimiento para medir las preferencias de sabor en niños y adultos

The Monell two-series, forced-choice, paired-comparison tracking method provides a reliable measure of sweet taste preferences from childhood to ...

Automatic Detection of Highly Organized Theta Oscillations in the Murine EEG

Theta activity is generated in the septohippocampal system and can be recorded using deep intrahippocampal electrodes and implantable electroencephalography (EEG) radiotelemetry or tether system approaches. Pharmacologically, hippocampal theta is heterogeneous (see dualistic theory) and can be differentiated into type I and type II theta. These individual EEG subtypes are related to specific cognitive and behavioral states, such as arousal, exploration, learning and memory, higher integrative functions, etc. In neurodegenerative diseases such as Alzheimer&#39;s, structural and functional alterations of the septohippocampal system can result in impaired theta activity/oscillations. A standard quantitative analysis of the hippocampal EEG includes a Fast-Fourier-Transformation (FFT)-based frequency analysis. However, this procedure does not provide details about theta activity in general and highly-organized theta oscillations in particular. In order to obtain detailed information on highly-organized theta oscillations in the hippocampus, we have developed a new analytical approach. This approach allows for time- and cost-effective quantification of the duration of highly-organized theta oscillations and their frequency characteristics.

Theta activity in the hippocampus is related to specific cognitive and behavioral stages. Here, we describe an analytical method to detect highly-organized theta oscillations within the hippocampus using a time-frequency (i.e., wavelet analysis)-based approach.

Detección automática de muy organizada oscilaciones theta en el EEG murino

Theta activity is generated in the septohippocampal system and can be recorded using deep intrahippocampal electrodes and implantable ...

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.

Evaluación de la Memoria de Trabajo en Niños: La Evaluación Integral de la Batería para Niños - Memoria de Trabajo (CABC-WM)

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

Reversible Cooling-induced Deactivations to Study Cortical Contributions to Obstacle Memory in the Walking Cat

On complex, naturalistic terrain, sensory information about an environmental obstacle can be used to rapidly adjust locomotor movements for avoidance. For example, in the cat, visual information about an impending obstacle can modulate stepping for avoidance. Locomotor adaptation can also occur independent of vision, as sudden tactile inputs to the leg by an expected obstacle can modify the stepping of all four legs for avoidance. Such complex locomotor coordination involves supraspinal structures, such as the parietal cortex. This protocol describes the use of reversible, cooling-induced cortical deactivation to assess parietal cortex contributions to memory-guided obstacle locomotion in the cat. Small cooling loops, known as cryoloops, are specially shaped to deactivate discrete regions of interest to assess their contributions to an overt behavior. Such methods have been used to elucidate the role of parietal area 5 in memory-guided obstacle avoidance in the cat.

Complex locomotion in naturalistic environments requiring careful coordination of the limbs involves regions of the parietal cortex. The following protocol describes the use of reversible cooling-induced deactivation to demonstrate the role of parietal area 5 in memory-guided obstacle avoidance in the walking cat.

Desactivaciones reversibles inducida por enfriamiento a estudiar contribuciones corticales a la memoria de obstáculo en el gato caminando

On complex, naturalistic terrain, sensory information about an environmental obstacle can be used to rapidly adjust locomotor movements for avoidance. For ...

Classical Short-Delay Eyeblink Conditioning in One-Year-Old Children

Classical eyeblink conditioning (EBC) refers to the learned association between a conditioned stimulus (an auditory tone) and an unconditioned stimulus (a puff of air to the cornea). Eyeblink conditioning is often used experimentally to detect abnormalities in cerebellar-dependent learning and memory that underlies this type of associative learning. While experiments in adults and older children are relatively simple to administer using commercial equipment, eyeblink conditioning in infants is more challenging due to their poor compliance, which makes correct positioning of the equipment difficult. To achieve conditioning in one-year-old infants, a custom-made or an adapted commercial system can be used to deliver the air puff to the infant's cornea. The main challenge lies in successfully detecting and classifying the behavioral responses. We report that automated blink detection methods are unreliable in this population, and that conditioning experiments should be analyzed using frame-by-frame analysis of supplementary video camera recordings. This method can be applied to study developmental changes in eyeblink conditioning and to examine whether this paradigm can detect children with neurological disorders.

This protocol describes an eyeblink conditioning paradigm appropriate for experiments with one-year-old infants. Commercial or custom-made equipment can be used to deliver the stimuli, and data collection and analysis should be performed on the video recordings.

Clásico corto retardo Eyeblink acondicionado en niños menores de un año

Classical eyeblink conditioning (EBC) refers to the learned association between a conditioned stimulus (an auditory tone) and an unconditioned stimulus (a ...

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.

Un protocolo de electrofisiología a medida recompensa anticipación y tratamiento en niños

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