Nous remercions Hubertus Lohmann pour le partage de son expertise dans les techniques de FTCD. Ce travail a été financé par le Wellcome Trust programme de subvention aucune. 082498/Z/07/2.

1. Utiliser FTCD pour évaluer latéralisation langage chez les enfants <ol><li> Lorsque c&#39;est possible, nous familiariser l&#39;enfant avec des images montrant des personnages de l&#39;histoire vidéo dans une session séparée avant de les introduire au Doppler du système. </li><li> Il est important que la procédure comporte suffisamment d&#39;essais pour obtenir une mesure fiable: idéalement 20 ou plus, si nous avons obtenu des données utiles avec aussi peu que 10 à 15 essais. Chaque essai comporte une période de détente, pour être utilisé comme une base, suivie de l&#39;activation des langues. Vitesse d&#39;écoulement de sang pendant la période d&#39;activation est comparée à la base. Nous avons constaté qu&#39;il est possible d&#39;utiliser la période, tandis que l&#39;enfant regarde passivement un clip vidéo 12 secondes comme base de référence. Cela permet d&#39;éviter l&#39;ennui. La ligne de base est suivie d&#39;une période de 10 secondes de réponse dans lequel l&#39;enfant est invité à décrire ce qui s&#39;est passé. Elle est suivie par une période de 16 secondes de repos. </li><li> Le calendrier de la procédure est importante afin de détecter des changements dans la vitesse d&#39;écoulement du sang due à une demande métabolique, qui peut prendre jusqu&#39;à 7 secondes. Nous utilisons des tâches informatisées, écrit dans la présentation ou Matlab, qui contrôle le timing de chaque essai. Critique, ces programmes ont également envoyer des impulsions au matériel qui enregistre un marqueur dans le fichier de données Doppler pour indiquer le début de la période d&#39;activation. Ils sont utilisés dans l&#39;analyse des données afin de déterminer les périodes de référence et de l&#39;activation du flux sanguin. </li><li> Nous utilisons un système multi-dop qui permet l&#39;enregistrement d&#39;échographie côtés gauche et droit simultanément. Il est préférable d&#39;avoir le système multi-dop configuré et prêt à aller avant que le participant arrive. Assurez-vous que les sondes sont connectées au système multi-dop avant de passer sur le. Vérifiez que l&#39;ordinateur est connecté de relance, via le port parallèle, à l&#39;ordinateur multi-dop et les légumineuses sont d&#39;une vue sur l&#39;autre. S&#39;assurer que le filtre passe-haut est fixé à 300 Hz pour les deux parties et de vérifier la profondeur de insonation (45-55 mm) et la puissance du signal. Le système a des limites définies sur les différents paramètres pour s&#39;assurer que les niveaux de sécurité peuvent être utilisés. </li><li> Un code de participant doivent être enregistrées dans les fichiers de données multi-dop pour que la condition, le groupe, ou les données démographiques correspondant. </li><li> Le système devrait alors être mis en pause pendant la préparation des sondes. Chaque sonde à ultra-sons est recouvert d&#39;un gel qui permet un contact entre la sonde et la peau. Utilisez une quantité généreuse de gel de maintenir le meilleur contact possible. </li><li> Maintenant il est temps de commencer la session. Vérifier si l&#39;enfant a besoin d&#39;aller aux toilettes avant de commencer! Nous démontrons le casque à l&#39;aide des animaux en peluche, et assurez-vous que l&#39;enfant comprenne ce qui se va se passer et ce qui leur sera demandé de faire. Il est particulièrement important qu&#39;ils comprennent la nécessité de garder le silence après la période d&#39;activation, de sorte que le signal peut revenir aux valeurs initiales. Les enfants doivent être assis confortablement comme une tâche complète peut durer entre 20 et 30 minutes et beaucoup de mouvements du corps bruts peuvent interférer avec le signal Doppler. </li><li> La partie la plus dure de la procédure est le positionnement des sondes de gel couverts. Les nouveaux utilisateurs devraient être conscients qu&#39;il faut pratiquer pour devenir expert dans cette partie du processus. Il ya une simulation par ordinateur utiles par Rune Aaslid qui peuvent aider à la formation ( <a href="http://www.transcranial.com/">http://www.transcranial.com/</a> ), mais la meilleure façon d&#39;apprendre est de pratiquer sur vos amis et collègues. Une fois que vous avez évalué à environ 10 personnes, vous commencerez à trouver beaucoup plus facile. Une bonne chose de travailler avec les enfants, c&#39;est qu&#39;il est généralement plus facile de trouver un signal provenant d&#39;un enfant qu&#39;un adulte, parce qu&#39;ils sont plus minces crânes. </li><li> Chaque sonde est placée à la fenêtre temporelle du crâne de chaque côté de la tête. C&#39;est la section la plus mince de l&#39;os dans la tête et offre la meilleure surface à travers laquelle un signal peut être obtenue à partir des artères cérébrales moyennes. Ces fenêtres peuvent être trouvés juste en avant de chaque oreille. Lorsque l&#39;on travaille avec des enfants, il peut aider à réduire le temps de mettre en place si vous avez deux expérimentateurs, un ajustement de chaque sonde. La plupart des enfants sont heureux de regarder un DVD pendant cette partie de la procédure, mais il est important de surveiller le comportement de l&#39;enfant et de s&#39;assurer qu&#39;ils sont à l&#39;aise et détendu. Terminer la session si l&#39;enfant présente des demandes ou s&#39;il n&#39;y a aucun signe de détresse. </li><li> La position des sondes est ensuite ajustée de manière à insonate l&#39;artère cérébrale moyenne. Cela peut prendre quelques minutes avant le signal satisfaisante soit trouvée. Ce signal a un son caractéristique ainsi que motif visuel qui devrait être surveillé par l&#39;ordinateur multi-dop. </li><li> Le son est un bruit caractéristique whooshing bas du taux de battement de coeur du participant. Le motif caractéristique visuelle est une forte hausse suivie par une chute de décroissance exponentielle off qui répète également au taux de battre le coeur. Vous pouvez ramasser activité à partir d&#39;autres vaisseaux sanguins, selon<html> la profondeur de insonation et la direction de la sonde. Une profondeur d&#39;environ 45 à 50 mm fonctionne généralement bien chez les enfants. Une fois un signal fort a été trouvé, de réduire le pouvoir autant que possible tout en maintenant un bon signal. Le gain peut également être augmentée pour amplifier un signal faible. </li><li> Une fois les signaux pour chaque artère cérébrale moyenne sont satisfaisants, la sortie auditive du signal multi-dop devrait être tourné vers le bas, et la procédure peut commencer. L&#39;expérimentateur explique à l&#39;enfant qu&#39;ils vont regarder un clip vidéo tranquillement. Quand ils voient le point d&#39;interrogation se place sur l&#39;ordinateur dont ils ont besoin pour raconter l&#39;expérimentateur autant que possible sur ce qui s&#39;est passé dans la vidéo. Quand ils voient l&#39;image du garçon va «chut», ils ont arrêter de parler immédiatement et s&#39;asseoir tranquillement pour attendre la prochaine vidéo pour commencer (voir Figure 2 et. Exemples avi). </li><li> Les appareils d&#39;enregistrement sont alors commencé, c&#39;est à dire, un enregistreur vocal pour les réponses auditives; avec le système d&#39;enregistrement multi-dop, et l&#39;ordinateur contrôlant la présentation du stimulus. </li><li> Le travail de l&#39;expérimentateur est alors de surveiller l&#39;enfant et le signal Doppler pour a) s&#39;assurer que l&#39;enfant est à l&#39;aise et en assistant à la tâche et b) s&#39;assurer que le signal approprié est maintenu. Le signal Doppler est beaucoup moins sensible aux mouvements d&#39;un signal d&#39;IRMf, mais il peut encore être perturbé par les mouvements du corps brut, ou si les mouvements de la sonde. Si le signal devient sensiblement perturbé, affichage de l&#39;ordinateur doit être mis en pause et les sondes de réinitialisation de manière appropriée. À certains moments, il peut être nécessaire d&#39;appliquer plus de gel dans le but de gagner de rétablir un signal satisfaisant. Nous constatons que les tests des enfants qui fonctionne le mieux si l&#39;on expérimentateur est responsable du maintien de l&#39;enfant sur la tâche et l&#39;enregistrement ce qu&#39;ils disent, et les autres moniteurs du signal Doppler. </li><li> Lorsque la procédure expérimentale est terminée, l&#39;enregistrement multi-dop peut être arrêté et enlevé les sondes. Il est utile d&#39;avoir certains tissus disponibles pour enlever tout excédent de gel. </li><li> Les fichiers de données brutes sont traitées afin de comparer les signaux gauche et droite Doppler. Nous avons développé notre propre logiciel Matlab sur la base des méthodes développées par Deppe 7. Ce traitement consiste à sous-échantillonnage des données et la correction des fluctuations dues aux battements du cœur. Essais simples sont exclus de l&#39;analyse si l&#39;activation gauche ou droit est en dehors d&#39;une plage spécifiée, communément de 70 à 130% de vitesse d&#39;écoulement de base de sang. L&#39;activation de ces essais est susceptible d&#39;être affectée par le contact de sonde problématique. La figure 3 montre l&#39;activation par rapport à la sonde des signaux pour un bon signal, alors que la figure 4, montre un cas où le signal est périodiquement perdu. </li><li> Par rapport à la vitesse d&#39;écoulement de base de sang, l&#39;activation de la voie de droite est soustraite de la gauche afin de calculer l&#39;activation de différence (voir figure 5). L&#39;indice de latéralisation est calculé comme la moyenne de l&#39;activation de différence pour une seconde de chaque côté de l&#39;écart maximum dans un délai pré-défini d&#39;intérêt. Cette période d&#39;intérêt est de 7 à 17 secondes suivant le début de la «parler» de commande, indiqué par le marqueur envoyé depuis l&#39;ordinateur d&#39;affichage dans le fichier de données multi-dop. Comme l&#39;activation différence est les canaux gauche moins droite, la latéralisation des indices positifs reflètent latéralisation gauche et négatifs reflètent la droite. </li></ol> 2. Les résultats représentatifs <img src="/files/ftp_upload/2161/2161fig1.jpg" alt="Figure 1" /> Figure 1:. Surface extérieure des hémisphères cérébraux, montrant les zones fourni par les artères cérébrales rose est la région fournie par l&#39;artère cérébrale moyenne. (À partir 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="Figure 2" /> Figure 2:. Aperçu schématique des essais expérimentaux avec vidéo 12 secondes de base, un intervalle de 10 secondes de réponse, et 16 secondes phase de repos Période d&#39;intérêt pour le calcul de la latéralité est également représenté. <img src="/files/ftp_upload/2161/2161fig3.jpg" alt="Figure 3" /> Figure 3. Nettoyer l&#39;enregistrement des données du Doppler la vitesse brute (cm / sec) pour les canaux gauche (bleu) et Right Doppler (rouge) de 130 à 150 secondes pendant une seule session expérimentale. Chaque impulsion visible correspond à un battement de coeur. Marqueur d&#39;événement relance survenue indiquant s&#39;affiche en vert. <img src="/files/ftp_upload/2161/2161fig4.jpg" alt="Figure 4" /> Figure 4. Perturbé l&#39;enregistrement des données du Doppler la vitesse brute (cm / sec) pour les canaux gauche (bleu) et Right Doppler (rouge) de 400 à 450 secondes pendant une seule session expérimentale. Marqueur d&#39;événement indiquant le début du stimulus s&#39;affiche en vert. Les éléments significatifs d&#39;abandon est visible pour les deux canaux. ftp_upload/2161/2161fig5.jpg &quot;alt =&quot; Figure 5 &quot;/&gt; Figure 5. Gauche (bleu) et droite (rouge) canal (partie A) et de la différence gauche moins droite (Groupe B) vitesse Doppler (cm / sec) en moyenne dans tous les essais acceptable pour un groupe de participants. Les participants ont été indicé de «parler» à 12 secondes et la période d&#39;intérêt pour le calcul de la latéralité est également représenté en vert. Les barres d&#39;erreur grise qui entoure la vitesse de la différence dans le groupe B représentent l&#39;erreur standard de la moyenne. Avi exemples: les séquences vidéo pour raconter la &quot;Freezefoot« histoire peut être téléchargé à partir de: <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>

En plus d&#39;étudier le développement normal, nous avons utilisé pour étudier la latéralisation FTCD la langue chez les adultes et les enfants ayant des troubles développementaux du langage et l&#39;alphabétisation 8, 9. Nous sommes également intéressés à développer des méthodes d&#39;utilisation de FTCD pour l&#39;évaluation de la latéralisation des habiletés visuo-spatiales 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>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>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)

Il ya beaucoup de questions sans réponse sur la latéralisation cérébrale. En particulier, on ignore encore quels sont les aspects du langage et de compétences non verbales sont latéralisés, s&#39;il ya des inconvénients associés aux profils atypiques de la latéralisation cérébrale, et si la latéralisation cérébrale se développe avec l&#39;âge. Dans le passé, les chercheurs s&#39;intéressent à ces questions avaient tendance à utiliser impartialité comme mesure de substitution pour la latéralisation cérébrale, mais ce n&#39;est pas satisfaisante car impartialité est seulement un indicateur de faible et indirects de la latéralité des fonctions cognitives 1. D&#39;autres méthodes, telles que l&#39;IRMf, sont coûteux pour les études à grande échelle, et pas toujours réalisable avec des enfants 2. Ici, nous allons décrire l&#39;utilisation de l&#39;échographie Doppler transcrânien fonctionnelle (FTCD) comme un coût-efficacité, méthode non invasive et fiable pour évaluer la latéralisation cérébrale. La procédure consiste à mesurer le débit sanguin dans l&#39;artère cérébrale moyenne via une sonde échographique placée juste en face de l&#39;oreille. Notre travail s&#39;appuie sur les travaux de Rune Aaslid, qui a co-présenté TCD en 1982, et Stefan Knecht, Michael Deppe et leurs collègues de l&#39;Université de Münster, pionnier de l&#39;utilisation de mesures simultanées de gauche et de droite, au milieu flux de l&#39;artère sanguin cérébral, et a élaboré une méthode de correction pour l&#39;activité battement de coeur. Cela a permis de voir une nette augmentation du flux sanguin du côté gauche lors de la génération la langue, avec la latéralisation acceptant bien avec celles obtenues en utilisant d&#39;autres méthodes 3. L&#39;artère cérébrale moyenne a un territoire très vaste vasculaire (voir Figure 1) et la méthode ne permet pas de fournir des informations utiles sur la localisation au sein d&#39;un hémisphère. Notre expérience suggère qu&#39;il est particulièrement sensible aux tâches qui impliquent la production de parole, explicite ou implicite. La tâche de la «gold standard» est une tâche de génération de mot (par exemple penser à autant de mots que vous pouvez qui commencent par «B» à la lettre) 4, mais ce n&#39;est pas adapté aux jeunes enfants et d&#39;autres avec des compétences en littératie sont limitées. Comparé à d&#39;autres méthodes d&#39;imagerie cérébrale, FTCD est relativement peu touchée par les artéfacts de mouvement de parler, et nous sommes donc en mesure d&#39;obtenir un résultat fiable à partir des tâches qui impliquent des photos décrivant haute voix 5,6. En conséquence, nous avons développé une tâche adaptés aux enfants qui consiste à regarder des vidéo-clips qui racontent une histoire, et puis en décrivant ce qu&#39;il a vu.

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

Fonctionnelle Doppler transcrânien échographie (FTCD) est une technique échographique simple et non invasive qui peut être utilisé pour évaluer la latéralisation des fonctions cognitives, en particulier la langue, et est adapté pour une utilisation avec des enfants.

Évaluation de la latéralisation cérébrale chez les enfants en utilisant fonctionnelle échographie Doppler transcrânien (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 vues.  University of Oxford. Fonctionnelle Doppler transcrânien échographie (FTCD) est une technique échographique simple et non invasive qui peut être utilisé pour évaluer la latéralisation des fonctions cognitives, en particulier la langue, et est adapté pour une utilisation avec des enfants.

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

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.

Deux enregistrements électrophysiologiques des synapses-réponses évoquées astrogliales et neuronales aiguës dans des coupes d&#39;hippocampe

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

Recherche

Neurosciences

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.

Imagerie fonctionnelle du cortex auditif chez chats adultes à l&#39;aide de haut-champ IRMf

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.

Étudier le fonctionnement du cerveau chez les enfants à l’aide de magnétoencéphalographie

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.

Détermination de l'emplacement de la stimulation à l'aide d'un numériseur 3D avec stimulation à courant direct transcrânien haute définition

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).

Analyse du vasospasme cérébral dans un modèle murin d’hémorragie sous-arachnoïdienne avec ultrason duplex transcrânien à haute fréquence

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.

Activation 3D du cerveau entier et cartographie de la connectivité fonctionnelle chez la souris à l’aide de l’imagerie échographique fonctionnelle transcrânienne

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

Batterie de tests comportementaux pour évaluer les effets neurotoxiques chez le poisson-zèbre adulte

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.

Pleins feux sur l’auteur : Évaluation des changements comportementaux induits par l’environnement et les médicaments chez le poisson-zèbre adulte 

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.

Évaluation de la neurotoxicité chez Danio rerio adulte à l’aide d’une batterie de tests comportementaux dans un seul réservoir

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

TUS de haute précision : planification et exécution avec simulations acoustiques et thermiques

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.

Pleins feux sur l’auteur : Faire progresser la modulation du cerveau humain - Protocoles optimisés pour les expériences de stimulation par ultrasons transcrâniens

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 pour la planification et l’exécution d’expériences de neuromodulation par ultrasons transcrâniens chez l’homme

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