Nous tenons à remercier M. John Richards, Université de Caroline du Sud, pour nous accorder l&#39;accès à la base de données de développement IRM et des discussions utiles. Nous tenons également à remercier nos bailleurs de fonds de charité de Great Ormond Street Children, UCL Impact et grands défis.

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Les frais de publication de cet article ont été parrainés par électrique géodésiques, Inc.

Le présent article décrit l&#39;enregistrement et l&#39;analyse des EEG haute densité pour la reconstruction des générateurs corticaux utilisant des modèles d&#39;éléments de frontière fondée sur l&#39;âge des modèles d&#39;IRM moyens appropriés et la profondeur pondérée estimation de norme minimale dans un paradigme ERP standard, adapté aux enfants. Dans ce paradigme, des photos de visages et des visages brouillés sont présentés. Différents auteurs ont utilisé ce paradigme pour étudier le dévelop...

Le président Barack Obama a décrit le cerveau humain comme la prochaine frontière de la découverte scientifique de haute importance pour la santé et l&#39;économie 3 (http://www.whitehouse.gov/share/brain-initiative). Toutefois, comme dans tout autre domaine dans les sciences naturelles, les neurosciences dépend de progrès dans les méthodes et techniques d&#39;analyse de progrès. Deux outils non invasifs couramment utilisés dans les études sur le fonctionnement du cerveau chez l&#39;homme sont l&#39;imagerie par résonance magnétique (IRM) et l&#39;électroencéphalographie (EEG). Ces outils exploitent des propriétés physiques différentes et fournir différentes perspectives sur le fonctionnement du cerveau avec des avantages et des inconvénients. L&#39;IRM utilise les propriétés magnétiques des molécules d&#39;eau à l&#39;intérieur des champs magnétiques pour obtenir des images de tissus vivants. L&#39;objet doit être placé dans un aimant d&#39;intensité de champ élevée. Le mouvement du participant est restreint durant cette procédure et le participant doit tolérer le bruit causé par les changements rapides dans le champ magnétiquedomaine. En plus des images structurelles, l&#39;IRM fournit également la possibilité de mesurer les changements dans l&#39;oxygénation du sang pour étudier le fonctionnement du cerveau (IRM). En résumé, l&#39;IRM offre une résolution spatiale relativement élevée allant jusqu&#39;à 0,5 mm 3 avec des champs élevés modernes scanners et des paramètres optimisés 4. En revanche, la résolution temporelle de l&#39;IRMf est limitée à la cinétique lente de la réponse BOLD, qui reflète seulement indirectement la dynamique temporelle élevés de l&#39;activité neuronale 5,6. D&#39;autre part, l&#39;EEG mesure les variations de l&#39;activité électrique provoquées par l&#39;activité de neurones par l&#39;intermédiaire d&#39;électrodes placées sur le cuir chevelu. Les progrès récents de la technologie EEG permettent une application rapide et facile des capteurs pour les enregistrements ambulatoires à court terme ou à long terme et fixe ainsi que. Parce que l&#39;EEG est moins restrictive, il est également la méthode de choix pour certaines populations de participants qui ne tolèrent pas l&#39;environnement IRM bien comme pédiatrique et certainpopulations gériatriques et psychiatriques. Les propriétés de l&#39;EEG montrent un motif inverse de ceux de l&#39;IRM: la résolution temporelle est très élevé avec une précision d&#39;une milliseconde, mais la résolution spatiale est limitée. Des courants électriques passent à travers les différents tissus entre leur générateur et les électrodes d&#39;EEG sur la surface du cuir chevelu. Cela conduit à un mélange et étalement spatial de l&#39;activité de la source connue sous l&#39;effet du volume de conduction. Par conséquent, l&#39;activité mesurée par les électrodes sur la surface du cuir chevelu reflète l&#39;activité à partir de multiples sources qui peuvent être éloignés de la position de l&#39;électrode sur la tête de 1,7. Beaucoup de travail au cours des dernières années a été consacrée à la fusion de l&#39;IRM et EEG afin de tirer parti de leurs atouts respectifs. Une ligne de travail est consacrée à l&#39;acquisition simultanée de l&#39;EEG et IRM dans les études fonctionnelles. Une autre approche consiste à utiliser les informations spatiales fournies par l&#39;IRM structurelle pour tenir compte du volume conduction effet grâce à la modélisation biophysique. L&#39;utilisation de l&#39;information structurale pour la reconstruction de source d&#39;enregistrements EEG est particulièrement utile pour des études impliquant une population pédiatrique. L&#39;enquête de l&#39;évolution de la fonction cérébrale est essentielle pour comprendre comment les compétences cognitives complexes sont construits au-dessus de précurseurs simples 8. Ces enquêtes permettent de mettre en évidence des changements dans les substrats neuronaux et des propriétés de réponse qui sont en corrélation avec les changements dans la performance comportementale. Toutefois, l&#39;enquête de la fonction du cerveau et la cognition au cours du développement pose également des défis spécifiques. En particulier, la possibilité pour les études d&#39;IRM fonctionnelle est limitée car les jeunes enfants et les nourrissons doivent soit être endormi ou sous sédation pour obtenir des données d&#39;IRM sans artefacts de mouvement et de l&#39;impact négatif sur le bien-être des participants. En outre, l&#39;EEG est perçu comme moins risqué et invasif par les parents, ce qui rend le recrutement des participants à la recherche plus facile. Tar conséquent, l&#39;EEG est la méthode de choix pour de nombreuses enquêtes sur le fonctionnement du cerveau chez les jeunes enfants. Progrès méthodologiques dans les systèmes EEG permettent l&#39;application des matrices d&#39;électrodes à haute densité avec 128 canaux ou plus en quelques minutes. Facilité d&#39;application et un confort de port sont suffisantes pour permettre même enregistrement EEG dans les plus jeunes enfants. Cependant, souvent, les chercheurs ne sont pas seulement intéressés à la dynamique temporelle des réponses à des stimuli particuliers, mais aimeraient également de comparer les substrats neuronaux qui interviennent dans les réponses. Une hypothèse qui prévaut dans le niveau de canal analyse ERP comparant différents groupes d&#39;âge, c&#39;est que les mêmes substrats neuronaux de répondre, mais que le moment ou l&#39;amplitude de la réponse varie selon les âges 9. Cuir chevelu topographie similaire est souvent utilisé comme un indicateur de l&#39;activité neurale sous-jacente similaire. Cependant, de nombreuses configurations de sources différentes peuvent conduire à des topographies du cuir chevelu similaires 10. En appliquant l&#39;estimation de la source, ce Uncertitude peut être réduite et quantifié. L&#39;indépendance des observations est essentiel pour les comptes du réseau de la fonction cérébrale: si les sources sont mélangés, les corrélations seront biaisées vers la connectivité locale plus élevée. reconstruction de source peut être appliqué pour réduire ce biais 11. Inversement, les différences dans le calendrier et la phase peuvent être utilisées pour l&#39;analyse de la connectivité, mais ces modèles mathématiques nécessitent des hypothèses qui sont difficiles à évaluer en données non simulées 12. En résumé, l&#39;estimation de la source fournit des informations supplémentaires à l&#39;EEG de niveau de canal et l&#39;analyse des ERP basée sur la connaissance de l&#39;anatomie et les propriétés biophysiques des tissus. Différents algorithmes ont été conçus pour trouver des solutions au problème inverse. Ces algorithmes sont en gros en deux catégories: paramétriques et non paramétriques 13. Modèles paramétriques supposent une ou plusieurs dipôles qui peuvent varier dans l&#39;emplacement, l&#39;orientation et la force. En revanche, les modèles paramétriques contai nonna grand nombre de dipôles avec emplacement et l&#39;orientation fixe. Dans ces modèles, l&#39;activité électrique du cuir chevelu est expliquée comme une combinaison des activations dans les dipôles fixes 10,13,14. Non paramétrique, modèles de sources distribuées peuvent être basées sur la connaissance de l&#39;anatomie et de la conductivité dans les différents médias. Modèles d&#39;éléments de frontière intègrent les valeurs de conductivité pour les principaux tissus de la tête avec différentes coques pour le cerveau, le liquide céphalo-rachidien, et le crâne. Ceci est basé sur l&#39;hypothèse que la conductivité est essentiellement constante à l&#39;intérieur de chaque compartiment, mais que des modifications marquées se produit à la limite entre les différents compartiments. Modèles éléments finis sont basés sur la poursuite de la segmentation des examens IRM dans la matière grise et blanche pour que les valeurs de conductivité peuvent être affectés à chaque voxel 15. En termes pratiques, modèles non paramétriques sont particulièrement utiles pour la reconstruction de source dans des tâches cognitives complexes, dans lequel le nombre de zones concernées peutpas connu 10. Modèles d&#39;éléments de frontière sont les plus largement utilisés dans la littérature actuelle, probablement parce que les plus précises modèles éléments finis présentent des demandes de calcul comparable élevés. En outre, il existe une variabilité interindividuelle considérable dans la matière grise et blanche de sorte que MEF devrait être basée sur l&#39;IRM individuels. Les modèles non paramétriques exigent une deuxième étape pour adapter le cuir chevelu activité mesurée aux prédictions du modèle de l&#39;avant. Encore une fois, des approches différentes avec différents avantages et inconvénients ont été discutés dans la littérature (voir Michel et al. 2004 pour un aperçu). Les algorithmes les plus couramment utilisés sont basés sur l&#39;estimation de la norme minimale (MNE), ce qui correspond le cuir chevelu activité mesurée à une distribution de courant dans le modèle de l&#39;avant avec l&#39;intensité globale plus faible 16. MNE est biaisé vers des sources faibles et superficielles. Profondeur algorithmes MNE pondérés essaient de réduire le biais de surface en introduisant pondérationmatrices fondées sur des hypothèses mathématiques 10. L&#39;approche LORETA largement utilisé se fonde également sur ​​pondérée MNE, mais minimise en outre le Laplacien de sources, ce qui conduit à des solutions plus douces 17,18. LORETA a été trouvé pour les meilleures performances pour les sources individuelles dans les études de simulation 19,20. Cependant, LORETA peut conduire à plus de lissage des solutions. Profondeur pondérée MNE est préférable que les sources sont inconnues ou plusieurs sources sont susceptibles d&#39;être présents 13, 16. En comparant les résultats de différents algorithmes d&#39;évaluer l&#39;influence de différentes hypothèses du modèle est recommandé. En résumé, la reconstruction de la source grâce à des méthodes de modélisation a été limité pour les enfants jusqu&#39;à récemment. C&#39;est parce que la plupart des logiciels d&#39;analyse EEG s&#39;appuie sur des modèles de tête basée sur l&#39;anatomie adulte qui limite considérablement l&#39;exactitude des solutions à la source chez les enfants 2,8. L&#39;accès pas cher à la puissance de calcul et la fourniture delogiciel convivial pour la reconstruction de la source permettent de surmonter ces limitations. Application de l&#39;estimation de la source à l&#39;EEG présente deux avantages importants par rapport à des analyses fondées sur des observations du niveau de canal seulement: amélioration de la résolution et de l&#39;indépendance des observations spatiales. estimation de la source ne peut pas être instructif dans certains cas: une bonne couverture de la tête est nécessaire de distinguer les sources. Systèmes à haute densité avec 128 électrodes ou plus sont recommandés 10,15; une couverture clairsemée agira comme un filtre spatial menant à plus grande activation de la source de propagation ou de faux résultats négatifs 10. En outre, la reconstruction de source basé sur la méthode décrite dans cet article a été signalé pour les générateurs corticaux. Par conséquent, il est moins approprié pour tester des hypothèses sur des substrats sous-corticales ou sous-corticales interactions corticales. Enfin, l&#39;analyse de la source doit être fondée sur des hypothèses préalables détaillées sur les substrats corticaux,prenant la littérature existante d&#39;autres modalités d&#39;imagerie en compte. Des techniques de filtrage spatial peuvent également être utilisés pour améliorer la résolution spatiale du signal EEG en réduisant mélange spatial au niveau du cuir chevelu. Des méthodes alternatives pour réduire l&#39;influence des effets de volume de conduction sans modélisation de la tête sont utilisés, par exemple, le filtrage de Laplace 21 ou actuelle analyse de la densité Source 22. Cependant, ces méthodes ne fournissent pas plus d&#39;informations sur les générateurs de neurones que les effets du volume de conduction ne sont pas seulement limitées à des capteurs à proximité spatiale 1. Dans les sections suivantes, l&#39;article décrit comment des expériences pour l&#39;enquête de cerveau et la fonction cognitive chez les enfants de 2 ans sont conçus au bébé Lab Londres. Ensuite, l&#39;acquisition de données EEG de haute densité systèmes de basse impédance avec enfants est discutée. Ensuite, EEG prétraitement et d&#39;analyse sur le niveau du canal est présenté. Lastly, l&#39;article porte sur le traitement de données d&#39;IRM de structure pour une reconstruction de source corticale et l&#39;analyse des signaux de niveau de la source.

<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 est traditionnellement décrite comme une technique de neuro-imagerie à haute résolution spatiale et temporelle faible. Les progrès récents dans la modélisation biophysique et traitement du signal permettent d&#39;exploiter l&#39;information d&#39;autres modalités d&#39;imagerie comme l&#39;IRM structurelle qui fournissent une haute résolution spatiale pour surmonter cette contrainte 1. Ceci est particulièrement utile pour les enquêtes qui exigent une haute résolution dans le temporel ainsi que le domaine spatial. En outre, en raison de l&#39;application facile et à faible coût des enregistrements EEG, EEG est souvent la méthode de choix lorsque l&#39;on travaille avec les populations, comme les jeunes enfants, qui ne tolèrent pas l&#39;IRM fonctionnelle scanne bien. Toutefois, afin d&#39;enquêter sur ce qui substrats neuronaux sont impliqués, des informations anatomiques de l&#39;IRM structurelle est encore nécessaire. La plupart des logiciels d&#39;analyse EEG travaillent avec des modèles de tête standards qui sont basés sur l&#39;anatomie adulte. La précision de ces modèles lorsqu&#39;il est utilisé pour les enfants est limitée 2, parce que le composition et la configuration spatiale de la tête tissus changements de façon spectaculaire sur le développement 3. Dans le présent article, nous présentons un aperçu de nos récents travaux en utilisant des modèles de tête sur la base de différents IRM structurelles ou des modèles spécifiques de la tête d&#39;âge pour reconstruire les générateurs corticaux de haute densité EEG. Cet article décrit comment les enregistrements EEG sont acquises, traitées et analysées avec les populations pédiatriques au bébé Lab Londres, y compris l&#39;installation de laboratoire, la conception des tâches, EEG prétraitement, traitement IRM, et le niveau du canal EEG et l&#39;analyse des sources.

Conception expériences ERP pour les nourrissons et les enfants est souvent difficile, en raison de leur capacité limitée à tolérer de longues expériences répétitives 30. Ce problème est encore aggravé lorsque l&#39;expérimentateur prévoit d&#39;appliquer une reconstruction de source, car la reconstruction de source précise, il faudra un signal élevé bruit 1. Figure 1 affiche un protocole expérimental pour l&#39;étude des mécanismes de traitement du visage qui peuv...

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Cortical Source Analysis of High-Density EEG Recordings in Children

Au cours des dernières années, il ya eu un intérêt croissant pour l&#39;estimation des sources corticales du cuir chevelu mesurées activité électrique pour des expériences en neurosciences cognitives. Cet article décrit comment EEG haute densité est acquis et comment les enregistrements sont traités pour l&#39;estimation de la source corticale chez les enfants dès l&#39;âge de 2 ans au bébé Lab Londres.

Corticale Analyse de la source de haute densité EEG Recordings chez les enfants

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 vues.  UCL Institute of Child Health.  Au cours des dernières années, il ya eu un intérêt croissant pour l'estimation des sources corticales du cuir chevelu mesurées activité électrique pour des expériences en neurosciences cognitives. Cet article décrit comment EEG haute densité est acquis et comment les enregistrements sont traités pour l'estimation de la source corticale chez les enfants dès l'âge de 2 ans au bébé 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.

Évaluation quantitative de traitement cortical auditif-tactile dans les enfants handicapés

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

Recherche

Sciences du comportement

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.

Mesure de fronto-limbique activité en utilisant une Oddball Groupe émotionnelle chez les enfants atteints familiale à risque élevé pour la schizophrénie

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.

Mesure attentionnels préjugés pour menace les enfants et les adultes

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.

Test de la fonction sensorielle et multisensorielle chez les enfants avec des troubles du spectre autistique

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.

Suivi psychophysique Méthode pour mesurer les préférences de goût chez les enfants et les adultes

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.

Détection automatique de très organisé Oscillations Theta dans le murin EEG

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.

Évaluation de la mémoire de travail chez les enfants: la batterie d&#39;évaluation complète pour les enfants - Mémoire de travail (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.

Réversible par refroidissement désactivations pour étudier les Contributions corticales à Obstacle mémoire chez le chat marche

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.

Conditionnement classique court-retard Eyeblink dans 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 ...

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 protocole d’électrophysiologie à mesure récompense Anticipation et le traitement chez les enfants

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