Name: event-related potentials during target-response tasks to study cognitive processes of upper limb use in children with unilateral cerebral palsy
Uploaded: 2016-01-11T10:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 26 s
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This work is part of a doctoral dissertation that was supported by grants from (in alphabetical order): Hersenstichting Nederland, Johanna KinderFonds, Stichting Rotterdams Kinderrevalidatie Fonds Adraanstichting, Phelps Stichting voor Spastici, and Revalidatie fonds.

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The authors declare that they have no competing financial interests.

이 문서에서는 직접 일방적 뇌성 마비 (CP) 및 발달 무시 (DD)를 가진 아이들의 간단한 상지 운동 중에 운동 제어와 관련된인지 과정을 평가하기 위해 개발 된 프로토콜을 제공한다. 일방적 CP 주로 상지 1,3 영향 본체의 일측에 이동 결핍을 특징으로 비 진행성 신경 발달 장애이다. DD와 아이들은 자발적으로 일상 생활 5시 그들의 영향을받는 손의 보존 용량의 무시를 보여줍니다. 현재의 프로토콜이 아이들 기존 재활 절차를 개선하기위한 목적으로 DD의 현상에 기여할 수 관련인지 메카니즘을 해명하기 위해 개발되었다. 이 프로토콜을 이용하여 유용한 새로운 통찰력 DD 10,11 환아 간단한 상지의 움직임에 관련된 기본인지 과정에 대해 얻어졌다. 이 프로토 중요COL은 매우 쉽게 실행 대상 응답 작업 동안 이벤트 관련 뇌 전위 (ERPS)의 사용이다. 작업을 수행의 단순 이동 제한 어린 아이를 포함 수 있습니다. 작업 중에 기록 ERPS는 높은 시간 해상도와 신경 활성을 측정하는 비 침습적 강력한 신경 영상 기법으로서 사용된다. 이 프로토콜을 사용하는 것은 일방적 인 CP와 어린이 상지 제어의 별개의 처리 단계와 관련된인지 적 측면의 연구를 위해 수 있습니다. 이와 같이,이 신경 생리 학적 수준의 행동 검사를 연장한다. 또한, 프로토콜은 쉽게 다른 자극을 제시하여 적용 할 수 있습니다 (예., 큐 - 자극, 노고 자극) 또는 적응 자극 프리젠 테이션 시간뿐만 아니라 상호 자극 간격. 직접적 상지 제어에 관련된 다른인지 과정을 평가하는 것이 가능하다 (예., 반응 억제 대 응답 제제). 다음 일방적 인 CP와 어린이의 특정 모터 적자가 실제로 장애인지 과정에 의해 발생한다는 생각에, DD 어린이의 관측 모터 적자에 기여할 수있는 또 다른 중요한 측면은 가능한 감각 적자 (18)이다. 때문에 특정 thalamocortical 및 corticocortical 경로에 부상으로 일방적 인 CP 일부 아이들은 운동 (24)로부터 정확한 감각 피드백을받을 수 없습니다. 차례로 이는 손의 영향 저조한 사용, 즉., DD 이어질 것이 제안되었다. 현재의 프로토콜은 직접이 가능한 감각 적자를 평가하지 않습니다. 이동 장애 아동에 다른 감각 처리의 세부 평가를 위해, 우리는 하인과 키 (2014) (25)의 작업을 참조하십시오. 정확하고 유효한 결과를 보장하기 위해 염두에 두어야 할 몇 가지 중요한 포인트가 있습니다. EEG 실험을 시작하기 전에, 관련된 LIM을 이해하는 모든 중요한 최초이 기술의 itations. 상대적으로 가난한 공간 해상도뿐만 아니라 피질 활동을 추론의 어려움은 고려해야 할 중요한 문제입니다. 연구 문제는 신경이-해부학 상지 제어시 특정 프로세스를 현지화하기위한 경우, 다른 뇌 영상 방법이 고려되어야한다 (예., (F) MRI). 그러나, 명확하게 EEG의 비 침습성뿐만 아니라 어린이에게 익숙한 위치에서 측정하는 모바일 랩 사용 가능성은 다른 기술을 통해 상당한 이점을 제공한다는 언급한다. EEG 측정 열악한 공간 분해능 옆 깜박 근육 활동에 의해 도입 된 노이즈도 불리하다. 특히 어린이의 이들 인공물을 감소시키기 적절한 지시를 제공하는 것은 매우 어렵다. 그것은 아이들의 관심을 유지하고 너무 오래 걸릴하지 않는 프로토콜을 사용하는 것이 매우 중요합니다. 현재 홍보otocol는 일방적 인 CP (10, 11)와 함께 어린이 DD의 현상에 기여하는 기본적인인지 과정에 대한 새로운 경험적인 통찰력을 제공합니다. 이러한 통찰력은 DD 더 이해뿐만 아니라, 현재 치료를 개별화를위한뿐만 아니라 높은 가치가있을 수 있습니다. 또한,이 프로토콜의 기능은 직접 어린이 운동 개발과 관련된인지 적 측면에 대한 연구에 대한 가능한 광범위한 구현을 야기 할 수 상지 제어의 기본인지 적 요소를 평가한다.

<html> 뇌성 마비 (CP)는 현상 태아 또는 신생아의 뇌 (1)에 장해가 발생하는 움직임과 자세 신경 발달 장애와 관련된 질환의 그룹으로 정의된다. 이러한 손상은 비 진보적 비록, 그들은 평생 장애 1, 2와 연결되어 있습니다. CP의 가장 일반적인 서브 타입 중 하나는 모든 경우에 (3)의 1/3 이상을 차지 일방적 CP이다. 그것은 자주 더 눈에 띄는 상지 1,3에 몸의 한쪽면에 뚜렷한 모터 적자에 의해 특징입니다. 다음 영향 상지의 움직임이 감소 용량 일방적 CP 여러 아이들도 저절로 일상 4-8 그들의 영향 손의 잔존 용량을 사용하지 못할 것으로 보인다. 일방적 인 CP의 영향을받는 상지의 남은 용량이 무시 자주으로 발달 무시 (DD) 4-11 언급하고있다. 콘텐츠 &quot;&gt; 외에도 행동 보강 이론 4에 기반 DD의 전통적인 설명에서, 더 최근의 연구는 DD 5,9-11을 이해인지 요인의 중요성을 강조하고있다. 이러한 이론이 아이디어를 기반으로하는 소아 특정 모터 결손 일방적 CP 실제로 오히려 이동 제한 자체보다, 성공적인 목표 지향적 모터의 동작에 필요한 기능 장애인지 과정에 의해 발생합니다.이 점에서 DD는 뇌졸중 후 모터 태만의 현상과 비교 된, visuo-공간주의를 제안 결손 9, 11, 12,., 대안 적으로, 이것은 중요한 발달 기간 동안 영향을받은 손의 사용의 부족은 단지 모터 개발에 영향을주지 않는 것으로 제안되어 있으며, 또한, 모터의 동작 (5)에 관련된인지 과정의 지연과 연관된 10. DD는 널리 문헌에 기재되어 있지만,다른 이론은 직접 일방적 CP에서 연구 된 적이없는 목표 지향적 모터 동작에 관련된 변경인지 과정 5,9-11, 이러한인지 과정의 가능한 기여를 강조했다. 현재의 프로토콜은 일방적 인 CP와 어린이 상지 제어와 관련된인지 적 측면을 평가하기 위해 개발되었다. 프로토콜은 수동 - 응답 목표 작업 동안 지속적인 EEG에서 추출한 이벤트 관련 뇌 전위 (ERPS)의 사용을 설명한다. ERPS는 명백한 응답에 관한 별개의 처리 단계에 고정 시간이다 신경 반응을 측정 할 수있는 독특한 기회를 제공합니다. 즉, 그들은 그러한 응답 선택, 반응 준비 및 응답 억제 처리와 목표 지향의 모터 응답에 관련된 다른인지 과정을 연구 할 수있다. 또한, ERPS는 그들 각각 (다른인지 과정과 관련된 예., 여러 구성 요소로 구성되어, 초기 attentio와 N1n 개의 프로세스,인지 제어 N2과인지 부하와 정신의 노력으로 P3). 마찬가지로, 간단한 설명서 대상 - 응답 작업 중에 ERPS를 사용하여 우리가 직접와 DD없이 일방적 CP와 어린이 상지 제어의 다른 처리 단계와 관련된 다른인지 과정을 연구 할 수 있습니다.

<table><tbody><tr><td>&quot;Presentation&quot; stimulus delivery and experimental control program for neuroscience</td><td>NeuoBehavioralSystems&amp;nbsp;</td><td></td><td>company web address: http://www.neurobs.com/index_html&lt;br/&gt; Alternate stimulus presenation software can be used</td></tr><tr><td>Button Box, for time accurate(1ms) button press registration</td><td>TSG, Radboud University Nijmegen</td><td></td><td>company web address: http://tsgdoc.socsci.ru.nl/&lt;br/&gt; index.php?title=ButtonBoxes&lt;br/&gt; Alternate button press registration device can be used</td></tr><tr><td>BrainAmp DC 32 channels EEG/EP system, with BUA 128 USB interface&lt;br/&gt; S/N: AMP13061963DC, BUA128-1302289, EIB13010349</td><td>MedCaT B.V.</td><td>BP-01100</td><td>company web address: http://www.medcat.nl/Research/acticap.htm&lt;br/&gt; For measurements with children a mobile EEG lab is highly&lt;br/&gt; recommended</td></tr><tr><td>Acticap 32 channel standard cap set&lt;br/&gt; S/N: aCAP11101664, aEB13032942</td><td>MedCaT B.V.</td><td>BP-04200</td><td>company web address: http://www.medcat.nl/Research/acticap.htm&lt;br/&gt; It is highly recommended to use an active electrode system</td></tr><tr><td>BrainVision Recorder Software license&lt;br/&gt; USB Dongel: UR11471&lt;br/&gt; &amp;amp;&lt;br/&gt; BrainVision Analyzer Software license&lt;br/&gt; USB Dongel: U12512</td><td>Brain products</td><td>BP00020&lt;br/&gt; &lt;br/&gt; &lt;br/&gt; &amp;amp;&lt;br/&gt; BP00120</td><td>company web address: http://www.brainproducts.com/&lt;br/&gt; Alterante recording and analyzing software can be used</td></tr><tr><td>NuPrep</td><td>MedCatSupplies</td><td>10-30</td><td>company web address: http://www.medcat.nl/supplies/&lt;br/&gt; Alternate skin preparation exfoliants can be used</td></tr><tr><td>Skin Conductance Electrode Paste</td><td>MedCatSupplies</td><td>TD-246</td><td>company web address: http://www.medcat.nl/supplies/&lt;br/&gt; Alternate EEG conductive electrode gel can be used</td></tr><tr><td>Blunt needle&lt;br/&gt; and&lt;br/&gt; syringe kit</td><td>MedCatSupplies</td><td>JG161.5&lt;br/&gt; &amp;amp;&lt;br/&gt; 30xxxx</td><td>company web address: http://www.medcat.nl/supplies/&lt;br/&gt; Needle and syringe kit is used to apply conductive gel to electrode embedded in the EEG cap</td></tr><tr><td>Acticap Holder for Active Electrodes and&lt;br/&gt; stickers</td><td>MedCatSupplies</td><td>BP-04244&lt;br/&gt; &amp;amp;&lt;br/&gt; Z85-10x</td><td>company web address: http://www.medcat.nl/supplies/&lt;br/&gt; Acticap Holders and stickers are used for fixating EOG electrodes</td></tr></tbody></table>

event-related potentials during target-response tasks to study cognitive processes of upper limb use in children with unilateral cerebral palsy

일방적 인 뇌성 마비 (CP)는 어린 시절 장애의 아주 일반적인 원인이다 신경 발달 장애이다. 그것은 자주 상지에 지배되는 일방적 인 모터의 손상을 특징으로한다. 상지의 영향을 저감 운동 능력에 더하여, 일방적 CP 여러 요소들은 그 사지의 움직임 잔존 용량의 감소에 대한 인식을 나타낸다. 영향을받는 상지의 보존 능력을 무시하는이 현상은 정기적으로 발달 무시 (DD)라고합니다. 다른 이론은 DD, 치료를위한 각각의 제안 약간 다른 지침을 설명하는 가정하고있다. 그럼에도 불구하고, 추가로 일방적 인 CP와 어린이 DD에 기여할 수있는인지 과정을 직접 연구 한 적이있다. 현재의 프로토콜은와 DD없이 일방적 CP와 어린이 상지 제어에 관여하는인지 적 측면을 연구하기 위해 개발되었다. 이는 이벤트 관련 P를 기록함으로써 이루어졌다손 운동 응답을 요청 대상 - 응답 작업하는 동안 지속적인 뇌파에서 추출 otentials (ERPS). ERPS 그들 각각은 잘 정의 된 프로세스인지와 관련된 여러 가지 구성 요소로 이루어져있다 (예., 이른 주목 프로세스와 N1,인지 컨트롤 N2 및인지 부하 정신적 노력 P3). 그것의 우수한 시간 해상도에, ERP 기술은 명백한 모터 반응을 선행하는 몇 가지 비밀인지 과정을 연구 할 수있어 DD의 현상에 기여할 수있는인지 과정에 대한 통찰력을 할 수 있습니다. 이 프로토콜을 사용하면 기존의 행동 연구에 대한 설명의 새로운 수준을 추가하고 아동의 발달 운동 제한의인지 적 측면에 대한 연구의 폭 넓은 구현에 새로운 길을 엽니 다.

설명 프로토콜은 일방적 인 뇌성 마비 (CP) 10, 11와 아동의 발달 무시 (DD)의 현상에 기여하는 기본인지 적 요인을 연구 그 이전에 발행 된 연구에 사용되어왔다. 약간 다른 두 프로토콜은 표적을 향해 목표 지향적 손 반응에 관여하는 다른인지 과정을 풀리게 이들 공보에서 사용되어왔다. 두 기사의 그룹 (DD와 noDD) 사이의인지 과정에서 유의 한 차이는 중간 선 전극 (FZ, FCZ, CZ)에 프리젠 테이션 자극 대상에 반응에서 발견되었다. 와 DD없이 일방적 CP와 어린이 (그림 1과 같이 이동 / 노고 작업에서 도출) 대표 결과 따라서 목표 자극에 의해 유도 이벤트 관련 뇌 전위 (ERPS)를 보여줍니다. 제시된 수치는 5와 11 세 사이의 일방적 인 CP 24 어린이의 녹음을 기반으로합니다. 그림 3의 ERP 구성 요소 그림에 제시된 (시각 목표 자극에 반응하여 일방적 CP 24 어린이의 그랜드 평균 ERPS을 보여줍니다. 시험 참가자에 걸쳐 평균화하는 것은 긍정적이고 부정적인 편향의 시리즈로 구성되어 ERP 파형을 생성 1). 그림 3a는 다른 전위의 상세도에 대한 FCZ 전극 위치의 그랜드 평균 ERPS을 보여줍니다. 그것은 영향을받는 측면 (AS)와 덜 영향을받는 측면 (LAS)에 자극 프레 젠 테이션에 대해 별도의 잠재력을 보여줍니다. 그림 3b는 potentialsacross 두피의 표현을 보여줍니다. 그랜드 평균 ERPS 영향을받는 (AS)와 덜 영향을받는 측면 (LAS), 평균 반응이 양측에 제시 자극에 보여줍니다. 도 3a 및도 3b에 도시 된 그랜드 - 평균은 분명 N1 및 P2 성분을 함유한다. 대신 고전 P3의, 위도전자 지연 부정적인 요소 (NC)의 목표 자극 다음 전두 - 중앙 두피 위치에서 관찰된다. 아이들이 전두 - 중앙 음의 성인 (20)의 고전 P3 파에 필적하는 것으로 이전에보고 된 반복 일방적 CP 10, 11과 어린이 대상 - 응답 작업에서 관찰되었다. 그림 4는 4A 그림.와 DD없이 일방적 CP와 자녀 사이의 ERPS에서 그룹의 차이를 보여 별도로 두 그룹 (DD와 noDD) 및 각면 (영향을 덜 영향을받는 측면)에 대한 그랜드 평균 ERPS를 보여줍니다. 두 그룹 모두에 대해 N1 및 P2 성분뿐만 아니라 음의 늦은 지연 요소를 관찰 할 수있다. 그러나, P3 도메인에서 음의 웨이브 DD 군 (p &lt;0.05)에서 현저히 더 크다. 또한, N1 성분의 진폭 사이의 유의 한 차이는 그룹간에 관찰 될 수있다. 통계에 대한고정 대기 시간 창 내에서 평균 값을 분석 하였다 분석한다. 도 4b에 도시 된 바와 같이 큰 차이를 묘사하는, 막대 그래프가 자주 사용된다. 두 그룹 간의 차이를 해석하기 위해, 특정 동작에 대한 각각의인지 ERP 성분을 풍부 관한 문헌이있다. 현저한 군 차이가 발견 될 때마다 기존 문헌 것은 이러한 차이의 의미의 적절한 해석을 위해 사용되어야한다. 이러한 대표적인 결과의 결과는 연구 문제에 관한 해석 된 방법 해당 출판물 (10, 11)에 설명되어 있습니다. ERP 녹음로부터 유도 된 데이터에 부가하여, 상이한 타겟 응답 태스크는 추가적인 분석을 위해 사용할 수있는 행동 데이터를 생성한다. 목표 stimu 다음 반응 시간 (버튼 누름에 대상 프레젠테이션 시간) 및 오류 (예 :., 누락리튬)은 별도의 추가적인 종속 변수로서 사용될 수있다. 도 5에 도시 된 바와 같이 일방적 인 CP (덜 영향 대 영향) 양손 간의 반응 시간의 차이와 어린이 연구 경우는 10, 11을 기대할 수있다. 그러나, ERPS에 차이가 관찰된다하더라도, 행동 측정 보여줄 가능성이있다 군 (10) 사이에 차이가 없습니다. 별도의 치수로, 반응 시간 및 오류 점수를 사용하는 또 다른 가능성은 역 효율 스코어 (IES)를 계산하여 결합 점수를 사용하는 것이다. IES는 23 밀리 세컨드로 표현 정답의 비율로 나눈 평균 반응 시간에 의해 결정된다. 이 방법은 낮은 (&lt;10 %) 오류율 2 3 작업에서 특히 유용 할 것으로 생각된다. 현재의 프로토콜이 매우 쉬운 타겟 응답 절차를 알 수 있듯이, 낮은 오류율이 예상되고 문서왔다이전에 게시 된 작업 10, 11에 에디션. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/53420/53420fig1.jpg" /> 대상 - 응답 작업의 그림 1 예는 다양한 연령대에 적합한 실험. 예를 들어 흰색 배경에 대해 제시 웃는 그림 쌍의 시각적 자극으로 구성되어 있습니다. 시험의 두 가지 종류가 표시됩니다 : 목표 시험을 오른쪽 (오른쪽)의 오른쪽 (왼쪽)와 노고 시험을 위해. 두 시험은 배경 -과 cue- 자극을 포함한다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53420/53420fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/53420/53420fig2.jpg" /> 국제 10-20 시스템을 기반으로 전극 배치 그림 2. 회로도. 흰색 전극을 적용 placemen을 나타냅니다EOG 측정에 사용 연결된 유양동 기준 위치와 활성화 전극 (32)과 두 개의 활성 전극 t. 오렌지 전극은 기준 전극을 나타낸다. 회색 전극이 접지 전극을 나타냅니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53420/53420fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/53420/53420fig3.jpg" /> 목표 자극 다음 그림 3. 대표 그랜드 평균 ERPS.-자극을 대상으로 잠겨 일방적 CP 시간 24 어린이의 그랜드 평균 ERP 파형. (A) FCZ 전극 위치에서 그랜드 평균 ERPS. 연속 선은 덜 영향을받는 측면 (LAS)에 ERPS 다음 목표 자극 프레 젠 테이션을 나타냅니다. 점선은 영향을받는 측면 (AS)에 대한 목표 자극 프리젠 테이션 다음 ERPS을 나타냅니다. 시간 창은 아칸소운드, 관심의 다른 구성 요소의 최대 값은 (N1은, P2, P3 및 / NC)이 강조 표시됩니다. (B) 두피에 걸쳐 그랜드 평균 ERPS의 표현입니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53420/53420fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/53420/53420fig4.jpg" /> 두 그룹 사이의 차이를 표시하는 목표 자극 다음 그림 4. 대표 그랜드 평균 ERPS. (A) 그림 3에 제시된 바와 같이 일방적 인 CP와 동일 (24) 어린이의 그랜드 평균 ERP 파형, 시간이-자극을 대상으로 잠겨 있습니다. 열두 아이들은 DD를 가진 것으로 분류되었다. 파란색 선은 DD없이 일방적 CP와 어린이의 ERPS 대표 (; N = 12 noDD을). 오렌지 라인은 DD와 어린이를위한 ERPS을 나타냅니다 (; N = 12 DD). 연속 선 대표덜 영향을받는 측면 (LAS)에 ERPS 다음 목표 자극 프레 젠 테이션. 점선은 영향을받는 측면 (AS)에 대한 목표 자극 프리젠 테이션 다음 ERPS을 나타냅니다. 관심의 다른 구성 요소의 최대 주위에 시간 창 (N1은, P2, P3 및 / NC)이 강조 표시됩니다. (B) &#160; P3 / NC 진폭이 목표 자극을 위해도 3a에 도시 된 바와 같이, (SEM μV는 평균 ±). 파란색 막대는 DD없이 어린이를위한 P3 / NC 진폭의 평균 값을 나타냅니다. 오렌지 바는 DD와 어린이를위한 P3 / NC 진폭의 평균 값을 나타냅니다. 맑은 바는 덜 영향을받는 측면 (LAS)의 결과를 나타냅니다. 줄무늬 막대 영향 측 (AS)의 결과를 나타낸다. 별표는 P3 / NC 진폭에 관한 두 그룹 사이에 유의 한 (P &lt;0.05) 차이를 나타냅니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53420/53420fig4large.jpg" target="_blank">이 F의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오</a>igure. <img alt="그림 5" src="/files/ftp_upload/53420/53420fig5.jpg" /> 영향을 덜 영향을받는 손의 차이를 표시하는 그림 5. 대표 반응 시간 데이터. 묘사는의 SEM ± 수단이다. 회색 막대는 덜 영향을받는 손으로 일방적 인 CP 24 어린이의-자극을 대상으로 평균 반응 시간을 보여줍니다. 검은 색 막대가 영향을받는 손 같은 아이들의-자극을 대상으로 평균 반응 시간을 보여줍니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53420/53420fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

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Event-related Potentials During Target-response Tasks to Study Cognitive Processes of Upper Limb Use in Children with Unilateral Cerebral Palsy

Several children with unilateral Cerebral Palsy seem to disregard the preserved capacity of their affected upper limb. This Developmental Disregard is extensively described in the literature but the involved cognitive processes have not been studied. To study underlying cognitive factors of upper limb control, an event-related potential protocol was developed.

대상 - 응답 작업하는 동안 이벤트 관련 전위를 일방적 뇌성 마비 아동의 상지 사용의인지 과정을 연구하기 위해

Unilateral Cerebral Palsy (CP) is a neurodevelopmental disorder that is a very common cause of disability in childhood. It is characterized by unilateral ...

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Research

JoVE Journal

Behavior

12.1K 조회수.  Radboud University Nijmegen. Several children with unilateral Cerebral Palsy seem to disregard the preserved capacity of their affected upper limb. This Developmental Disregard is extensively described in the literature but the involved cognitive processes have not been studied. To study underlying cognitive factors of upper limb control, an event-related potential protocol was developed. 

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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.

장애 아동의 대뇌 피질의 청각 - 촉각 처리의 정량 평가

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

연구

행동분석학

A Semantic Priming Event-related Potential (ERP) Task to Study Lexico-semantic and Visuo-semantic Processing in Autism Spectrum Disorder

Individuals with autism spectrum disorder (ASD) have characteristic deficits in understanding the meaning of language, or semantic processing. However, some evidence indicates that semantic processing of non-linguistic stimuli is intact, suggesting that semantic deficits may be language-specific. To appropriately characterize semantic processing deficits in individuals with ASD, comparison of within-modality linguistic (e.g., written words) and non-linguistic (e.g., pictures) stimuli is required. This paper describes such a methodology that makes use of a semantic priming paradigm during concurrent recording of electroencephalographic (EEG) data. EEG provides a dynamic measure of brain activity that is well-suited to characterize subtle differences in semantic processing that may not be observable at the behavioral level. The semantic priming paradigm presents a prime picture or word (e.g., dog) followed by a target picture or word that is either related (e.g., cat) or unrelated (e.g., pencil) to the prime. This paradigm can thus be used to evaluate semantic processing across different modalities, and to compare lexico-semantic and visuo-semantic processing abilities in individuals with ASD and how they might differ from TD individuals. The specific steps involved in creating the stimuli, performing the EEG testing, and analyzing the EEG data are discussed. Representative results illustrate how the N400 component of the event-related potential (ERP) is reduced following semantically-related prime-target pairs compared to unrelated pairs. Comparisons of the N400 between conditions, modalities, and groups can provide estimates of the success of semantic processing, and can thereby be used to characterize semantic deficits in individuals with ASD or other clinical populations.

A Semantic Priming Event-related Potential ERP Task to Study Lexico-semantic and Visuo-semantic Processing in Autism Spectrum Disorder

This paper describes a semantic priming ERP task using within-modality pairs of pictures and words to investigate semantic processing in individuals with autism spectrum disorder (ASD).

의미 못쓰게 이벤트 관련 잠재력 (ERP) 작업을 자폐증 스펙트럼 장애에서 Lexico 의미 및 Visuo 의미 체계 처리를 공부

Individuals with autism spectrum disorder (ASD) have characteristic deficits in understanding the meaning of language, or semantic processing. However, ...

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.

측정 보상 기대와 아이 들에서 처리 하는 전기 생리학 프로토콜

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

How to Find Effects of Stimulus Processing on Event Related Brain Potentials of Close Others when Hyperscanning Partners

The partners of each pair must be able to pass the McGill Friendship Questionnaire without communicating. Each partner is then seated in front of a screen in one of two adjacent rooms. These rooms are separated by a glass window through which participants communicate to maintain feelings of togetherness while being fitted with the EEG cap. After checking for adequate EEG signals, the glass is covered by a curtain to prevent visual communication. Then, partners must be silent but are instructed to try to feel in the presence of their partner during the entire experiment. Just before it starts, participants are told that each of them will be presented with one image at a time and that these images will occur at the same time for both of them on their own screen. They are also instructed that, for each trial, the simultaneous images will always be different. However, unbeknownst to them, trials are randomized: only half of them are consistent with this instruction and actually include two different images. These trials form the DSC, that is, the different-stimuli condition. The other half of the trials are inconsistent with the instruction. They include two identical images and form the ISC (identical-stimuli condition). After the experiment, participants are sorted into two groups: those who reported that they felt in the presence of their partner during the majority of the trials and those who reported they did not. The impact of the stimulus processing of the partner is found by subtracting the mean voltages of the ERPs of the ISC (inconsistent with the instructions) from the ERPs of the DSC (consistent with the instructions) in at least two time windows (TWs): firstly, in the 75 to 150 ms TW, where the absolute values of these subtractions are greater, especially at right frontal sites, in those who felt in the presence of their partner than in those who did not; secondly, in the LPP time window (i.e., from 650 to 950 ms post onset), where ERPs are significantly less positive in the DSC than in the ISC in those in whom the raw results of the early (75-150ms) subtractions are negative.

This protocol describes key steps involved in assessing the sensitivity of the brain of one person to the stimulus processing of a close other by selecting pairs of partners, recording their electroencephalogram (EEG) simultaneously and computing their event-related brain potentials (ERPs).

찾을 효과의 자극에 대 한 처리 이벤트 관련 뇌 전위의 가까운 다른 사람을 어떻게 때 Hyperscanning 파트너

The partners of each pair must be able to pass the McGill Friendship Questionnaire without communicating. Each partner is then seated in front of a screen ...

신경과학

Using Brain Activation (nir-HEG/Q-EEG) and Execution Measures (CPTs) in a ADHD Assessment Protocol

Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) is a problem that impacts academic performance and has serious consequences that result in difficulties in scholastic, social and familial contexts. One of the most common problems in the identification of this disorder relates to the apparent over diagnosis of the disorder due to the absence of global protocols for assessment. The research group of School Learning, Difficulties and Academic Performance (ADIR) from the University of Oviedo, has developed a complete protocol that suggests the existence of certain patterns of cortical activation and executive control for identifying ADHD more objectively. This protocol takes into consideration some of the hypothetical determinants of ADHD, including the relationship between activation of selected areas of the brain, and differences in performance on various aspects of executive functioning such as omissions, commissions or response times, using innovative tools of Continuous Performance Testing (based on Virtual Reality CPT and Traditional CPT) and brain activation measures (two different tools, based on Hemoencephalography- nirHEG; and Quantified Electroencephalography --Q-EEG, respectively). This model of assessment aims to provide an effective assessment of ADHD symptomatology in order to design an accurate intervention and make appropriate recommendations for parents and teachers.

Using Brain Activation nir-HEG/Q-EEG and Execution Measures CPTs in a ADHD Assessment Protocol

This work presents a new protocol for the assessment of Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) by providing a more objective diagnostic procedure for this developmental disorder based on the use of innovative tools. It also analyzes the relationship between activation measures and executive function measures.

ADHD 평가 프로토콜의 뇌 활성화 (nir-HEG/Q-EEG) 및 실행 조치 (청구서)를 사용 하 여

Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) is a problem that impacts academic performance and has serious consequences that result in difficulties in ...

An Emerging Target Paradigm to Evoke Fast Visuomotor Responses on Human Upper Limb Muscles

To reach towards a seen object, visual information has to be transformed into motor commands. Visual information such as the object&#8217;s color, shape, and size are processed and integrated within numerous brain areas, then ultimately relayed to the motor periphery. In some instances, a reaction is needed as fast as possible. These fast visuomotor transformations, and their underlying neurological substrates, are poorly understood in humans as they have lacked a reliable biomarker. Stimulus-locked responses (SLRs) are short latency (&#60;100 ms) bursts of electromyographic (EMG) activity representing the first wave of muscle recruitment influenced by visual stimulus presentation. SLRs provide a quantifiable output of rapid visuomotor transformations, but SLRs have not been consistently observed in all subjects in past studies. Here we describe a new, behavioral paradigm featuring the sudden emergence of a moving target below an obstacle that consistently evokes robust SLRs. Human participants generated visually guided reaches toward or away from the emerging target using a robotic manipulandum while surface electrodes recorded EMG activity from the pectoralis major muscle. In comparison to previous studies that investigated SLRs using static stimuli, the SLRs evoked with this emerging target paradigm were larger, evolved earlier, and were present in all participants. Reach reaction times (RTs) were also expedited in the emerging target paradigm. This paradigm affords numerous opportunities for modification that could permit systematic study of the impact of various sensory, cognitive, and motor manipulations on fast visuomotor responses. Overall, our results demonstrate that an emerging target paradigm is capable of consistently and robustly evoking activity within a fast visuomotor system.

Presented here is a behavioral paradigm that elicits robust fast visuomotor responses on human upper limb muscles during visually guided reaches.

인간의 상반신 근육에 빠른 Visuomotor 응답을 불러 일으키는 신흥 대상 패러다임

To reach towards a seen object, visual information has to be transformed into motor commands. Visual information such as the object&#8217;s color, shape, ...

Assessment of Audio-Tactile Sensory Substitution Training in Participants with Profound Deafness Using the Event-Related Potential Technique

This paper examines the application of electroencephalogram-based methods to assess the effects of audio-tactile substitution training in young, profoundly deaf (PD) participants, with the aim of analyzing the neural mechanisms associated with vibrotactile complex sound discrimination. Electrical brain activity reflects dynamic neural changes, and the temporal precision of event-related potentials (ERPs) has proven to be key in studying time-locked processes while performing behavioral tasks that involve attention and working memory. 
The current protocol was designed to study electrophysiological activity in PD subjects while they performed a continuous performance task (CPT) using complex-sound stimuli, consisting of five different animal sounds delivered through a portable stimulator system worn on the right index finger. As a repeated-measures design, electroencephalogram (EEG) recordings in standard conditions were performed before and after a brief training program (five 1 h sessions over 15 days), followed by offline artifact correction and epoch averaging, to obtain individual and grand-mean waveforms. Behavioral results show a significant improvement in discrimination and a more robust P3-like centroparietal positive waveform for the target stimuli after training. In this protocol, ERPs contribute to the further understanding of learning-related neural changes in PD subjects associated with audio-tactile discrimination of complex sounds.

This protocol is designed to explore underlying learning-related electrophysiological changes in subjects with profound deafness after a short training period in audio-tactile sensory substitution by applying the event-related potential technique.

사건 관련 잠재적 기술을 사용한 심도 난청이 있는 참가자의 청각 감각 대체 훈련 평가

This paper examines the application of electroencephalogram-based methods to assess the effects of audio-tactile substitution training in young, ...

Assessing Corticospinal Excitability During Goal-Directed Reaching Behavior

Reaching is a widely studied behavior in motor physiology and neuroscience research. While reaching has been examined using a variety of behavioral manipulations, there remain significant gaps in the understanding of the neural processes involved in reach planning, execution, and control. The novel approach described here combines a two-dimensional reaching task with transcranial magnetic stimulation (TMS) and concurrent electromyography (EMG) recording from multiple muscles. This method allows for the noninvasive detection of corticospinal activity at precise time points during the unfolding of reaching movements. The example task code includes a delayed response reaching task with two possible targets displayed &#177; 45&#176; off the midline. Single pulse TMS is delivered on the majority of task trials, either at the onset of the preparatory cue (baseline) or 100 ms prior to the imperative cue (delay). This sample design is suitable for investigating changes in corticospinal excitability during reach preparation. The sample code also includes a visuomotor perturbation (i.e., cursor rotation of &#177; 20&#176;) to investigate the effects of adaptation on corticospinal excitability during reach preparation. The task parameters and TMS delivery can be adjusted to address specific hypotheses about the state of the motor system during reaching behavior. In the initial implementation, motor evoked potentials (MEPs) were successfully elicited on 83% of TMS trials, and reach trajectories were recorded on all trials.

Reaching is a fundamental skill that allows humans to interact with the environment. Several studies have aimed to characterize reaching behavior using a variety of methodologies. This paper offers an open-source application of transcranial magnetic stimulation to assess the state of corticospinal excitability in humans during reaching task performance.

목표 지향적 도달 행동 중 피질 척수 흥분성 평가

Reaching is a widely studied behavior in motor physiology and neuroscience research. While reaching has been examined using a variety of behavioral ...

Electroencephalography Network Indices as Biomarkers of Upper Limb Impairment in Chronic Stroke

Alteration of electroencephalography (EEG) signals during task-specific movement of the impaired limb has been reported as a potential biomarker for the severity of motor impairment and for the prediction of motor recovery in individuals with stroke. When implementing EEG experiments, detailed paradigms and well-organized experiment protocols are required to obtain robust and interpretable results. In this protocol, we illustrate a task-specific paradigm with upper limb movement and methods and techniques needed for the acquisition and analysis of EEG data. The paradigm consists of 1 min of rest followed by 10 trials comprising alternating 5 s and 3 s of resting and task (hand extension)-states, respectively, over 4 sessions. EEG signals were acquired using 32 Ag/AgCl scalp electrodes at a sampling rate of 1,000 Hz. Event-related spectral perturbation analysis associated with limb movement and functional network analyses at the global level in the low-beta (12-20 Hz) frequency band were performed. Representative results showed an alteration of the functional network of low-beta EEG frequency bands during movement of the impaired upper limb, and the altered functional network was associated with the degree of motor impairment in chronic stroke patients. The results demonstrate the feasibility of the experimental paradigm in EEG measurements during upper limb movement in individuals with stroke. Further research using this paradigm is needed to determine the potential value of EEG signals as biomarkers of motor impairment and recovery.

The experimental protocol demonstrates the paradigm for acquiring and analyzing electroencephalography (EEG) signals during upper limb movement in individuals with stroke. The alteration of the functional network of low-beta EEG frequency bands was observed during the movement of the impaired upper limb and was associated with the degree of motor impairment.

만성 뇌졸중의 상지 손상의 바이오마커로서의 뇌파 네트워크 지표

Alteration of electroencephalography (EEG) signals during task-specific movement of the impaired limb has been reported as a potential biomarker for the ...

<meta charset="utf8"></head><body>뇌졸중 재활을 위한 Dual Upper Limb Robotic Training

Application of a Dual Upper Limb Task-Oriented Robotic System for the Functional Recovery of the Upper Limb in Stroke Patients

Highly repetitive and task-oriented training has been shown to promote the recovery of limb function in stroke patients. Additionally, bilateral arm training can help stroke survivors regain their upper limb function and improve their daily activities. The dual upper limb task-oriented robotic system is designed to assist the healthy side of the stroke patient in driving the affected side to perform bilateral arm training through the use of a robotic device. It can also guide the patient in carrying out dual upper limb coordinated movements and engage them in a task-oriented virtual game using force feedback and human-computer interaction technology. This study aimed to assess the efficacy of the system in enhancing upper limb function and activities of daily living in stroke patients. The assessment methods used included motor evoked potential (MEP), functional test for the hemiplegic upper extremity-Hong Kong (FTHUE-HK), Fugl-Meyer Assessment Upper Extremity Scale (FMA-UE), and modified Barthel index (MBI). The results of the study indicate that the dual upper limb task-oriented robotic system can significantly improve the corticospinal pathway, upper limb function, and activities of daily living in stroke patients after 6 weeks of treatment. This system can serve as an effective adjunct to upper limb functional rehabilitation in stroke survivors, reducing the dependence on rehabilitation therapists. In conclusion, the dual upper limb task-oriented robotic system provides a new strategy for post-stroke limb functional rehabilitation and holds great potential for application, as it offers certain social and financial benefits.

<meta charset="utf8"></head><body>저자 스포트라이트: Enhancing Upper Lip Rehabilitation in Stroke Patients Through Advanced Robotic and Neuromodulation Technologies(첨단 로봇 및 신경 조절 기술을 통한 뇌졸중 환자의 상지 재활 향상)</

This experimental protocol outlines the use of a dual upper limb task-oriented robotic system for stroke patients with upper limb dysfunction. The findings indicate that this system can significantly improve stroke patients' upper limb function and daily living activities.

뇌졸중 환자의 상지의 기능적 회복을 위한 Dual Upper Limb Task-Oriented Robotic System 적용

Highly repetitive and task-oriented training has been shown to promote the recovery of limb function in stroke patients. Additionally, bilateral arm ...