Os autores agradecem o apoio para esta pesquisa pelo Elizabeth H. Solomon Centro de Investigação e desenvolvimento neurológico concessão NSF # SMA-1041755 para os temporais Dinâmica do Learning Center, uma ciência NSF of Learning Center. Agradecimentos especiais também são devidos às famílias que participaram, bem como aos membros do Laboratório de Estudos da Infância por suas contribuições práticas e intelectuais. Um agradecimento especial a Jarmo Hämäläinen para o desenvolvimento do protocolo fonte de localização e para Naseem Choudhury para ela entrada intelectual.

Todos os trabalhos com seres humanos requer a aprovação e supervisão Institutional Review Board. Métodos aqui relatados, quando utilizado em pesquisa, foram revistos e aprovados pelos Seres Humanos programa de proteção através das Artes e Ciências Institutional Review Board Rutgers (IRB). 1. Preparação <ol><li> Marcar o bebê durante 1 h de testes em câmara atenuada-som e eletricamente-blindado. O protocolo do estudo apresentado neste artigo que produziu dados representativa inclui 20 - 30 min de teste de EEG. </li><li> Alocar três pessoas por sessão de testes: um &quot;tester primário&quot;, um &quot;assistente net&quot; e um &quot;entertainer&quot;. </li><li> Por alta densidade infantil registo do EEG, utilizar, pelo menos, uma rede de 64 canais. Para os dados representativos aqui apresentados, utilizou-se um sensor 128 de canal líquido. </li></ol> 2. Aplicação Net <ol><li> Coloque os seguintes suprimentos na cham gravaçãober: Coban fita envoltório auto-aderente, fita métrica, marcando caneta, 2 toalhas, e pipetas. Calibrar soa a nível de testes (por exemplo, dB SPL, HL, etc.). </li><li> Faça a solução de eletrólito (água destilada, cloreto de potássio e xampu) bem antes de o tempo estimado de chegada da família. Para assegurar que a rede não está demasiado frio sobre a cabeça do bebé, quentes 8 onças de água a ser adicionada à solução imediatamente antes da aplicação. </li><li> Quando a família chega, obter o consentimento com formas IRB aprovado. </li><li> Na câmara de testes, sentar a criança no colo do cuidador, e têm o entertainer começar a jogar com o bebê. Se é a primeira visita, explicar o processo de candidatura net. </li><li> Meça a circunferência da cabeça da criança no ponto mais largo da cabeça e escolher o tamanho líquido com base nesta medição. Para obter o melhor ajuste, escolha uma rede de menor porte se a circunferência está perto do tamanho mínimo para uma idade. Mergulhe o líquido escolhido nas elecsolução de eletrólito. </li><li> Meça nasion-to-inion e marcar o couro cabeludo em ½ da medição total. Faça o mesmo para a medição de orelha a orelha. A classificação final é Cz (vértice). </li><li> Retire o excesso de solução a partir da rede, colocando-o em uma toalha seca. Já o assistente net inverter a rede e compreender o eletrodo Cz; segurando o líquido de modo que o dispositivo de teste primária pode posicionar os dedos na parte da frente do líquido. </li><li> Virar o líquido e coloque o líquido na cabeça criança como assistente líquido move a barbicha e roscas frontais coloridos (que liga o eletrodo nasion e barbicha) fora da rede. </li><li> Ajuste a posição da rede na cabeça da criança, colocando Cz na marca vértice do couro cabeludo. Posição / alinhar cada um dos eletrodos a partir da parte de trás e trabalham em direção à frente, certificando-se de que existe um ângulo reto entre cada eletrodo ea superfície da cabeça. </li><li> Recolha os fios, ajuste o chinstrap, fios seguras com fita Coban, e conecte o conne netctor. </li><li> Medir a impedância do eléctrodo com um limiar de &lt;50 Kohms, ou de acordo com as instruções do sistema. Se alguns eletrodos têm alta impedância, re-mergulhar o eletrodo com uma pipeta cheia de eletrólito e mover-se suavemente o cabelo de baixo do eletrodo. </li></ol> 3. Os estímulos Apresentação e EEG gravação <ol><li> Estímulos auditivos presentes em campo livre com alto-falantes equidistantes da cabeça do bebê. NOTA: O estudo representativo parâmetros de estímulo foram os seguintes: 70 ms tom de pares com uma freqüência fundamental de qualquer 800 ou 1.200 Hz e 15 harmónicos (6 dB roll-off por oitava) são apresentados em dois blocos (70 ou 300 ms internacionais intervalo de estímulo). As baixas de alto pares (800 Hz - 1.200 Hz) são apresentados como desviantes (15% = 125) entre ensaios (800 Hz - 800 Hz) a baixos padrões de baixo (85% = 708 ensaios). </li><li> Grave o EEG de acordo com as instruções de software e hardware. Use os seguintes parâmetros para o representante de dados: Samptaxa ling: 250 Hz, filtro low-pass Hardware: 100 Hz, elíptico, filtro passa-alta: 0,1 Hz, Auto: definido para Nyquist, ganho Conselho: 1. </li><li> Fornecer um ambiente tranquilo calma,, levemente atraente para o bebê durante a gravação. Envolver a criança jogando um vídeo silencioso apropriada para a idade ou com brinquedos tranquilos (por exemplo, bolhas de sopro, aponte para imagens em livros, jogo de boneco). Fornecendo o cuidador com fones de ouvido para ouvir música evita a interferência cuidador inadvertida com a resposta infantil. Se a criança é inquieta, impactando o EEG, pausar apresentação do estímulo e gravação de EEG até um ambiente calmo pode ser restaurado. </li><li> Após o experimento for concluída, remova cuidadosamente o líquido e secar o cabelo da criança e cabeça. </li><li> Salvar e fazer backup dos dados, EEG não filtradas matérias antes de fechar os programas no final da sessão de testes. </li></ol> 4. Processamento de Dados - ERPs Inspecione visualmente os dados de EEG-primas e rejeitar segmentos com artefacto de alta amplitude. NOTA: Rejeitar canais com alta amplitude e interpolação. Por cento máximo de canais rejeitadas deve ser fixado em 30%. Métodos alternativos (por exemplo, ICA, APC, ver também referência 30) pode ser empregue para reduzir ou rejeitar artefactos presentes nos dados. <ol><li> Filtrar os dados com parâmetros pré-estabelecidos que outorguem com a atividade cortical. Para as crianças, use um filtro de banda off-line de 1-15 Hz. </li><li> Segmento os dados contínuos para criar épocas ao redor &quot;Tempo 0&quot; (início do estímulo) de acordo com instruções do software. Para segmentação, inclui o tempo de pré-estímulo suficiente para estabelecer atividade e pós-estímulo tempo baseline para capturar a resposta inteira. </li><li> Rejeitar épocas barulhentos de acordo com um critério de rejeição adequadas (por exemplo, +/- 200 mV para crianças). Definir por cento máximo de épocas rejeitados em 30%. </li><li> Calcular a média dos épocas para cada indivíduo e cada condição e combiná-las médias acordo com o grupo e condição para médias grandes. </li><li> Se o número de épocas contidos dentro de cada média varia entre os indivíduos, o peso do número de épocas de modo que os sujeitos com mais / menos épocas são igualmente valorizado. <ol><li> Para a grande média de peso, calcular a média de cada indivíduo condição de n vezes a forma de onda, onde n é igual ao número de épocas que compreendem a média, em seguida, dividido pelo número total de épocas para todos os sujeitos. Este método dá a cada um peso igual julgamento na média final. </li></ol></li></ol> 5. Processamento de Dados - Fonte Localization Para dados infantis, co-registrar cada arquivo ERP média individual e grande com qualquer um modelo MR-idade apropriada ou uma varredura MR indivíduo (consulte a publicações anteriores 31,32). NOTA: No processo de co-registro, as posições dos eletrodos e cabeça reconstruída são registrados em um único sistema de coordenadas. Podem ser usadas as médias grandespara definir o modelo de dipolo. Estimar o número ea localização das fontes subjacentes a ser equipado com os dados. Para um paradigma auditivo, utilizar dois dipolos com localização livre e rotação. NOTA: Fonte estimativa é então guiado automaticamente através de uma minimização de uma função de custo que é uma combinação ponderada das quatro critérios de ajuste residuais para obter o &quot;melhor ajuste&quot;, a localização da janela de tempo de interesse. <ol><li> Certifique-se de parâmetros apropriados à idade são usados ​​para a espessura do couro cabeludo, a espessura do crânio, a largura do espaço subaracnóide e osso condutividade como esses fatores mudam rapidamente durante o desenvolvimento. Para os dados representativos, os parâmetros são: crânio: 1,5 milímetros; couro cabeludo: 2.5 mm; espaço subaracnóide: 1,7 milímetros; condutividade óssea: 0,0581. </li><li> Começando com um ERP média grande, escolher uma janela de tempo de participação correspondente a um pico. Parâmetros conservadoras são tipicamente +/- 20 ms em torno do pico de interesse 31. </li><li> Verifique a &quot;bondade de fit &quot;para a solução de dipolo com as saídas de variância residual de software. Esta é a quantidade de sinal que permanece sem explicação sobre a janela de tempo de ajuste dado pelo modelo do dipolo de corrente. Ajustar a janela de tempo para minimizar a variância residual. Use um modelo de fonte distribuído (CLARA) para verificar a solução dentro da região a atividade prolongada. </li><li> Salve a solução dipolo-fonte e formas de onda para cada condição e de pico. </li><li> Repita o procedimento para cada arquivo média individual. </li><li> Para a análise estatística do local de origem, os valores de uso de latência pico, amplitude, e coordenadas de localização no X (médio-lateral), Y (ântero-posterior) e Z (Superior-inferior) instruções para cada dipolo de cada arquivo individual médio solução. No caso aqui apresentado, medidas 2X2 repetida ANOVA (Stimulus (standard, desviante) X Hemisfério (esquerda, direita) para a amplitude ea latência das fontes pode ser útil para olhar força e sincronismo dos geradores. Fontecoordenadas podem ser avaliados da mesma maneira (para revisão, 31,32). </li></ol> 6. Processamento de Dados - análise tempo-freqüência no espaço Fonte <ol><li> Aplique a solução modelo de dipolo para o, não filtrada, os dados de EEG contínuo cru. <ol><li> Aplique a solução de fonte (salvo na etapa 5.6.) Para o arquivo de dados EEG bruto como uma montagem de eléctrodo virtual. NOTA: O uso do modelo dipolar deste modo aplica um filtro espacial fixa sobre o canal da superfície de gravação (espaço sensor) para transformar o EEG contínua de alta densidade num virtuais montagem 2-fonte (espaço de origem cerebral). </li></ol></li><li> Transforme o sinal da fonte single-julgamento no domínio do tempo para o tempo-freqüência-domínio (Figura 1). NOTA: Actualmente, várias abordagens podem ser utilizadas para transformar dados único do julgamento para o domínio do tempo-frequência, incluindo análise de wavelet e aplicação de uma transformada de Hilbert aos dados filtrados. Embora a comparação destes métodos éfora do escopo deste artigo, vários artigos publicados descreveram exaustivamente estes métodos 33-36. A análise tempo-frequência, utilizando o procedimento de desmodulação complexo encontrado em um programa de software disponível comercialmente coerência 37, calcula a amplitude instantânea do envelope ea fase de cada actividade cerebral como uma função de frequência e tempo de 37-39. Isso produz medidas de mudanças de poder instantâneas (Temporal Spectral Evolução, EET) e fase de bloqueio (bloqueio Fase Inter-julgamento, ITPL). <ol><li> Utilize os seguintes parâmetros: 1 Hz de frequência de largura escaninhos 2-80 Hz e 50 ms de tempo de resolução -1500 a 1500 ms. A janela de tempo de época deve ser suficientemente longo para permitir a filtragem ou processamento no menor frequência desejada, sem incorrer artefatos 40,41. </li></ol></li><li> Visualize os picos de atividade no EEG de frequência, a fim de evitar a interpretação da possível espúria relacionados com o artefato ou circular roscilações exaltados 41,42. </li><li> Realizar testes de permutação e análise de cluster para determinar as regiões de diferenças significativas entre as condições e os grupos 24,43. </li></ol>

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The authors have no disclosures to acknowledge.

O método de pesquisa descrita aqui descreve como para facilitar um entendimento mais profundo da dinâmica spectrotemporal e localização anatômica do evocados auditivos de EEG e ERP respostas cerebrais de alta densidade em recém-nascidos. Há quatro etapas críticas dentro deste protocolo que facilitem uma análise. Em primeiro lugar, a aplicação líquida adequada e posicionamento com cuidador mínima e angústia infantil é a base para a gravação de EEG limpo em paradigmas não sedado. Medição de cabeça adequada e seleção de tamanho de rede, bem como o uso de um assistente de rede e entertainer durante o processo de candidatura é a chave para realizar esta etapa. Em segundo lugar, é importante estabelecer um ambiente calmo, tranquilo e brincalhão para a família durante a sessão de testes, uma condição facilitada pelo testador principal, assistente líquida eo entertainer, que envolve a criança em jogo tranquilo. Em terceiro lugar, para análise dos dados, é fundamental que os modelos de cabeça MRI-idade apropriada ser utilizado para localização de fontes. O tamanho da cabeça, bone espaço e pele e cefalorraquidiano devem ser exactos para a idade testada a fim de obter os resultados mais precisos de localização. Finalmente, para as respostas corticais em geral, também é crítico que uma rede de alta densidade ser utilizada (por exemplo., Pelo menos, 64 canais de dados) de modo a optimizar as condições de obtenção de gravações de baixo artefato. Uma limitação desta técnica é que a localização fonte de dados EEG não é o padrão ouro para o site de testes de actividade. É preciso ter em mente que o modelo anterior da localização mesmo com os melhores modelos de cabeça e medições são ainda estima da localização atividade. Portanto, é essencial para a concepção da experiência, de tal maneira que a informação sobre a actividade de origem pode ser comparada entre as condições experimentais ou grupos. Além disso, testes infantil em geral e, em especial, estudo, longitudinal pode ser repleta de conjuntos de dados incompletos ou ausentes. As soluções para este problema são a) manter relações com as famílias participantes; b) otimizar, uma atmosfera calma tranquila gravação para a criança eo cuidador; e c) superestimar a piscina assunto. Em nossas mãos, com uma equipe pediátrica experiente, temos alcançado baixo abandono e as taxas de perda de dados mínima. Em uma amostra longitudinal de 211 sessões de gravação infantis com 57 participantes que mostram 98,6% de retenção de dados (por exemplo., 208 sessões que resultaram em dados utilizáveis) e um índice de desistência de 10% (por exemplo., 6 participantes foram incapazes de continuar após o início do experiência). Uma vantagem do EEG sobre outras técnicas, tais como o MEG e NIRS, é que a actividade subcorticalmente tendenciosa é acessível, com diferentes bandas de filtro. Além disso, é mais fácil controlar o movimento como os eléctrodos de viagens com a cabeça. Uma vez que este protocolo é dominado, as aplicações experimentais de EEG e oscilatórias dinâmicas infantis são abundantes. É claro que devemos primeiro entender desenvolvimento típico netwo corticalrks, a fim de identificar aqueles que são atipicamente organizado. Isto sugere a necessidade para a criação de um modelo em que a integridade dos mecanismos de processamento auditivo precoces (incluindo as oscilações) desempenha um papel importante na geração e plasticidade de representação de som como experiências auditivas são incorporados e, idealmente, aprendido. De acordo com este modelo, os défices de processamento nonlinguistic pode ser associada com sintomas anos, ou em alguns casos, décadas, antes de ocorrer diagnóstico formal. Futuras investigações são necessárias para entender mais detalhes, incluindo a função da dinâmica oscilatória frequência específica de banda, acoplamento de fase cross-frequência e padrões inibitórios / excitatório regionais em todo o desenvolvimento precoce. Além disso, a atividade subcortical e testes em diferentes estados, como o sono, são necessários para dar uma imagem mais completa do desenvolvimento típico. Acreditamos que pesquisas com esta técnica irá fornecer informação importante sobre o processo pelo whicdinâmica &#39;neurotypical &quot;e oscilatórios atípica h organizar e interagir com habilidades cognitivas e de linguagem emergentes.

Através de um amplo espectro de distúrbios do desenvolvimento, está se tornando cada vez mais claro que a chave para a identificação precoce e, finalmente, remediação consiste em compreender os primeiros mecanismos que entram em jogo como o cérebro em desenvolvimento monta redes funcionais. Assim, existe um interesse crescente em compreender a dinâmica temporal de padrões neurais que cognição impacto. Em particular, as funções cognitivas específicas para ser diferencialmente correlacionada com a actividade em bandas de frequência de oscilação específicos (por exemplo, flutuações cíclicas de uma única célula ou população potenciais de membrana 1). Estudos anteriores estabeleceram que a dinâmica oscilatórios desempenham um papel crucial na auto-organização de redes em desenvolvimento 2-4 dependente de atividade, controlar a excitabilidade neuronal 5,6 e integrar insumos sensoriais 7,8. Atividade cerebral oscilatório é pensado para ser metabolicamente benéfico 9,10, aumentando a eficiência da avariety de funções de processamento sensorial e coordenação das funções de nível superior, como a cognição e linguagem. No entanto, a investigação sistemática do papel da sincronia neural através da idade e as ligações com os resultados comportamentais em crianças humanas ainda não foi realizado. Um passo importante em direção a esse objetivo é conseguir uma compreensão mais profunda da emergência e maturação da dinâmica temporal e mecanismos oscilatórios que suportam o desenvolvimento de processos cognitivos incluindo precoce de línguas. Um componente crucial do desenvolvimento da linguagem é a capacidade de processar com precisão e categorizar sinais acústicos que mudam rapidamente: muitas vezes da ordem de tão pouco como dezenas de milissegundos. Por exemplo, a dinâmica acústicas do palavras &quot;pai&quot; e &quot;ruim&quot; diferem acusticamente somente sobre os primeiros 40 ms da sílaba, mas os dois têm muito diferentes significados e associações. Estudos anteriores mostram uma trajetória de amadurecimento de receptive capacidade para diferenças acústicas e lingüísticas. Logo aos dois meses de idade, as crianças mostram a capacidade de discriminar alterações de frequência rápidas (por exemplo, &lt;100 ms); sugerindo que o &quot;hardware&quot; para detectar a diferença entre duas sílabas acusticamente semelhantes está no lugar. Ao longo dos próximos meses, os bebês podem discriminar diferenças cada vez menores, desenvolver a percepção categórica, e apresentam especialização cortical para sons das sílabas língua nativa 11-14. Porque a percepção do som complexo conta com a função dos mecanismos básicos de processamento, é pensado que déficits na habilidade de perceber diferenças acústicas em rápida mudança - mesmo para sons simples, tais como tons - pode ser indicadores precoces 15 de distúrbios de linguagem mais tarde. Trabalhos anteriores de Choudhury e Benasich neste laboratório apoia fortemente esta hipótese, mostrando que a capacidade de uma criança para processar muitomudanças rápidas na sons simples (por exemplo, tons) pode prever de 3 e 4 anos de linguagem e habilidades cognitivas 16,17. Estes dados verificar se as respostas do cérebro de bebês pré-lingual pode fornecer um indicador quantificável de processamento auditivo e progresso do desenvolvimento. O estudo e métodos apresentados aqui sondar os principais aspectos do mecanismo subjacente a esta relação. Várias linhas de pesquisa indicam agora que o pico de latência e amplitude das ondas ERP surgem a partir da soma de dinâmica spectrotemporal em oscilações de EEG de múltiplos geradores 18-23. Análise espectro também permite a separação da informação de fase e de energia. Actividade de bloqueio de fase reflecte a parte da resposta neuronal que é evocada por estímulo. Este tipo de informação é similar ao que pode ser extraído a partir do ERP, uma vez que as respostas são calculados em relação a um acontecimento de bloqueio de tempo. No entanto, o momento de alguma atividade neuronal pode variar de julgamento para julgamento. Na análise de ERP, this atividade é &quot;média out&quot;; no entanto, na análise das mudanças de poder de julgamento para julgamento, esta informação pode ser recuperada e analisada. Portanto, análise espectro de fase e poder podem dar informações adicionais sobre a resposta neuronal, em relação ao ERP convencional. Em relação ao desenvolvimento infantil, existem evidências consideráveis ​​de que as oscilações contribuir para o desenvolvimento de circuitos neurais em modelos animais 2,3 mas estes mecanismos só agora começam a ser investigado na população humana. Trabalho a este laboratório tem mostrado theta e gama oscilatório correlaciona de especialização língua nativa em 6 meses 24. Isso destaca a funcionalidade de hierarquias oscilatórios na infância. A hipótese global, com base nas provas apresentadas acima, é que a sincronia de oscilações evocados auditivos corticais em suporta o desenvolvimento do cérebro infantil. Como um primeiro passo para testar esta hipótese, uma &quot;linha de base221; de processamento na primeira infância foi obtida; ou seja, de 4 meses-de-idade, que atualmente é pensado para preceder &quot;estreitamento perceptivo&quot; para a especialização língua nativa 25,26. Assim, foi realizada análise de freqüência single-julgamento em dados de EEG infantis registrados durante a audição passiva para lançar-variante e pitch-invariante pares de tons apresentados em um &quot;paradigma oddball&quot; que consiste em duas condições de taxa (condição de controle: 300 ms intervalo inter-estímulo; Rápido condição: 70 ms inter-estímulo-intervalo). Aqui nós ilustrar este método utilizando estímulos de estudos com foco em processamento auditivo rápido. Nestes estudos, um &quot;paradigma excêntrico&quot;, foi utilizado para avaliar a actividade neuronal imprevisível, mas eventos reconhecíveis. Neste paradigma, a resposta do cérebro para as respostas &quot;desviantes&quot; imprevisíveis ou estímulos &quot;estranhas&quot; são muitas vezes chamados, ao passo que a resposta para o estímulo previsível, apresentou most do tempo, é geralmente chamado de &quot;Standard&quot; resposta do cérebro. As respostas a estímulos apresentados num paradigma oddball podem ser automaticamente suscitou sem atenção focada, tornando este paradigma fácil de usar com crianças muito pequenas. Todos os estímulos auditivos são apresentados por meio de alto-falantes sem campo em intervalos, que variam de acordo com o estudo. Como mencionado anteriormente, no estudo atual sons que foram utilizados índices rápidos de processamento auditivo (RAP) habilidades: ou seja, sons que contém dezenas de milissegundos de mudança acústica 16,17,27,28. Pode-se notar que muitos outros tipos de estímulo são úteis para testar a discriminação neurofisiológica, incluindo consoante-vogal (CV) soa bem como desviantes que refletem mudanças na frequência ou duração, com um Gap interposta, e / ou ascendente ou descendente varreduras de freqüência. Finalmente, recomendamos também a gravação de EEG espontâneo durante o &quot;jogo tranquilo&quot; em que nenhum estímulo auditivo é apresentado. Estes dados podem então serutilizado para medir acoplamento oscilatório e coerência na ausência de estimulação repetida. Gravação de atividade EEG de uma população infantil apresenta um conjunto de desafios únicos. Por exemplo, a cooperação com a colocação dos eletrodos e deixá-los no lugar para a duração do experimento, minimizando o movimento para evitar artefatos de EEG, e manter o bebê envolvidos e distraídos com brinquedos silenciosos todos representam desafios. Além disso, os dados infantis não facilmente se prestam a aplicações diretas de protocolos desenvolvidos com adultos / crianças mais velhas dados. Em muitos casos, a relação entre os componentes observados na criança EEG e potenciais relacionados a eventos (ERPs) não é tão clara nem sempre são mapeados para o que é aceito no adulto. Embora a pesquisa de desenvolvimento tem um potencial poderosa para entender a gênese da função típica e desordenado cérebro, gravando as respostas do cérebro confiáveis ​​e interpretáveis ​​de bebês humanos requer ahigh nível de proficiência em ambas as esferas técnicas e interpessoais. Estes desafios, no entanto, pode ser superado e os dados de EEG e de ERP pode ser gravado fiáveis ​​desde crianças de idades diferentes, utilizando uma variedade de paradigmas. Aqui nós descrevemos um método geral de análise utilizando comercialmente disponível de gravação ERP e software de análise em combinação com um, open-source pacote gratuito de análise de ERP que funciona no ambiente MATLAB 29. A aplicação de métodos de análise oscilatórios para gravações de resposta do cérebro infantis permite a exploração de questões mais mecanicistas de desenvolvimento sincronia neuronal em relação à aquisição da linguagem e mecanismos subjacentes quando putativos que a sincronia seja comprometida. Esforços relacionados utilizando outros estímulos, como a fala sílabas 24, e análise de espontâneos ou &quot;descansando&quot; oscilações 1 em análises longitudinais ou em combinação com paradigmas de formação iniciais, oferecem janelas para o temporal, espacial e dinâmica espectral de trajetórias de desenvolvimento típicos e desordenados. Espera-se que estes esforços irão aumentar a nossa compreensão das bases do desenvolvimento auditivo e plasticidade, e auxiliar nas estratégias de identificação e remediação para os transtornos de desenvolvimento de linguagem.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>EEG Amplifiers</td>
			<td>EGI</td>
			<td>1301281</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sensor Nets&#160;</td>
			<td>EGI</td>
			<td>C-GSN-128-1011-110</td>
			<td>Sizes of nets vary with age, by month</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EEG Recording Software</td>
			<td>Net Station</td>
			<td>4604200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Presentation Computer</td>
			<td>Dell</td>
			<td>4608161</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Presentation Software</td>
			<td>Eprime</td>
			<td>13102456-50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Baby bottle warmer</td>
			<td>Avent</td>
			<td></td>
			<td>Target or any baby store</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrolyte solutuion (Potassium Chloride dry)</td>
			<td>EGI</td>
			<td>A-A-CC-KLL-1000-000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coban self-adherent wrap tape</td>
			<td>Coban</td>
			<td>595573</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Measuring tape</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Target or any baby store</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Washable Markers</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Target or any baby store</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipettes&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Comes with EGI amplifier setup</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Analysis Computer</td>
			<td>Dell</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Analysis Software I</td>
			<td>BESA</td>
			<td>3955054</td>
			<td>v5.3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Analysis Software II</td>
			<td>Brain Voyager</td>
			<td>3955054</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Analysis Software III</td>
			<td>EEGLAB/ERPLAB/ MassUnivariate Toolbox</td>
			<td></td>
			<td>Freeware MatLAB v2007b</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Analysis Software IV</td>
			<td>BESA Statistics</td>
			<td>3956341</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

infant auditory processing and event-related brain oscillations

Processamento auditivo rápida e capacidades de detecção de mudança acústica desempenhar um papel crítico em permitir que bebês humanos para processar com eficiência espectral fina e mudanças temporais que são característicos da linguagem humana. Essas habilidades estabelecer as bases para a aquisição da linguagem eficaz; permitindo que as crianças para aprimorar em os sons de sua língua nativa. Procedimentos invasivos em animais e potenciais gravada em couro cabeludo de adultos humanos sugerem que simultânea, atividade rítmica (oscilações) entre e dentro das regiões do cérebro são fundamentais para o desenvolvimento sensorial; determinar a resolução com a qual os estímulos de entrada são analisados. Neste momento, pouco se sabe sobre a dinâmica oscilatórios em desenvolvimento infantil humano. No entanto, os dados dos animais neurofisiologia e adulto EEG fornecer a base para uma hipótese forte que o processamento auditivo rápida em lactentes é mediada pela sincronia oscilatório em bandas discretas de frequência. Para investigar isto, 128 de canal, de alta Densirespostas ty EEG de bebês de 4 meses de idade a mudança de frequência em pares de tons, apresentados em duas condições de taxa (Rapid: 70 ms ISI e de controle: 300 ms ISI) foram examinados. Para determinar a faixa de freqüência e magnitude da atividade, evocados auditivos médias de resposta foram primeiro co-registradas com modelos cerebrais adequadas à idade. Em seguida, os principais componentes da resposta foram identificados e localizada usando um modelo de dois dipolo da actividade cerebral. Análise de um único ensaio do poder oscilatório mostrou um índice de processamento robusto de mudança de frequência em explosões de Theta banda - atividade (3 8 Hz) em ambos os córtices auditivos direita e esquerda, com a ativação de esquerda mais proeminente na condição rápida. Estes métodos produziram dados que não são apenas alguns dos primeiros relatado evocados oscilações análises em lactentes, mas são também, de forma importante, o produto de um método bem estabelecido de registo e análise limpo, meticulosamente recolhidos, infante EEG e ERP. Neste artigo, descrevemos o nosso método para infant aplicação EEG net, gravação, análise de resposta dinâmica do cérebro, e os resultados representativos.

Potenciais relacionados a eventos infantis ERPs infantis são geralmente maiores do que ERPs adultos, e podem ter menos ou mais picos de activação, em relação a respostas de amadurecer, dependendo da idade 44. Aqui, vamos mostrar Grandes respostas média representativa de vinte e três bebês de 4 meses de idade, 43 (Figura 2). O paradigma oddball nos permite determinar se o cérebro do bebê pode reconhecer a diferença entre dois eventos. Nos resultados representativos, a variante tom, a resposta desviante (DEV, 800-1,200Hz, linha vermelha) provoca um pico adicional de ativação, em relação aos pares de tons invariáveis ​​(DST, 800-800Hz, linha preta). Este achado é evidente em ambos taxa de Controle (300 ms ISI, à esquerda) e Rapid Rate (70 ms ISI, direita) condições. Respostas Exemplo de eletrodos de Fz (linha média frontal), C3 (Central, à direita) e C4 (Central, à esquerda) são mostrados. A onda de diferença computadorizada (menos DeviantPadrão) também é mostrada em linhas a cinzento. O pico adicional de activação sugere que o cérebro infantil nessa idade podem discriminar a diferença entre os tons em ambas as apresentações de taxa. Formas de onda de origem infantis Fonte atividade com pouca variação residual deve seguir os picos de ERP, significando um &quot;bom ajuste&quot; entre os dados originais ea fonte localizada dados transformados. Nos dados representativos, vamos mostrar a localização do dois-dipolo modelo de fonte melhor ajuste do bebê grande ERP média para o STD condição (tone-invariante) sobre o modelo distribuído CLARA (Figura 3). O cálculo mostra claramente ativação auditiva esquerda e direita em condições de Controle e Rapid Rate. Os picos de actividade a partir do modelo de dois dipolo (Figura 4) correspondeu à resposta ERP muito bem. O tempo de pico e morfologia das formas de onda de ERP, i mostradopainel n (i), coincide com o momento ea morfologia das formas de onda de origem mostrados no painel (ii) (para mais detalhes, consulte o artigo original, 43). Formas de onda Fonte deste experimento explicou 97,9% da variação na atividade ao longo dos eletrodos no couro cabeludo. A análise estatística das latências dos picos de origem mostrou que a actividade hemisfério direito foi mais rápida do que a esquerda em ambas as condições, e em respostas a rápida taxa foram mais tarde em ambos os hemisférios do que na condição de controlo. Diferenças hemisféricas não foram observadas utilizando os dados do ERP, o que sugere que as técnicas de localização de origem permitiu a recuperação da informação adicional a partir das respostas. Oscilações relacionadas a eventos infantis Em geral, as análises tempo-freqüência de adultos e dados obtidos em animais mostram que os estímulos evocar um padrão 1 / f de sincronia neuronal (por exemplo., Poder diminuir com o aumento da freqüência). Nos dados representativos, evocado auditivo por tum pares, mostramos que as crianças também expressar esse padrão (Figura 5). Aqui, início do estímulo provoca rajadas síncronos de theta (5-6 Hz), beta (20-25) Hz e gama (35-45 Hz) poder, tanto na direita e regiões auditivas esquerdo do cérebro. Modelos e experiências com animais adultos sugerem que a sincronia oscilatório, e, em particular, baixa a oscilações de média frequência (por exemplo., 08/01 Hz) são grandes contribuintes para potenciais evocados 45. Análise de mudanças de poder instantâneas (Temporal Spectral Evolução, TSE) em oscilações infantis de nossa publicação anterior 43 mostrou maior poder induzida ao tom variante na banda teta (6-8 Hz), em relação ao tom invariável. Este efeito foi observado em ambas as condições de taxa de, particularmente sobre a região auditivo direito na condição de taxa de controlo (Figura 6). Apresentação taxa rápida produziu uma atividade mais simetria bilateral, sugerindo reforçada inv cortical esquerdoolvement durante o processamento auditivo de estímulos que ocorrem rapidamente e, em particular, durante o processamento da mudança acústica. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/52420/52420fig1.jpg" /> Figura 1. Passos de tempo-freqüência método de análise tempo-freqüência análise. É ilustrado com grande média (n = 12) dados de bebês de 4 meses de idade durante o 70 ms condição tom ISI. As latências do estímulo são mostrados na setas vermelhas sob o eixo do tempo. Passos de análise: (1) Média de ERPs, mostrado na eletrodo Cz, são criados para cada canal (2) Localização Fonte de geradores de ERP, mostrado em uma cabeça esboço, é obtido por meio de um modelo 2-dipolo em dados mapeado em um. Molde infantil MRI. (3) Pessoa e grandes formas de onda de origem médios são obtidos a partir do ajuste da Esquerda e Direita dipolos. Modelos de cabeça infantis mostram os mapas de tensão correspondentes ao pico seleccionado (em gray). (4) A montagem de origem é aplicada aos dados de canal 128 do couro cabeludo, e amplitudes são computados e salvos para os dois canais de origem. (5) relacionados com as oscilações de eventos são calculadas a partir de ensaios individuais e em média ao longo do período de resposta. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52420/52420fig1highres.jpg" target="_blank">Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/52420/52420fig2.jpg" /> (Linhas vermelhas DEV,) Figura 2. evento relacionado à morfologia potencial. Grandes Médias (n = 23) para rápida (70 ms ISI) e Controle (300 ms ISI) respostas da frequência para padrão (STD, linhas pretas) e desviante pares de tons são mostrados na linha média frontal esquerdo e central e eletrodos certas. A negatividade é plotado up. As latências do estímulo são mostrados na setas vermelhas sob o eixo do tempo em Fz. P1 é mostrada no painel Fz com uma seta preta. A diferença wave (resposta a resposta DEV menos para STD) é mostrado em linhas cinzentas (Adaptado de 43). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52420/52420fig2large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/52420/52420fig3.jpg" /> Figura 3. resultados da localização de origem. Two-dipolo &quot;melhor ajuste&quot; modelo de fonte é mostrado sobreposto na atividade distribuído a partir do modelo de origem. Limpar esquerdo e direito de atividade pode ser visto em regiões do lobo temporal esquerdo e direito. (Adaptado de 43). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52420/52420fig3large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/52420/52420fig4.jpg" /> Relacionados com o evento Figura 4. potencial e fonte de forma de onda de Comparação. (I) Exemplo ERPs do lef frontal<html> t e direito eletrodos (F3 e F4) mostram picos de ativação para tonificar pares com frequências fundamentais invariantes e variantes (DST e DEV, respectivamente). Uma alteração na frequência provoca maiores picos ~ 400 mseg (DEV, linha vermelha), em relação à frequência quando estão inalterados (DST, preto). (Ii) A latência dos picos de activação é similar à actividade localizada dipolo-fonte, sugerindo uma boa correspondência entre ERP e análise de forma de onda de origem. O grande pico a 400 ms é particularmente visível no hemisfério direito com os dados localizada-source. Para simplificar, apenas as respostas à condição Rápida Taxa são apresentados, no entanto, um jogo semelhante também foi observada entre ERP e de origem formas de onda para as respostas na condição de controlo do ritmo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52420/52420fig4large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <html> gura 5 &quot;src =&quot; / files / ftp_upload / 52420 / 52420fig5.jpg &quot;/&gt; Mapas Figura 5. Pooled TSE são expressos em termos de percentagem de alteração espectral sobre uma época de -1 a 1 segundo do tempo para os geradores de esquerda e direita. (I) Tones nos 300 ms ISI condição provocar oscilações relacionadas a eventos em bandas de frequência coerentes em torno de início do estímulo (por exemplo., -1140 mseg e 0 ms). Um longo período de estímulo é usado de modo a visualizar mais dos dados e para fornecer uma amostra de tempo suficiente para a decomposição de frequência. Painel da direita mostra o espectro média, durante o pico de processamento inicial (150-300 ms). O espectro médio mostra um espectro global 1 / f com picos discretos de sincronia em bandas de frequências específicas. (Ii) Um padrão similar é observada para os 70 ms condição ISI. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52420/52420fig5highres.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> tenda &quot;fo: manter-together.within-page =&quot; always &quot;&gt; <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/52420/52420fig6.jpg" /> Figura 6. análise tempo-freqüência das oscilações relacionadas a eventos em bebês de 4 meses de idade. Mudar no poder oscilatório é mostrado intemporal Spectral Evolution (TSE) grandes lotes médios para bebês de 4 meses de idade no controle (A) e Rapid Classificação (B) condições. Barras pretas no eixo-x ilustrar início tom e durações. Atividade fonte Esquerda e Direita é indicado no canto superior esquerdo de cada gráfico. Primeira fila: (i) As respostas a pares de tons com frequência invariante (STD) mostram mudanças de poder na faixa delta-teta. Linha do meio: (ii) As respostas a pares de tons com uma mudança de frequência no maior poder de delta-teta segundo tom (DEV) show no segundo tom, em relação às DST respostas, particularmente na região auditivo direito na condição de controle. Parcelas diferença entre DST e DEV: terceira filarespostas mostram um aumento de direito lateralizado no poder da Taxa de Controle (A.iii) e diferença de poder bilateral na taxa rápida (B.III). Diferenças significativas entre DST e DEV resposta no domínio do tempo-frequência são mostrada em contorno preto. (Adaptado de 43). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52420/52420fig6highres.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>

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Infant Auditory Processing and Event-related Brain Oscillations

High-density electroencephalography (dEEG) is being used increasingly to study brain development and plasticity in the early years of life. Here we present an application of sophisticated analysis techniques that builds on traditional EEG recording to understand the oscillatory dynamics of rapid auditory processing in the infant brain.

Processamento Auditivo infantil e oscilações cerebrais relacionados a eventos

Rapid auditory processing and acoustic change detection abilities play a critical role in allowing human infants to efficiently process the fine spectral ...

infant-auditory-processing-and-event-related-brain-oscillations

Research

JoVE Journal

Behavior

16.3K visualizações.  Rutgers University, State University of New Jersey, Newark. High-density electroencephalography (dEEG) is being used increasingly to study brain development and plasticity in the early years of life. Here we present an application of sophisticated analysis techniques that builds on traditional EEG recording to understand the oscillatory dynamics of rapid auditory processing in the infant brain. 

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Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) with Auditory Stimulation in Songbirds

The neurobiology of birdsong, as a model for human speech, is a pronounced area of research in behavioral neuroscience. Whereas electrophysiology and molecular approaches allow the investigation of either different stimuli on few neurons, or one stimulus in large parts of the brain, blood oxygenation level dependent (BOLD) functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) allows combining both advantages, i.e. compare the neural activation induced by different stimuli in the entire brain at once. fMRI in songbirds is challenging because of the small size of their brains and because their bones and especially their skull comprise numerous air cavities, inducing important susceptibility artifacts. Gradient-echo (GE) BOLD fMRI has been successfully applied to songbirds 1-5 (for a review, see 6). These studies focused on the primary and secondary auditory brain areas, which are regions free of susceptibility artifacts. However, because processes of interest may occur beyond these regions, whole brain BOLD fMRI is required using an MRI sequence less susceptible to these artifacts. This can be achieved by using spin-echo (SE) BOLD fMRI 7,8 . In this article, we describe how to use this technique in zebra finches (Taeniopygia guttata), which are small songbirds with a bodyweight of 15-25 g extensively studied in behavioral neurosciences of birdsong. The main topic of fMRI studies on songbirds is song perception and song learning. The auditory nature of the stimuli combined with the weak BOLD sensitivity of SE (compared to GE) based fMRI sequences makes the implementation of this technique very challenging.

Functional Magnetic Resonance Imaging fMRI with Auditory Stimulation in Songbirds

This article shows an optimized procedure for imaging of the neural substrates of auditory stimulation in the songbird brain using functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI). It describes the preparation of the sound stimuli, the positioning of the subject and the acquisition and subsequent analysis of the fMRI data.

Ressonância Magnética Funcional (fMRI), com estimulação auditiva em aves canoras

The neurobiology of birdsong, as a model for human speech, is a pronounced area of research in behavioral neuroscience. Whereas electrophysiology and ...

Comportamento

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.

Avaliação Quantitativa de processamento cortical auditivo-tátil em Crianças com Deficiência

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

Measuring Neural and Behavioral Activity During Ongoing Computerized Social Interactions: An Examination of Event-Related Brain Potentials

Social exclusion is a complex social phenomenon with powerful negative consequences. Given the impact of social exclusion on mental and emotional health, an understanding of how perceptions of social exclusion develop over the course of a social interaction is important for advancing treatments aimed at lessening the harmful costs of being excluded. To date, most scientific examinations of social exclusion have looked at exclusion after a social interaction has been completed. While this has been very helpful in developing an understanding of what happens to a person following exclusion, it has not helped to clarify the moment-to-moment dynamics of the process of social exclusion. Accordingly, the current protocol was developed to obtain an improved understanding of social exclusion by examining the patterns of event-related brain activation that are present during social interactions. This protocol allows greater precision and sensitivity in detailing the social processes that lead people to feel as though they have been excluded from a social interaction. Importantly, the current protocol can be adapted to include research projects that vary the nature of exclusionary social interactions by altering how frequently participants are included, how long the periods of exclusion will last in each interaction, and when exclusion will take place during the social interactions. Further, the current protocol can be used to examine variables and constructs beyond those related to social exclusion. This capability to address a variety of applications across psychology by obtaining both neural and behavioral data during ongoing social interactions suggests the present protocol could be at the core of a developing area of scientific inquiry related to social interactions.

Research on social exclusion has grown tremendously in recent years. As the field expands, it is imperative to develop sophisticated methodologies allowing for the simultaneous measurement of neural and behavioral outcomes during social exclusion. This protocol utilizes event-related brain potentials to record ongoing neural activity during computerized social interactions.

Medindo Neural e Comportamental atividade durante curso computadorizados Interações Sociais: Uma Análise das potenciais cerebrais relacionados a eventos

Social exclusion is a complex social phenomenon with powerful negative consequences. Given the impact of social exclusion on mental and emotional health, ...

Investigating the Effects of Antipsychotics and Schizotypy on the N400 Using Event-Related Potentials and Semantic Categorization

Within the field of cognitive neuroscience, functional magnetic resonance imaging (fMRI) is a popular method of visualizing brain function. This is in part because of its excellent spatial resolution, which allows researchers to identify brain areas associated with specific cognitive processes. However, in the quest to localize brain functions, it is relevant to note that many cognitive, sensory, and motor processes have temporal distinctions that are imperative to capture, an aspect that is left unfulfilled by fMRI&#8217;s suboptimal temporal resolution. To better understand cognitive processes, it is thus advantageous to utilize event-related potential (ERP) recording as a method of gathering information about the brain. Some of its advantages include its fantastic temporal resolution, which gives researchers the ability to follow the activity of the brain down to the millisecond. It also directly indexes both excitatory and inhibitory post-synaptic potentials by which most brain computations are performed. This sits in contrast to fMRI, which captures an index of metabolic activity. Further, the non-invasive ERP method does not require a contrast condition: raw ERPs can be examined for just one experimental condition, a distinction from fMRI where control conditions must be subtracted from the experimental condition, leading to uncertainty in associating observations with experimental or contrast conditions. While it is limited by its poor spatial and subcortical activity resolution, ERP recordings&#8217; utility, relative cost-effectiveness, and associated advantages offer strong rationale for its use in cognitive neuroscience to track rapid temporal changes in neural activity. In an effort to foster increase in its use as a research imaging method, and to ensure proper and accurate data collection, the present article will outline &#8211; in the framework of a paradigm using semantic categorization to examine the effects of antipsychotics and schizotypy on the N400 &#8211; the procedure and key aspects associated with ERP data acquisition.

Using event-related EEG potentials (ERPs), we investigate the effects of antipsychotic medications on abnormal semantic brain activations in healthy individuals with schizotypal traits. We use ERPs to track distinct changes in brain activity, shedding insight into the cognitive processes associated with semantic categorization.

Investigando os efeitos dos antipsicóticos e esquizotipia no N400 Usando Potenciais relacionados a eventos e Categorização Semântica

Within the field of cognitive neuroscience, functional magnetic resonance imaging (fMRI) is a popular method of visualizing brain function. This is in ...

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

Unilateral Cerebral Palsy (CP) is a neurodevelopmental disorder that is a very common cause of disability in childhood. It is characterized by unilateral motor impairments that are frequently dominated in the upper limb. In addition to a reduced movement capacity of the affected upper limb, several children with unilateral CP show a reduced awareness of the remaining movement capacity of that limb. This phenomenon of disregarding the preserved capacity of the affected upper limb is regularly referred to as Developmental Disregard (DD). Different theories have been postulated to explain DD, each suggesting slightly different guidelines for therapy. Still, cognitive processes that might additionally contribute to DD in children with unilateral CP have never been directly studied. The current protocol was developed to study cognitive aspects involved in upper limb control in children with unilateral CP with and without DD. This was done by recording event-related potentials (ERPs) extracted from the ongoing EEG during target-response tasks asking for a hand-movement response. ERPs consist of several components, each of them associated with a well-defined cognitive process (e.g., the N1 with early attention processes, the N2 with cognitive control and the P3 with cognitive load and mental effort). Due to its excellent temporal resolution, the ERP technique enables to study several covert cognitive processes preceding overt motor responses and thus allows insight into the cognitive processes that might contribute to the phenomenon of DD. Using this protocol adds a new level of explanation to existing behavioral studies and opens new avenues to the broader implementation of research on cognitive aspects of developmental movement restrictions in children.

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.

Potenciais relacionados a eventos durante tarefas Alvo de resposta para estudar processos cognitivos de Membro Superior uso em crianças com paralisia cerebral unilateral

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

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.

Detecção automática de altamente organizada Oscilações Theta no Murino EEG

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

A Within-subjects Experimental Protocol to Assess the Effects of Social Input on Infant EEG

Despite the importance of social interactions for infant brain development, little research has assessed functional neural activation while infants socially interact. Electroencephalography (EEG) power is an advantageous technique to assess infant functional neural activation. However, many studies record infant EEG only during one baseline condition. This protocol describes a paradigm that is designed to comprehensively assess infant EEG activity in both social and nonsocial contexts as well as tease apart how different types of social inputs differentially relate to infant EEG. The within-subjects paradigm includes four controlled conditions. In the nonsocial condition, infants view objects on computer screens. The joint attention condition involves an experimenter directing the infant's attention to pictures. The joint attention condition includes three types of social input: language, face-to-face interaction, and the presence of joint attention. Differences in infant EEG between the nonsocial and joint attention conditions could be due to any of these three types of input. Therefore, two additional conditions (one with language input while the experimenter is hidden behind a screen and one with face-to-face interaction) were included to assess the driving contextual factors in patterns of infant neural activation. Representative results demonstrate that infant EEG power varied by condition, both overall and differentially by brain region, supporting the functional nature of infant EEG power. This technique is advantageous in that it includes conditions that are clearly social or nonsocial and allows for examination of how specific types of social input relate to EEG power. This paradigm can be used to assess how individual differences in age, affect, socioeconomic status, and parent-infant interaction quality relate to the development of the social brain. Based on the demonstrated functional nature of infant EEG power, future studies should consider the role of EEG recording context and design conditions that are clearly social or nonsocial.

This novel protocol is designed to assess the neural bases of social interaction in infants. The paradigm is designed to tease apart how various social inputs such as language, joint attention, and face-to-face interaction relate to infant neural activation. Infant EEG power is recorded during both social and nonsocial conditions.

A intra-sujeitos Experimental Protocolo para avaliar os efeitos da entrada Social sobre EEG infantil

Despite the importance of social interactions for infant brain development, little research has assessed functional neural activation while infants ...

Stereotactically-guided Ablation of the Rat Auditory Cortex, and Localization of the Lesion in the Brain

The rat auditory cortex (AC) is becoming popular among auditory neuroscience investigators who are interested in experience-dependence plasticity, auditory perceptual processes, and cortical control of sound processing in the subcortical auditory nuclei. To address new challenges, a procedure to accurately locate and surgically expose the auditory cortex would expedite this research effort. Stereotactic neurosurgery is routinely used in pre-clinical research in animal models to engraft a needle or electrode at a pre-defined location within the auditory cortex. In the following protocol, we use stereotactic methods in a novel way. We identify four coordinate points over the surface of the temporal bone of the rat to define a window that, once opened, accurately exposes both the primary (A1) and secondary (Dorsal and Ventral) cortices of the AC. Using this method, we then perform a surgical ablation of the AC. After such a manipulation is performed, it is necessary to assess the localization, size, and extension of the lesions made in the cortex. Thus, we also describe a method to easily locate the AC ablation postmortem using a coordinate map constructed by transferring the cytoarchitectural limits of the AC to the surface of the brain.The combination of the stereotactically-guided location and ablation of the AC with the localization of the injured area in a coordinate map postmortem facilitates the validation of information obtained from the animal, and leads to a better analysis and comprehension of the data.

We describe a method for the stereotactically-guided location, exposure, and ablation of the auditory cortex in rats. The localization of the ablation is assessed using a coordinate map postmortem.

Guiada por estereotaxia ablação do córtex auditivo de ratos e localização da lesão no cérebro

The rat auditory cortex (AC) is becoming popular among auditory neuroscience investigators who are interested in experience-dependence plasticity, ...

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).

Uma Priming semântico evento tarefa relacionada a potencial (ERP) para estudar o processamento Lexico-semântica e visão-semântica em transtorno do espectro do autismo

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

Using Eye Movements Recorded in the Visual World Paradigm to Explore the Online Processing of Spoken Language

In a typical eye tracking study using the visual world paradigm, participants' eye movements to objects or pictures in the visual workspace are recorded via an eye tracker as the participant produces or comprehends a spoken language describing the concurrent visual world. This paradigm has high versatility, as it can be used in a wide range of populations, including those who cannot read and/or who cannot overtly give their behavioral responses, such as preliterate children, elderly adults, and patients. More importantly, the paradigm is extremely sensitive to fine grained manipulations of the speech signal, and it can be used to study the online processing of most topics in language comprehension at multiple levels, such as the fine grained acoustic phonetic features, the properties of words, and the linguistic structures. The protocol described in this article illustrates how a typical visual world eye tracking study is conducted, with an example showing how the online processing of some semantically complex statements can be explored with the visual world paradigm.

The visual world paradigm monitors participants' eye movements in the visual workspace as they are listening to or speaking a spoken language. This paradigm can be used to investigate the online processing of a wide range of psycholinguistic questions, including semantically complex statements, such as disjunctive statements.

Usando movimentos oculares gravados no paradigma Visual do mundo para explorar o processamento on-line de língua falada

In a typical eye tracking study using the visual world paradigm, participants' eye movements to objects or pictures in the visual workspace are recorded ...