Kullanarak küresel çocuk gelişimi eğitimi için kızılötesi spektroskopi (NIRS) Nörogörüntüleme fonksiyonel beyin görüntüleme alanı yöntemleri: kırsal Sahra Güneyi Afrika

Özet

Taşınabilir Nörogörüntüleme yaklaşımlar (fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi) önceden ulaşılmaz bölgeleri beyinde incelenmesi için gelişmeler sağlar; Burada, kırsal Fildişi Sahili. Yenilik yöntemleri ve kültürel olarak uygun beyin görüntüleme iletişim kurallarının geliştirme ortamlarında önemli yoksulluk ve sıkıntı ile beynin gelişimi ve çocuk öğrenim çıktıları roman çalışma ruhsatı.

Özet

Taşınabilir Nörogörüntüleme yaklaşımlar, beyin fonksiyonu ve beyin gelişimi ile önceden ulaşılmaz nüfus ve uzak konumlardaki yeni gelişmeler sağlar. Bu kağıt alan fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi (fNIRS) görüntüleme çalışma çocuk gelişimi bir Fildişi Sahili kırsal köy ortamda dil, okuma ve bilişsel gelişim gösterir. Yenilik yöntemleri ve kültürel olarak uygun beyin görüntüleme iletişim kurallarının geliştirme beynin gelişimi ve çocuk öğrenim çıktıları çöküşünde ortamlarda içine bir ilk göz sağlar. Bu kağıt için kullanılan taşıma protokol gösterir ve bir mobil laboratuvar ayarlama alanı laboratuvar Nörogörüntüleme karşı için önemli noktalar ele alınmaktadır ve Nörogörüntüleme geliştirmek için kılavuz bir hediye kabul prosedürleri ve bina anlamlı uzun vadeli Yerel hükümet ve bilim ortaklarıyla işbirlikleri. Taşınabilir beyin görüntüleme yöntemleri karmaşık çocuk gelişim bağlamlarda önemli yoksulluk ve sıkıntı beyin gelişimi üzerinde etkisi de dahil olmak üzere, çalışma için kullanılabilir. Burada sunulan Protokolü Fildişi Sahili, kakao, dünyanın ana kaynağı olarak kullanılmak üzere geliştirilmiştir ve nerede çocuk olarak bildirilen kakao sektöründe işçi yaygındır. Yine de, az çocuk işçiliği beyin gelişimi ve öğrenme etkisi hakkında bilinir. Alan beyin görüntüleme yöntemleri gibi acil konuları ve çocukların gelişimini yeni görüşler genel olarak verim potansiyeline sahip.

Giriş

Taşınabilir fNIRS görüntüleme beyin fonksiyonu ve geliştirme Laboratuvarı, önceden ulaşılmaz ayarlarında veya çöküşünde nüfus ile dışında çalışma olanağı sağlar. Çok kognitif Nörobilim alanında bilgi Üniversitesi veya hastane laboratuvar ayarları, ağırlıklı olarak Batı ülkelerinde yapılan araştırmalar Imaging geliyor. Tasarım gereği, bu bir nadiren-konuşulan-sorununa araştırma katkıda bulunur: beyin hakkında bilinenlerin çoğunu kimin için laboratuvar ayarları (çoğunlukla) Batı ülkelerinde erişilebilen katılımcılarının çalışmaları temel alır. Diğer bir deyişle, çoğu Nörogörüntüleme araştırma katılımcılar bir beyin görüntüleme laboratuvar makul bir mesafede yaşayan ve hem zaman hem de bir çalışmada katılmak için gerekli kaynaklar içerir. Bir disiplin kognitif Nörobilim amaçlamaktadır beyin ve gelişimi şekil faktörleri anlamak için — bir çocuğun çevre ve onların gençliği güçlü etkileri de dahil olmak üzere deneyimleri^1,2,3. Alanın kapasite geliştirme insan deneyiminin dolgun bir dizi çalışmaya ilerlemek yöntemleri önemli ölçüde beyin gelişimi ve onu şekillendiren yaşam deneyimleri arasındaki karmaşık ilişki anlayışı ilerletmek.

Bu kağıt kırsal Sahra Afrika, özellikle Güney Fildişi Sahili için geliştirilen alan beyin görüntüleme için bir protokol sunar. Bu alan beyin görüntüleme Araştırmaları Programı amacı çocuk okuma geliştirme cehalet ile bir yüksek riskli bir ortamda anlamak oldu. % 53, % 93 İlköğretim Okulu kayıt oranları⁴rağmen Fildişi Kıyısı'nın gençlik (15-24 yaş) okuma-yazma oranıdır. Fildişi Sahili dünyanın birincil kaynak kakao ve kakao tarım sektörü⁵' çocuk işçi yaklaşık 1.3 milyon orada. Yine de, az beyin gelişimi ve özellikle okumayı öğrenme öğrenme, çocuk işçiliği etkisi hakkında bilinir. Bilişsel Sinirbilim, Yani, taşınabilir beyin görüntüleme yöntemleri, en son araçlar uygulama çocuk öğrenim çıktıları değerli anlayışlar yol açabilir. Örneğin, alan Nörogörüntüleme fNIRS ile hangi dönemlerde nörogelişimsel tanımlaması eğitim programları hedefleyen veya müdahaleler maksimal etkileri çocuk öğrenim çıktıları üzerinde olabilir izin verebilirsiniz.

fNIRS beyin görüntüleme alanı araştırma için çok uygundur. Benzer şekilde fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI), beynin hemodinamik yanıt⁶fNIRS ölçer. Ancak, fNIRS bir dizi elektromanyetik alanlar oluşturmak yerine optodes ve ışık dedektörü yayan ışık kullanır. Metal veya test alanı yakınında üzerinde hiçbir kısıtlama yoktur ve hiçbir elektrik koruyucu, elektroansefalografi (EEG) için olduğu gibi gereklidir. FNIRS önemli bir avantajı taşınabilirlik (bazı sistemlerde bir bavulun içinde uygun olabilirYani, ) ve kullanım kolaylığı olduğunu. fNIRS da çocuklarla kolay; deneme sırasında çocuk rahat bir sandalyede oturmuş ve fNIRS sistem hareketi de fMRI için karşılaştırıldığında kaldırabilir. FMRI ile karşılaştırıldığında, fNIRS da ayrı ölçü deoxygenated (HbR) ve oksijenli hemoglobin (HbO) kayıt sırasında sağlar kombine kan oksijen düzeyi yoğunluğu (kalın) ölçü verimleri fMRI karşılaştırıldığında. fNIRS fMRI için üstün temporal çözünürlüğe sahip: oranları örnekleme değişir arasında ~ 7-15 Hz. fNIRS iyi kayma çözünürlüğe sahip: kayıt insan korteks fNIRS derinliğidir fMRI, yaklaşık 3-4 cm eğitimi için uygundur derinlik ölçme daha az kortikal fonksiyonları, özellikle bebekler ve yetişkin^3,7,8,9,10' dan daha ince kafatasları olan çocuklar ile.

Bu alan beyin görüntüleme protokolü ile seyahat ve düşük kaynak bağlamlarda bir taşınabilir Nörogörüntüleme laboratuvar kurma hakkında önemli noktalar özetlenmektedir. Protokol aynı zamanda anlamlı, uzun süreli işbirlikleri yerel bilim iş ortakları ve hangi tarafından bu yaklaşım yerel bilim kapasite oluşturmak için hizmet vermektedir yolları temel doğası vurgulamaktadır. Toplama ve fNIRS beyin verileri bataryadan alıyor dil, okuma ve Bilişsel görevlerin, analiz için beyin görüntüleme protokolü için araştırma düşsel kültürel olarak uygun onay yordamları oluşturmak için öneriler de dahil olmak üzere gösterilmiştir. Bu iletişim kuralı ile kırsal Fildişi Sahili İlköğretim Okulu yaş arası çocuklarda bilişsel gelişim araştırma için tasarlandığından, protokol zorlu, düşük kaynak ortamlarda herhangi bir alan beyin görüntüleme çalışma son derece ilgilidir ve roman için adapte edilebilir bağlamlarda.

Protokol

Tüm yöntem tanımlamak burada kurumsal inceleme Kurulu (IRB) University of Delaware, tarafından onaylanmıştır.

1. Mobil laboratuvar nakliye ve kurulum

1. FNIRS ekipman ile seyahat
   1. Taşıma fNIRS donanımları.
      Not: fNIRS ekipman büyük bir uluslararası havayolu üzerinde kontrol-bagaj olarak taşınır, ama verilen havayolu ile onaylamak için zorunludur. Ekipman kısıtlamaları kaynak veya hedef ülkeye göre değişebilir. Alternatif olarak, fNIRS ekipman sevk edilebilir.
   2. Alma veya hedef ülke için fNIRS ekipman ile seyahat için yordamlar biliyor ve (varsa), uygun alma onay belgeleri edinmek.
   3. Teftiş için hazır olun.
      Not: (Örneğin, Ulaştırma Güvenlik İdaresi) yetkililer kontrol bagaj incelemek için saklıdır. Kırılgan fNIRS fiber optik denetimler sırasında zarar görmüş olabilir. Tüm ekipman eşlik edecek uygun belgeleri düzenlemek.
2. Temel Laboratuvar donatımı alanında
   1. Alanda iklim koşulu için hazırlayın.
      Not: Sıcaklık ve nem koşulları alanında laboratuvar ayardan önemli ölçüde değişebilir ve ekipman işlevi ve uzun ömürlü yanı sıra Katılımcı konfor deneme sırasında etkileyebilir. Aşırı nem parçalar üzerinde yerleşmek ve metal parçaları ile tepki yüksek nem koşullarında çalışan elektronik genellikle % 60, korozyona karşı daha duyarlı vardır. (Örneğin, bir üniversite binanın içindeki) kapalı bir laboratuar nem düzeyleri genellikle % 30-50 arasında vardır. Güney Fildişi Sahili nem % 80-95'i olabilir. Düşük voltajlı talepleri ile bir taşınabilir klima ünitesi ayarlayın.
   2. Yeterli elektrik kaynağı sağlamak. Elektrik kaynağı kırsal ayarlarında devre dışı olabilir veya yalnızca zaman zaman veya yetersiz vat miktarı ile çalışabilir, iktidara taşınabilir güneş jeneratörleri küçük ve orta ölçekli elektronik kullanın. Dizel jeneratör yedek güç kullanılabilir duruma getirin. Yerel bir elektrikçi elektrik tedarik zorlukları kırsal bağlamlarda aşina olan istihdam.
   3. Minimal kurulum süresi opak ve su geçirmez çatısı ve duvarları büyük bir özelleştirilmiş çadır gibi uygun laboratuvar yapısıyla hazırlayın.
      Not: Özellikleri (Örneğin, yerel okulda sınıf) kullanılabilir olması veya su geçirmez ve sessiz boşluk test sağlamak için olası değildir.
3. Taşınabilir laboratuvar (şekil 1) kurma
   1. Mobil laboratuvar (Örneğin, özelleştirilmiş çadır) bir araya getirin. Laboratuvar için oturma iki Denemecileri, uyarıcı sunu bilgisayarına, fNIRS veri toplama bilgisayar, fNIRS taşınabilir ünitesi, üç boyutlu (3D) çizim tablası ve taşınabilir için Katılımcı bir masada oturma kapsayacak kadar büyük olduğundan emin olun Klima.

Şekil 1. Şemaları. (A)laboratuvar kurulumunun şematik. (B) katılımcı veri toplama için hazırlanıyor. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

2. yerel araştırma ekipleri ve bilim ortakları

1. Bilimsel işbirlikleri düzene yatırım ve yerel araştırmacılar için araştırma çerçevesinde fırsatlar sağlar.
2. İnclusivity amacıyla yerel bilimsel kurumlar ile ortaklık kurmak. Eş yerel düzeyde tanıma kazanıyor nihai araştırma bölgede bulma iletişim için önemlidir.
3. Herhangi aktiviteler yetkilendirme ve lisans çalışmasına almak için araştırma önce ilgili yerel makamlara başvurun. Etik inceleme yordamlar Hedef ülkelerdeki tanıyın ve hiçbir resmi bilimsel inceleme prosedürü yerinde ise uygun konaklama yapmak.
   Not: Örneğin, ile doğrudan iletişim ve temsilcileri Bakanlık yüksek öğretim ve araştırma (veya karşılaştırılabilir hükümet vücut) onayını bir etik inceleme prosedürü yerine gerçekleştirilebilir.

3. aydınlatılmış onam ve çocuk onayı

1. Katılımcılar, aileleri ve toplulukları araştırma ve çalışma odasında katılmaya karar hakkında bilgi sağlar ve kültürel olarak uygun bir rıza yordam geliştirmek.
2. Yerel gelenekler ve normal protokol gelişim tarihinin gözden geçirin ve kiminle yapılacak araştırma ihtiyacı grubunun üyeleri içerir.
   1. Yerel leader(s) (Örneğin, köy lideri, topluluk büyükleri, vb) araştırma işlemine devam etmeden önce açık bir onay almak emin olun.
      Not: Bu bir atalarının okurlarının tarafından veya başka bir şekilde topluma tipik ifade. Köy lideri onayını sonra kültürel gümrük şarap toprak üzerine dökme ve onaylamak ve araştırma faaliyetleri korusun ataları soran içerebilir.
3. Daha resmi bir düzeyde onaylı okul aktiviteleri çocuk katılımı ile ilgili karar verme sorumlu olan anne-baba ve eğitimci grupları onayını aramaya. Örneğin, veli grup ('Comité de Gestion d'Ecoles - COGES' ın Fildişi Sahilleri) anahtar bir paydaş karar verme ve buna kendi çıkarlarını savunmak için öğrencinin veliler tarafından atandı oluşan Ulusal birincil eğitim sistemidir çocukları eğitimle ilgili diğer yönleri.
4. Tüm araştırma faaliyetleri yerel makamlar tarafından Örneğin, eğitim veya Bakanlığı Yükseköğretim ve araştırma Fildişili Bakanlığı onaylayın. Proje alacak ülke yerine bir IRB ile etik onay için resmi bir prosedür olabilir. Düzenlemeler etik onay araştırma için elde etmek için doğru iletişim kuralları takip emin olmak için denetleyin.
   Not: onayı anda, değerlendirme süreci bir resmi IRB Fildişi Sahili sahip değil. Bunun yerine, Eğitim Bakanlığı'na göndermek için bir IRB uygulama benzer belgeleri hazırlayarak araştırma ekibi devam etti. Birden fazla toplantı Milli Eğitim Bakanlığı ile yüksek Eğitim Bakanlığı düzenlenmiştir edildi ve tüm yetkililer, grup tartışması ve soru ve yanıt oturumları takip nerede araştırma ekibi önerilen araştırma sunulan araştırma görevlileri planlıyoruz. Etik onay doğrudan doğruya--dan imzalı belgeye özel okullarda çocuklu araştırma yapmak için yetki verilmesi şeklinde Milli Eğitim Bakanlığı elde edildi. Bu çalışmada, University of Delaware IRB etik onay aldı.
5. Bir çocuk onayı yordam katılan çocuklara basit kelimeler araştırma amaçlı açıklamak. Yerel toplum son derece bir çocuğun itaat, hangi durumda bir çocuk katılmak veya bir çalışma kültürel beklentileri nedeniyle bunun için onların isteksizliği rağmen katılan devam etmek için onay değeri olabilir. Onay yordamı araştırma gönüllü katılım dikkatli bir şekilde iletişim kuran olun.
6. Açıkça tanımlamak nasıl araştırma katılımcılar yararına olacak ve onlar araştırma onların katılım için tazminat alacaksınız. Tazminat hem kültürel hem katılımcılar için uygun olduğundan emin olun.
7. Rıza yapmak ve yerel veya tercih edilen dil dil ve kültür grubu üyesi de olan araştırma ekibi eğitimli bir üyesi tarafından katılımcının yordamlarda onay.

4. fNIRS kafa derisi yerleşimi ve ölçümü

1. Baş ölçümleri toplama
   1. Bir sandalyeye oturup katılımcı doğrudan ve baş ölçüm sırasında beklenen süreç açıklayacak.
   2. Standart bir mezura kullanarak arasındaki mesafeleri ölçmek: (1 nasion ve Trinitron baş, (2 nasion ve orta hat Merkezi (Cz)¹¹ve (3) sol ve sağ kulak tragus tepesinden arasındaki mesafe ile başın üst üzerinde Trinitron çevresinde Cz kafana.
2. FNIRS kap ve optodes katılımcının kafasına yerleştirme ^{3 , 8 , 9 , 12}
   1. FNIRS optode sahibi kap katılımcının baş, kafa derisi Mekanlar¹¹için uluslararası 10-20 sistemine kap hizalama üzerine yerleştirin. Cap pozisyon için tüm katılımcılar aynı olduğundan emin olun. Kafa derisi pozisyonları ile (Örneğin, sonda sahibi) kap üzerinde ondalık noktalar hizalanır.
      Not: Örneğin, frontopolar (FP) pozisyon başına kapakta önü ortalayın. Bu pozisyon üst mesafe nasion konuma dorsal nasion Trinitron % 10'una karşılık gelir.
   2. Kap bir kayış ile güvenli ve katılımcı rahat olduğundan emin olun.
3. 3D çizim tablası ölçüm
   1. Kap konumda olduğunda, 10-20 sistem kafa derisi pozisyonlar¹¹ ve her optode yer tutucu bir 3D çizim tablası ölçüm anahtar elde etmek için konumlarını oturmak katılımcı talimat.
   2. 3D çizim tablası ekipman düzenleyin. Place bir sensör üzerinde katılımcının Cz, baş ve yapıştırılmış güvenli bir şekilde (bir elastik veya saç kullanarakYani, Aksesuar) ve katılımcı arkasında ikinci blok sensör yerleştirin. Onların geri bir tablo ile bir sandalyede oturun katılımcı izin. Tablo doğrudan katılımcının başının arkasında ikinci sensör yerleştirin. Ben de sensör emin taşıma 3D çizim tablası ölçü alma ders sırasında.
   3. Veri toplama bilgisayar üzerinde beyin fırtınası yazılım¹³ açın. Uygun COM bağlantı noktası üzerinden beyin fırtınası yazılımıyla iletişim 3D çizim tablası sistemi olduğundan emin olun.
   4. 3D çizim tablası kalemi her sonda yer ve belgili tanımlık anahtar genelinde 10-20 sistem pozisyonlar (nasion, Trinitron, sol kulak, sağ kulak, Cz) taşıyın. Her konuma, konum verileri veri toplama bilgisayar üzerinde beyin fırtınası işlevi aracılığıyla elde edilir.
4. Işık yayan optodes ve dedektörleri kafa derisi üzerinde yerleştirme
   1. 3D çizim tablası veri toplandıktan sonra rahatça uyarıcı sunu bilgisayar önünde oturmak için katılımcının doğrudan.
   2. FNIRS yerleşik yazılım kullanarak, deney tasarımı için karşılık gelen sonda düzenlemeyi seçin. fNIRS sondalar tüm başından kapsayacak şekilde yerleştirilir (Yani, baş kapsama tam), veya alternatif olarak, bir dizi ilgi genel bölgeler üzerinde yerleştirilebilir. Örneğin, bu iletişim kuralı bir 10 x 3 sonda dizi (30 probları 10 probları 3 satır içinde düzenlenmiş) kullanılır. Bu sonda düzenleme sonuna kadar sol hemisfer dil alanları ve onların Sağ Yarımküre homologues yanı sıra frontal lob (Şekil 2) yerleşimi için yerleştirildi.
   3. Her sonda (emitör ve Dedektör) sayılı ve numaralandırma sistemini sonda düzenleme harita için karşılık gelen emin olun.
   4. Optode harita fNIRS kullanarak bir rehber olarak, dahili yazılım gerçekleşti her optode kapakta açılması uygun optode. Optode harita her optode (Örneğin, 10 x 3) dizideki konumunu gösterir.
   5. Yoldan optode ucu ve katılımcının kafa derisi arasında doğrudan temas sağlamak için herhangi bir saç taşıyın.
   6. Sonra tüm optodes yerlerini, fNIRS sistem yerleşik yazılım kullanarak sinyal kalitesini kontrol edin.
   7. Yeterli sinyal kalitesi elde kadar bireysel probları gerektiği gibi ayarlayın. Tüm optodes sinyal kalite kontrolleri geçtikten sonra deneysel görevlere devam.

5. deneysel görevleri

1. Denemeler ve araştırma hedefleri doğrultusunda koşulları uygun sayıda her Nörogörüntüleme görevle tasarlayın. Nörogörüntüleme görevleri araştırma amaçları bağlı olarak değişir anlamak. Örneğin, üç görev bu protokol için kullanıldı: (1) bir dil işleme ve görev, (2) bir kafiye yargı görev ve (3) bir bilişsel esneklik görev okuma.
   Not: Kafiye yargı görevi yordamı (ve temsilcisi sonuçları) vurgulanır.
2. FNIRS sonda yerleştirme ile karışmaması dikkatli olmak katılımcının kafasına gürültü-cancelling headphones yerleştirin. Kulaklık işitsel konuşma uyaranlara katılımcıya teslim, hem de herhangi bir ortam gürültü blok emin olun.
   Not: Laboratuvar testleri, genellikle bir ses zayıflatılmış odada yer alır. Alan laboratuvar testleri gürültü kontrolü aynı derecede sağlamaz ve gürültü-cancelling headphones sessiz test koşulları tüm katılımcılar için emin olabilirsiniz.
3. Katılımcı bilgisayar monitörü yüz ve ekranın ortasında çarmıhta sabitleştirmek için ve hala deneme sırasında kalmak için talimat. Tüm deneysel görevler bir bilgisayar ekranında mevcut.
4. Kafiye yargı görevi
   1. Aurally kulaklık sunulan sözcük çiftleri dinlemek için Katılımcı talimat. Ya da değil kafiyeli kelime çiftleri (Örneğin, 'kedi'-'şapka' ya da 'kedi'-' kütük') ile a düğme üstünde belgili tanımlık klavye basın olup olmadığını belirtmek için Katılımcı sormak.
   2. Örneğin, bir olay kullanmak ile ilgili tasarım. Katılımcıların tam 12 sigara-kafiye ve 8 ve 17 s arasında jittered arası uyarıcı aralıklarla ayrılmış 12 kafiye denemeler olanak verir.
      Not: Görevleri katılımcı için uygun bir şekilde oluşturulmalıdır. Burada başvurulan çalışmada, araştırmacılar dil, bilişsel ve çok kötü okuyucuların vardı çocuklarda okuma geliştirme soruşturuyorduk. Okuma Nörogörüntüleme görev geliştirilen en az okur-yazarlık becerilerinin olan bir çocuk için uygun olacağını kelimelerle. De, çocukların beyin görüntüleme paradigma üzerinde okuma değerlendirme elde edilen sonuçlar üzerinde dayalı seçildi.
5. Lşığı kısar ve yerleşik video kamera üzerinde katılımcının kayıt başlar.
6. FNIRS veri fNIRS komut bilgisayarda kayıt başlar ve uyarıcı sunu bilgisayarınızda nasıl görevler başlamak.
7. Tüm görevleri boyunca katılımcı performansını izlemek. Görevler ve ishal aralarındaki sağlar.
8. Deneysel uyaranlara sunu bilgisayardan uyarının harekete geçirilmesine karşılık fNIRS komut bilgisayar tarafından alınmasını sağlamak.
9. Tüm görevler sonunda, video ve fNIRS veri toplamayı durdurmak.

6. sonrası deneysel görev ölçümleri

1. Her optode optode sahibi kap kaldırmak.
2. Katılımcının kafa optode tutucu kapakta konumunu bozmadan, ikinci bir 3D çizim tablası ölçü elde etmek için bir pozisyonda oturmak katılımcının doğrudan.
3. FNIRS kafa derisi yerleştirme gibi 3D çizim tablası ölçüm ve ölçüm Bölüm 4 kafa derisi sonda konum herhangi bir kesintileri deney sırasında iki pozisyon dosyaları karşılaştırma tarafından algılanabilir emin olmak için yineleyin.
4. Optode tutucu kap katılımcının başından kaldırın.
5. Deney sonunda, katılımcıların onların katılım için küçük bir hediye (Örneğin, kitapları ve okul malzemeleri) ve araştırma ekibi bildirimleri ile sağlar.

7. planı veri yaymak için

1. Topluluk üyeleri ve onların nihai Çeviri içine İlkesi incelenen sorunu ele almak için ilgili yerel yönetimler araştırma bulguları paylaşmak.
   Not: Katılımcıların doğrudan deneyden yararlanabilir değil.
2. Katılan topluluklar izleme ziyaretleri için planlar yapmak. Raporlar ve yerel eğitimciler kullanabileceğiniz araçlar hazır olun. Örneğin, yerel dillerde oluşturulan herhangi bir değerlendirme okul yetkililerine bölgede kullanılabilir yapılması gerektiğini. Araştırma ekibinin, çalışma bulguları iletişim kurmak için toplum liderleri ile karşılamak için yerel dili konuşan hazırlayın.
3. Varsa çalışma bulguları bölgesel akademik dergiler ve bölgenin, dilinde yayımlamak için planlar yapmak. Örneğin, Eğer araştırma Francophone ülkeler yapılmıştır çalışma bulguları Fransızca olarak Dissemine.
4. Planları ile karşılamak ve raporları çalışma bulguları araştırma programı için onay verilen hükümet şube teslim olun.

8. yedek veri

1. Internet erişimi online veri depolama için kullanılabilir olması pek mümkün olduğu gibi veri ihraç ve birden fazla taşınabilir sert götürmek için sırt yukarıya emin olun. Olarak yeterli Internet bağlantısı mevcuttur online veri depolama birimine baðlamanýz gerekebilir.

9. veri analizi

Not: Birden çok veri analizi paket fNIRS¹⁴için mevcut. İstatistiksel parametrik eşlemek için yakın kızılötesi spektroskopi (NIRS-SPM)¹⁵ , Homer2¹⁶ (yaygın olarak kullanılan) ve fNIRS araç ^17,18 (yeni ve kazanıyor popülerlik) fNIRS veri analizi için kullanılır. Bu iletişim kuralı veri analiz yöntemleri kullanarak NIRS-SPM değerlendirmeleri tercih edilen analiz yöntemi seçmek için araştırmacı takdirine bağlı değildir

1. NIRS-SPM, sürüm 4^15,19kullanarak fNIRS sistemi veri analiz. Bu araç için beyin görüntüleme suite SPM8 (http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm) göre Genel doğrusal model analiz yaklaşımı ile NIRS verileri analiz eder ve süper çözünürlük yerelleştirme ile harekete geçirmek haritaların oluşturulması için izin verir.
2. HbO ve HbR veri dönüştürme
   1. Değiştirilmiş bira-Lambert denklem (ile NIRS-SPM) konsantrasyon değişiklikleri HbO ve HbR yanıt optik yoğunluk değerlerini dönüştürmek için kullanın.
3. Ön işleme veri
   1. Yani mevcut birden çok seçeneklerden birini fNIRS veri ön işleme için kullanın.
      Not: Huppert vd. ¹⁷ gürültü¹⁶farklı kaynakları için çok titiz yöntemleri öneriyoruz. Bu hareket eserler, bant filtre uygulama teknikleri ve eigenvector tabanlı azalma fizyolojik piline kayma Kovaryans azaltılması eigenvector tabanlı veri (Örneğin, solunum, kan basıncı, kalp hızı) içerir. FNIRS araştırma ve istatistiksel analiz için etkileri gürültü kaynaklarının ayrıntılı bir yorum da paylaşıyorlar. FNIRS araştırmacı belirli bir çalışma için en uygun olan önişleme uygulamaları araştırmak gerekir. Aşağıda, bir analiz yaklaşım model alınarak Worsely ve Friston²⁰ ve Jang vd. ¹⁹ sunulmuştur.
   2. Değişiklikleri HbO ve HbR konsantrasyonlarda solunum, kan basıncı varyasyon, vasomotion veya katılımcı hareketi eserler ve küresel eğilimler kaldırmak için dalgacık en az açıklama uzunluğu (MDL) detrending algoritması kullanılarak ayrıştırılması Sinyal-gürültü oranı¹⁹geliştirmek.
   3. Hemodinamik yanıt işlevi şekli ile bir alçak geçiren Filtre veri ve kullanım için geçerli Worsely ve zamansal korelasyon kaldırmak için yöntem precoloring Friston²⁰ .
4. Model oluşturma ve istatistiksel analiz
   1. HbO ve deneysel regressors saat türevleri²¹ile ilgili hemodinamik yanıt işleviyle convolved içeren HbR modelleri oluşturma.
      Not: Daha yüksek kortikal bölgelerde ve katılımcılar arasında büyük değişkenlik hemodinamik yanıt işlev olabilir. Değişkenlik bu tür analiz modellerinde zamansal türevleri dahil etmek Rotasyonlarla genişleterek yerleştirilebilir. Hemodinamik yanıt²¹zirve için zaman farklılıkları modeli için geçici bir türev kullanın.
   2. Kullanım NIRS-SPM modelleri HbO ve HbR için HbO için uygun bir önemli modeli artan konsantrasyon gösterir ile polarizasyon muhalif ve HbR için oluşturmak için konsantrasyonu^5,18azalmıştır.
   3. Deneysel olarak ilgili tayarla-test veya F-test tezat fNIRS zaman serisi veri Modülasyon (tasarım matrisin verilen) bir (veya birkaç) regressors etkisini sınayın.
5. Sonuçları görüntülenmesi
   1. NIRS kanal 3D çizim tablası verilerini kullanarak Montreal nörolojik Enstitüsü (MNI) alana kayma kaydı gerçekleştirmek.
   2. Kayıtlı fNIRS veri aktivasyon haritalar HbO, HbR ve toplam hemoglobin (THb) Genel doğrusal model ve Sun'ın tüp formül düzeltme^22,23dayalı oluşturmak için kullanın.
   3. Aktivasyon haritalar üzerine bir uygun beyin şablonu yükleyin. Örneğin, son Haskins Pediatrik beyin Atlas yaş²⁴6-12 yaş arasındaki çocuklar için bir standart şablonu sağlar.

Sonuçlar

3D çizim tablası (Şekil 2) tarafından elde edilen araştırma konum verileri standart beyin şablonunda görüntülenmeyecektir. FNIRS kanalları NIRS-SPM'ın tek başına kayıt işlevi²⁵kullanarak MNI alanı için kayıt. Uzamsal kayıt fonksiyonu MNI koordinatları, anatomik etiket ve sonuna kadar her kanal tarafından temsil edilen Brodmann alanı oluşturur.

Tartışmalar

Bu kağıt uzak konumlar bağlamlarda düşük kaynak için uygun bir alan beyin görüntüleme Protokolü sundu. Bu alan beyin görüntüleme Protokolü anahtar önceden beyin fonksiyonu çalışmaya ilk yeteneği ve gelişimi içinde yedekledim (ya da asla-önce okudu) bağlamlarda. Bu iletişim kuralı kritik adımlarda ile seyahat ve hareket eden bir laboratuvar kalite veri toplama elektrik veya mevcut İmkanlar olmadan tropikal iklimlerde için uygun belirlemeyi içerir. Bu iletişim kuralı yerel bilimsel, eğitim ...

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
LIGHTNIRS Main Unit Pack 120V	Shimadzu	292-34000-42	Component of the fNIRS system
HOLDER ASSY, ALL- CAP	Shimadzu	594-07618-01	Component of the fNIRS system
LIGHTNIRS connection cable	Shimadzu	567-10976-11	fNIRS system component
Fiber set for LIGHTNIRS, 1m (8 sets)	Shimadzu	567-11350-01	fNIRS system component
Dell Latitude Laptop	Shimadzu (from Dell)	220-97322-00	Master computer to run fNIRS applications
PATRIOT SEU (System Electronics Unit)	POLHEMUS	1A0453-001	PATRIOT System component
Power Supply	POLHEMUS	2C0809	PATRIOT System component
Power Supply cord	POLHEMUS	17500B-BLK	PATRIOT System component
RS-232 null modem cable	POLHEMUS	1C0288	PATRIOT System component
USB cable	POLHEMUS	1C0289	PATRIOT System component
RX2 Sensor 10' cable	POLHEMUS	4A0492-20	PATRIOT System component
TX2 Source 10' cable	POLHEMUS	4A0506-20	PATRIOT System component